ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
Очевидно, что для достижения максимальной эффективности работы нашего котла и уменьшения затрат на топливо, нам необходимо знать состав и температуру отходящих газов. Известно много способов измерения содержания О2 и СО2 в топочных газах. Традиционный метод основан на использовании аппаратуры, в которой поглощение двуокиси углерода или кислорода из пробы топочных газов достигается с помощью специальных химических растворов. Изменения объема пробы служат индикацией состава топочных газов.
Более совершенные методы измерений основаны на использовании аппаратуры с датчиками, вырабатывающими электронный сигнал, пропорциональный содержанию кислорода в топочном газе. Эти устройства отличаются большей точностью и могут быть использованы в системах автоматизации.
По полученным результатам анализа расчетным путем или по таблицам и диаграммам могут быть получены искомые параметры режима горения.
Однако наиболее точным и эффективным способом получения результатов является применение современных электронных приборов – ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ, выдающих в режиме реального времени, с высокой точностью все необходимые параметры процесса, фиксировать их и оперативно вносить изменения в режим работы топливо сжигающей установки для достижения максимальной эффективности.
Блок-схема и принцип действия газоанализаторов
ПРОБООТБОРНИК газоанализатора помещается в газоход, чтобы ТЕРМОПАРА пробоотборника находилась в ядре газового потока. КОМПРЕССОР откачивает из газохода пробу отходящих газов через НЕОПРЕНОВЫЙ ШЛАНГ через БЛОК ПОДГОТОВКИ ПРОБЫ. В ВОДООТДЕЛИТЕЛЕ из пробы удаляется влага, содержащаяся в отходящих газах и в ФИЛЬТРЕ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ, задерживаются твердые частицы копоти, сажи и несгоревших фракций. Очищенная и обезвоженная проба поступает в БЛОК ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ состоят из химического реагента и чувствительной мембраны, в результате прохождения через которые соответствующего газа происходит химическая реакция, вызывающая возникновение электрического сигнала пропорционального концентрации газа. Полученный электрический сигнал поступает в АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, где аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой вид.
Одновременно с отбором газовой пробы, ТЕРМОПАРА, расположенная на конце пробоотборника измеряет температуру газового потока. ВСТРОЕННАЯ ТЕРМОПАРА измеряет значение температуры окружающего воздуха или температуру воздуха, подаваемого в топочную камеру. Полученные значения преобразовываются в ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ и передаются в АЦП для получения сигнала в цифровом виде.
ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО хранит ранее внесенные в память характеристики и константы различных видов топлива. На основании измеренных значений концентраций газов и температуры и хранящихся в ЗАПОМИНАЮЩЕМ УСТРОЙСТВЕ алгоритмов, формул и констант МИКРОПРОЦЕССОР производит обработку данных и выдает все необходимые параметры горения в блок ВВОДА/ВЫВОДА.
Блок ВВОДА/ВЫВОДА состоит из ДИСПЛЕЯ, на который выводятся все измеренные и вычисленные значения; ПРИНТЕРА, который фиксирует полученные результаты в виде бумажной копии и КЛАВИАТУРЫ, с которой производится управление режимом работы газоанализаторов.
Измеряемые и вычисляемые параметры
В зависимости от модели газоанализатора, количества и типа установленных электрохимических датчиков могут быть измерены и вычислены следующие параметры:
|
О2 |
Содержание кислорода в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Характеризует качество сгорания топлива; Определяет количество воздуха, необходимого для полного сгорания |
|
СО2 |
Содержание диоксида углерода; Вычисляется на основании измеренного значения О2 и СО2max для данного вида топлива; Характеризует полноту сгорания топлива |
|
СО |
Содержание оксида углерода в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Характеризует неполное сгорание (химический недожог) |
|
l |
Коэффициент избытка воздуха; Вычисляется по соотношению содержания кислорода в воздухе и в отходящих газах; Характеризует количество воздуха необходимого для поддержания оптимального режима горения |
|
СО/СО2 |
Соотношение содержания оксида и диоксида углерода в отходящих газах; Вычисляется на основании измеренного значения СО и вычисленного СО2. Характеризует полноту сгорания |
|
Т газа |
Температура отходящих газов; Измеряется термопарой на конце пробоотборника. |
|
Т окр |
Температура подаваемого воздуха или окружающего воздуха; Измеряется встроенной термопарой или специальным пробоотборником входного воздуха |
|
DТ |
Разность температур; Вычисляется по измеренным значениям температуры газов и воздуха |
|
Р |
Значение давления/разрежения в газоходе |
|
Eff |
Эффективность горения, коэффициент использования топлива (КИТ); Вычисляется на основании измеренных значений О2 и СО в отходящих газах, температуры газов и воздуха, теплотворной способности топлива, СОмакс и других параметрах данного вида топлива. |
|
Eff G |
Эффективность горения, рассчитанная на основании высшей теплотворной способности топлива. |
|
Eff N |
Эффективность горения, рассчитанная на основании низшей теплотворной способности топлива. |
|
Losses |
Сумма потерь с отходящими газами |
|
Losses DRY |
Свободные тепловые потери Вычисляются по разности температур между температурой воздуха, подаваемого для горения и температурой отходящих газов |
|
Losses WET |
Скрытые тепловые потери или потери с влагой. Используются для определения эффективности, на базе высшей теплотворной способности. |
|
Losses CO |
Потери неполного сгорания или потери с СО. Вычисляются по соотношению СО и СО2. |
|
NО |
Содержание оксида азота в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Определяет соответствие нормативам вредных выбросов |
|
NО2 |
Содержание диоксида азота в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Определяет соответствие нормативам вредных выбросов |
|
NОX |
Содержание суммы оксидов азота в отходящих газах; Вычисляется на основании измеренного значения NO; Определяет соответствие нормативам вредных выбросов |
|
SO2 |
Содержание диоксида серы в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Определяет соответствие нормативам вредных выбросов |
|
CXHY |
Содержание суммы летучих углеводородов в отходящих газах; Измеряется соответствующим датчиком; Определяет соответствие нормативам вредных выбросов |
|
О2 ref |
Значения содержания вредных выбросов, приведенные к образцовому содержанию кислорода; Вычисляется по измеренному значению выбросов и установленному проценту содержания О2; Характеризует степень разбавления вредных выбросов |