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煙氣分析儀小常識(shí)
Q1. 什么是燃燒?燃燒的要素有哪些?
A1. 燃燒是燃料(可燃物質(zhì))和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以釋放能量的過(guò)程,燃燒的要素有燃料和氧氣等。
Q2. 固體燃料、液體燃料、氣體燃料都有哪些?
A2. 固體燃料有煤、泥炭、木材、麥桿,基本上含碳(C)、氫(H)、氧(O) 以及少量的硫(S)、氮(N) 和水(H2O)。液體燃料有特輕油、輕油、中油以及重油,主要由石油加工而成。氣體燃料是由可燃?xì)怏w(CO、H2及碳?xì)浠衔? 及不可燃?xì)怏w混和而成,當(dāng)今普遍使用天然氣,而天然氣的主要成分就是甲烷(CH4)。
Q3. 燃料中的不可燃物質(zhì)對(duì)燃燒設(shè)備及其性能有何影響?
A3. 不可燃物(惰性物質(zhì)) 含量的增加會(huì)降低燃料的毛/凈熱值并增加受熱面上的粉塵堆積。
Q4. 燃料中的水分對(duì)燃燒設(shè)備及其性能有何影響?
A4. 燃料中含水量的增加會(huì)提高水蒸汽的露點(diǎn),并因煙氣中水蒸汽的蒸發(fā)而消耗燃料能量。 Q5. 燃料中的硫?qū)θ紵O(shè)備及其性能有何影響?
A5. 燃料中的硫含量在燃燒中轉(zhuǎn)變成SO2 和SO3,而當(dāng)煙氣冷卻至露點(diǎn)以下后其會(huì)生成強(qiáng) 腐蝕性的亞硫酸或硫酸,腐蝕設(shè)備。
Q6. 燃燒空氣中氧氣含量一般為多少? A6. 一般大氣中氧氣含量20.95% 。
Q7. 燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣即為煙氣,請(qǐng)列舉燃燒產(chǎn)生的煙氣的成分。
A7. 煙氣的主要組成成分有:氮?dú)?,二氧化碳,水蒸氣,顆粒物(塵、黑度),氧氣,一氧化碳,氮氧化合物,二氧化硫,硫化氫,碳?xì)浠衔?,氰化氫,氨氣,鹵化物等。
Q8. 煙氣中哪種成分有濃烈的臭雞蛋味,試闡述其來(lái)源,存在的場(chǎng)合以及去除手段?
A8. 硫化氫,它是一種帶有臭味的有毒氣體,即使在極小濃度(約2.5 mg/m3) 時(shí)依然很臭。硫化氫是一種天然氣和石油中自然形成的成分,所以會(huì)出現(xiàn)在煉油廠、天然氣處理廠、制革廠以及機(jī)動(dòng)車不*燃燒的排放物中。多種方法可用于去除煙氣中的H2S,如燃燒以形成SO2以及某些吸收方法等。
Q9. 工作場(chǎng)所允許的CO的高濃度?
A9. 50ppm Q10. 煙氣中的水汽會(huì)對(duì)煙氣分析造成什么影響?如何解決此問(wèn)題?
A10. 以水蒸汽的形式來(lái)說(shuō), 它會(huì)稀釋煙氣, 而且含濕量的波動(dòng)會(huì)進(jìn)而影響其對(duì)煙氣稀釋程度的波動(dòng)。以水滴的形式來(lái)說(shuō), 它會(huì)吸附某些特定的氣體從而導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)。解決方法:使用氣體冷凝器將煙氣的含濕量控制在一定范圍內(nèi),另外在采樣階段采用低吸附耐硫軟管,如果煙氣濕度非常大可使用德圖儀器加熱采樣系統(tǒng)來(lái)避免采樣過(guò)程中產(chǎn)生冷凝。
Q11. 何為過(guò)剩燃燒?
A11. 在實(shí)際情況下,燃燒所需氧氣的理論(小) 值通常不足以確保*燃燒,因?yàn)槿剂虾脱鯕獾牟怀浞纸佑|,所以必須加入比理論需要值更多的氧氣。這部分多余的空氣稱之為"過(guò)剩空氣",此燃燒即為過(guò)剩燃燒。
Q12. 何為過(guò)??諝庀禂?shù)?
A12. 在條件下燃料*燃燒時(shí)所必需的少空氣量稱理論燃燒空氣量,在實(shí)際條件下燃料*燃燒或不*燃燒所需的空氣量是實(shí)際燃燒空氣量,實(shí)際燃燒空氣量與理論燃燒空氣量的比值即為過(guò)??諝庀禂?shù)。
Q13. 試寫(xiě)出過(guò)??諝庀禂?shù)的計(jì)算公式。
A13. 過(guò)剩空氣系數(shù)可由煙氣中CO, CO2和O2的含量來(lái)確定。計(jì)算公式如下: CO2max為燃料特性系數(shù),每種燃料的CO2max都不同,O2ref為當(dāng)?shù)卮髿庵械腛2含量。
Q14. 為何要測(cè)量煙氣中的O2、過(guò)剩空氣系數(shù)等參數(shù)?
A14. 不同鍋(窯)爐在燃燒時(shí),產(chǎn)生的O2及由O2計(jì)算的過(guò)??諝庀禂?shù)不同,而O2量的 大小會(huì)直接影響到SO2、NOX等參數(shù)。當(dāng)鍋(窯)爐有爐體漏風(fēng)現(xiàn)象或燃料燃燒不完 全時(shí),煙道中的O2值會(huì)相應(yīng)較大,SO2、NOX等數(shù)值會(huì)成反比變小,這樣出來(lái)的數(shù)據(jù) 是不真實(shí)的。所以,想、地了解一臺(tái)鍋(窯)爐的燃燒狀況,僅僅測(cè)量SO2、 NOX等參數(shù)是不夠的,同時(shí)還要測(cè)量出O2及由O2計(jì)算的過(guò)剩空氣系數(shù),然后把SO2、 NOX等參數(shù)進(jìn)行折算,這樣的結(jié)果才能符合國(guó)標(biāo)的要求。
Q15. 過(guò)剩空氣EXA/ExAir和過(guò)??諝庀禂?shù)λ值如何換算?
A15. 過(guò)剩空氣系數(shù)λ值=過(guò)??諝釫XA/ExAir +1,例如EXA/ExAir =10%,λ=1+10%=1.1。
Q16. 哪些生產(chǎn)工況需要不*燃燒?
A16. 有些特殊場(chǎng)合如一些熱表面處理則特定需要不*燃燒, 即l<1, 因?yàn)橹挥腥绱瞬拍艽_保所需的優(yōu)化工藝。
Q17. 燃燒工況中,一般需要較燃燒條件下更多的空氣(氧氣),試說(shuō)明過(guò)多空氣燃燒和過(guò)少空氣燃燒時(shí)的特點(diǎn)。
A17. 過(guò)多的空氣會(huì)降低燃燒溫度,并增大熱損失;反之過(guò)少的空氣燃燒,會(huì)降低燃料的利用率,并且燃料的殘?jiān)鼤?huì)惡化環(huán)境
Q18. 試說(shuō)明燃燒過(guò)程中,空氣由過(guò)少變化成過(guò)剩時(shí),CO、O2、CO2的變化趨勢(shì)
A18. CO由濃向稀變化,O2由稀向濃變化,CO2由稀到濃,直到大,然后再逐漸變稀。
Q19. 干燥煙氣和潮濕煙氣下,哪種狀態(tài)中煙氣的濃度會(huì)更高?
A19. 干燥煙氣時(shí)的煙氣濃度更高,因?yàn)槌睗駸煔庵?,煙氣濃度被水蒸氣稀釋?Q20 .隨著煙氣中水蒸氣的含量的變化,煙氣的露點(diǎn)如何變化?
A20. 露點(diǎn)隨著水蒸氣含量的升高而升高。一般認(rèn)為4?C的露點(diǎn)溫度,是干燥煙氣。例如,30%含水量的空氣露點(diǎn)約在70°C,而干燥空氣如僅5% 含水量的空氣露點(diǎn)約為35°C。
Q21. 煙氣損失的是何種形式的能量?
A21. 煙氣損失實(shí)際是熱能。 Q22. 何為燃燒效率?
A22. 燃燒效率是指燃料燃燒后實(shí)際放出的熱量占其*燃燒后放出的熱量的比值,它是考察燃料燃燒充分程度的重要指標(biāo)。
Q23. 何為鍋爐效率?
A23. 鍋爐效率是鍋爐有效利用熱量與投入鍋爐燃料所產(chǎn)生的熱量之比,很大程度上取決于設(shè)計(jì),體現(xiàn)鍋爐質(zhì)量以及其運(yùn)行情況。工業(yè)鍋爐效率通常50~70%,低壓工業(yè)鍋爐的設(shè)計(jì)熱效率一般在70~90%,一般實(shí)際運(yùn)行熱效率在60~80%左右,電站鍋爐效率大于90%。
Q24.哪種類型鍋爐的燃燒效率可大于100%?
A24. 冷凝爐
Q25. 煙氣露點(diǎn)溫度與哪些因素有關(guān)?
A25. 煙氣露點(diǎn)與壓力和煙氣含濕量有關(guān)。
Q26. 試說(shuō)出煙氣分析儀具備和不具備氣體冷凝預(yù)處理功能的差別。
A26. 如果用不帶氣體預(yù)處理的儀器進(jìn)行測(cè)量,煙氣的露點(diǎn)溫度基本上與環(huán)境溫度相近,即25℃。如果這些測(cè)量結(jié)果相較于帶氣體預(yù)處理的測(cè)量,即露點(diǎn)溫度為5℃,讀數(shù)因含濕量的不同可能會(huì)相差約3%!
Q27. 煙氣分析儀可以顯示的氣體濃度單位有哪些?
A27. g/GJ、mg/kWh、ppm、mg/m3 Q28. 氣體濃度單位ppm與mg/m3的轉(zhuǎn)換公式是什么?
A28. 公式如下:
Q29. 如何理解氣體濃度單位ppm與mg/m3的轉(zhuǎn)換公式中的K值?
A29. K值即為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的理論過(guò)??諝庀禂?shù)。
Q30. 在德圖煙氣分析儀中如何編輯k系數(shù)?電廠、普通工業(yè)鍋爐、油氣燃燒器、汽輪機(jī)的的k系數(shù)值分別為多少?
A30. 可在德圖煙氣分析儀中測(cè)量點(diǎn)內(nèi)容中編輯k系數(shù)值,參考值如下:電廠1.4,普通工業(yè)鍋爐1.8,油、氣燃燒器1.2,汽輪機(jī)2.5。
Q31.實(shí)際工況下的氣體濃度值和標(biāo)準(zhǔn)工況下的氣體濃度值如何換算? A31. C2=C1*((T1*P2) / (T2*P1)),下標(biāo)量'1'代表實(shí)測(cè)工況,下標(biāo)量'2'代表標(biāo)準(zhǔn)工況 C代表濃度值,T代表溫度,P代表壓力。
Q32. 德圖煙氣分析儀測(cè)得的以mg/m3為單位的氣體濃度值是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的值嗎?
A32.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的干煙氣濃度值。
Q33. 如何計(jì)算氣體標(biāo)準(zhǔn)密度?為什么在將氮氧化物濃度從ppm到mg/m3轉(zhuǎn)化中,一般僅采用NO2的標(biāo)準(zhǔn)密度?
A33.相應(yīng)氣體的分子量 /摩爾體積 = 氣體的標(biāo)準(zhǔn)密度 因?yàn)樵跓煔馀欧诺酱髿膺^(guò)程中,NO終氧化成NO2,NO2的化學(xué)穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于NO,所以一般采用NO2的標(biāo)準(zhǔn)密度作為氮氧化物濃度