ВЫЧИСЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГОРЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫМИ ГАЗОАНАЛИЗАТОРАМИ

Современные электронные газоанализаторы измеряют температуру отходящих газов, температуру воздуха, подаваемого на горение, содержание кислорода и оксида углерода в отходящих газах. На основании измеренных данных происходит расчет эффективности горения топлива. В газоанализаторах различных производителей применяются различные методики, что связано с различными требования местного законодательства.

В Украине широкое распространение получила методика вычисления эффективности горения основанная на стандарте Великобритании  BS845. 

В соответствии с ним определяются три источника потерь, связанных с горением топлива:

Потери с отходящими газами:   

• Потери сухих отходящих газов
• Влажность и водород
• Тепло парообразования
• Несгоревшие газы

Потери с отходами:  

• Горючая составляющая золы
• Горючая составляющая шлака
• Горючая составляющая пыли

Остальные потери: 

• радиационное излучение
• конвекция
• потери теплопроводности
• прочие не измеряемые потери

Вычисление Нетто эффективности подразумевает, что энергия, содержащаяся в водяном паре  (получающемся в результате сгорания и из влажного топлива) извлекается полностью и энергетическая составляющая потерь с влагой равна нулю. Вычисление Брутто эффективности подразумевает, что энергия водяного пара не извлекается полностью.

Так как топливовоздушная смесь никогда не бывает постоянной, всегда несгоревшее/частично несгоревшее топливо попадает в отходящие газы. Это представлено несгоревшими потерями углерода. Потери с несгоревшими фракциями золы, шлаков, отвалов и из-за радиационного излучения, теплопроводности и т.д. не учитываются.

Вычисление эффективности:

Известные данные - Топливо:

• Qgr = Брутто теплотворная способность (KJ/kg)
• Qnett = Нетто теплотворная способность (KJ/kg)
• K1 = коэффициент, основанный на Брутто или Нетто теплотворной способности:
• K1g = (255 x %Углерода в топливе)/Qgr
• K1n = (255 x %Углерода в топливе)/Qnett
• K2 = %макс. теоретического CO2 в топливе (сухая фракция)
• K3 = % потери с влагой
• Н₂ = % Водорода
• Н₂О = % Воды

Измеряемые данные:

• Tf  = Температура отходящих газов,
• Ti  =  Входная температура,
• O₂m% = % Кислорода в отходящих газах,
• O₂r = приведенное значение кислорода
• СО = % оксида углерода в отходящих газах           

Вычисляемые данные: 

• Tnet = Нетто (разница) температура,
• % CO2 в отходящих газах
• % потери в сухих отходящих газах
• % потери с влагой
• % потери с несгоревшим углеродом
• % эффективности

Tnet = Температура отходящих газов – Входная температура

Потери в сухих отходящих газах % = 20.9 x K1n x (Tnet) / K2 x (20.9 - %Om2)

Потери с влагой =  9 x %H2 + %H2O / Qgr x [2488 + 2.1Tf - 4.2 Ti], упрощенно =  [(9 x %H2 + %H2O) / Qgr] x 2425 x [1 + 0.001 Tnet]

Потери с влагой =   K3(1+0.001xTnet), где K3 =   [(9 x %H2 + %H2O) / Qgr] x 2425

Нетто эффективность =   100% - потери в сухих отходящих газах = 100% - 20.9 x K1n x (Tnet) / K2 x (20.9 - %Om2)

Брутто эффективность =   100% - {потери в сухих отходящих газах + потери с влагой}

=   100% - [20.9 x K1g x (Tnet) / K2 x (20.9 - %O2)] + [K3 x (1 + 0.001 x Tnet)]

Коэффициент избытка воздуха =   [20.9% / (20.9% - O2m%)] - 100%

Содержание CO2% =   [(20.9% - O2m%) x K2% / 20.9%]

Потери с несгоревшим топливом  = K4 x CO% / (CO% + CO2%)

Где K4    =  70 для кокса

                =  65 для антрацита

                =  63 для битумообразных топлив

                =  62 для каменноугольной смолы

                =  48 для сжиженного газа

                =  32 для природного газа

Формула для K4 основана на  Брутто теплотворной способности Qgr.  Для получения потерь, основанных на Нетто теплотворной способности умножьте на соотношение Qgr/Qnett. Так как это соотношение очень мало, им обычно можно пренебречь.

Приведение к образцовому содержанию кислорода:            CO(n) = CO x (20.9 - O2r)/(20.9 - O2m)

ВЕРНУТЬСЯ К СПИСКУ СТАТЕЙ