【正文】 智能煙氣 德國益康便攜式煙氣分析儀在鍋爐行業(yè)的應(yīng)用和選型朱長虹 智能煙氣 德國益康目錄目錄1 背景常識介紹：什么是燃燒 3頁2 工業(yè)鍋爐的容量、參數(shù)和型號 29頁3 工業(yè)鍋爐的能耗分析 32頁4 如何更好選用煙氣分析儀 42頁 5 煙氣分析儀器的應(yīng)用 70頁6 煙氣的測量和研究目的 77頁7 選擇便攜式煙氣分析儀注意事項 84頁8 如何正確使用便攜式煙氣分析儀 85頁9 未來的監(jiān)測趨勢－智能監(jiān)測 90頁 智能煙氣 德國益康一、背景常識介紹：什么是燃燒一、背景常識介紹：什么是燃燒什么是燃燒？什么是燃燒？? 燃 燒 的定 義– 物 質(zhì)劇 烈氧化而出 現(xiàn) 的 發(fā) 光 發(fā)熱 的 現(xiàn) 象。– 表 現(xiàn)現(xiàn) 象是– 火是人 類 最早 發(fā)現(xiàn) 和 應(yīng) 用的 現(xiàn) 象之一：?火使人火使人 類擺類擺 脫了茹毛脫了茹毛 飲飲 血和黑暗寒冷；血和黑暗寒冷；?火使人火使人 類進(jìn)類進(jìn) 入文明社會，促入文明社會，促 進(jìn)進(jìn) 人人 類進(jìn)類進(jìn) 步；步；– 現(xiàn) 代社會 發(fā) 展的支撐工 業(yè) 離不開火?冶金，制造冶金，制造 業(yè)業(yè)?能源能源 動動 力行力行 業(yè)業(yè) ：火力：火力 發(fā)電發(fā)電 ；汽；汽 車車 、 輪輪 船和航空航天船和航空航天發(fā)動發(fā)動 機(jī)機(jī)火 智能煙氣 德國益康火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 智能煙氣 德國益康汽車、航空和航天發(fā)動機(jī)汽車、航空和航天發(fā)動機(jī) 智能煙氣 德國益康涉及的學(xué)科涉及的學(xué)科– 伴隨著流 動過 程 —— 流體力學(xué)– 伴隨著 熱 量 傳輸 —— 傳熱 學(xué)– 伴隨著新物 質(zhì) 的生成和 擴(kuò) 散 —— 傳質(zhì) 學(xué)– 燃料和燃 燒產(chǎn) 物的 熱 量 轉(zhuǎn) 化及化學(xué)反 應(yīng) 能 夠進(jìn) 行的程度 —— 化學(xué) 熱 力學(xué)– 燃 燒 反 應(yīng) 的速度 —— 化學(xué) 動 力學(xué)? 由此可 見 ，燃 燒過 程是極其復(fù) 雜 的物理化學(xué) 過 程，是多 門 學(xué)科的 綜 合和交叉 智能煙氣 德國益康 智能煙氣 德國益康 智能煙氣 德國益康 智能煙氣 德國益康 智能煙氣 德國益康 智能煙氣 德國益康品種 石油 煤炭 天然氣 核能 水電 新能源2023年數(shù)量 /億噸或億立方米 25270 2023年數(shù)量 /億噸標(biāo)準(zhǔn)煤 02023年比例 /% 02023年比例 /% 19 世界的能源結(jié)構(gòu) （ %） 智能煙氣 德國益康B、燃燒與國民經(jīng)濟(jì)和能源的關(guān)系、燃燒與國民經(jīng)濟(jì)和能源的關(guān)系我國的一次能源的消費結(jié)構(gòu)（ %）年份 煤炭 石油 天然氣 化石燃料 總量 水電 核能及新 能源1980 01985 01990 01995 02023 2023 2023 2050 智能煙氣 德國益康C、燃燒與國民經(jīng)濟(jì)和能源的關(guān)系、燃燒與國民經(jīng)濟(jì)和能源的關(guān)系? 燃 燒過 程融入生 產(chǎn) 生活的各個角落– 動 力行 業(yè) —— 電 站 鍋 爐、燃?xì)?輪 機(jī)等– 運 輸 行 業(yè) —— 汽 車 、 飛 機(jī)、火箭和 輪 船的 發(fā)動 機(jī)– 冶金、陶瓷、玻璃、化工行 業(yè) —— 各種工 業(yè) 爐– 民用采暖行 業(yè) —— 采暖 鍋 爐? 火災(zāi)的 預(yù) 防同 樣 需要燃 燒 學(xué)知 識– 我國建有火災(zāi)國家重點 實驗 室 —— 中科大– 目前清 華熱 能系、浙大 熱 能所、 華 中煤燃 燒實驗 室等大學(xué)開 設(shè) 與燃 燒 有關(guān)學(xué)科 智能煙氣 德國益康火災(zāi)火災(zāi) 智能煙氣 德國益康鍋爐爆炸鍋爐爆炸 1– 1988年 9月夜， 錦 州發(fā)電 廠配 200MW發(fā)電 機(jī) 組 的 670t/h鍋爐在 滅 火后投油，造成爐膛爆炸，爐膛由方 變圓 ，裂開400mm， 鍋 爐 鍋 筒移位 261mm，工字鋼 梁移位 240mm，樓梯斷裂，當(dāng) 場 炸死一人。 智能煙氣 德國益康鍋爐爆炸鍋爐爆炸 2– 1993年，寧波北侖港電廠配 600MW的 2023t/h鍋爐燃燒組織不當(dāng)，爐膛嚴(yán)重結(jié)渣，大渣落下砸壞水冷壁，（,360℃ ）高壓水沖破爐墻，當(dāng)場燒死，燙死，窒息死亡 19人，造成嚴(yán)重?fù)p失。配 600MW發(fā)電機(jī)組 2023t/h鍋爐 智能煙氣 德國益康使用煙氣分析儀的目的使用煙氣分析儀的目的– 利用 鍋 爐燃 燒過 程 為 人 類 造福－ 優(yōu) 化燃 燒 ， 節(jié)約 能源– 避免燃 燒過 程 給 人 類帶 來危害－ 鍋 爐 檢查 ，消除 隱 患– 燃 燒過 程的可控制性，合理控制 鍋 爐燃 燒 ，減少 污 染氣體和 廢 渣排放? 使用煙氣分析 儀 的雙重目的– 依據(jù)國家 監(jiān)測規(guī) 范， 為業(yè) 主 單 位提供科學(xué)建 設(shè) 性提供數(shù)據(jù)，改 進(jìn) 工 藝 ， 優(yōu) 化燃 燒 ，科學(xué)利用能源– 學(xué)會 應(yīng) 用基本概念和原理分析判斷燃 燒過 程– 逐步學(xué)會控制、利用燃 燒過 程 智能煙氣 德國益康1. 工業(yè)鍋爐分類工業(yè)鍋爐分類? 鍋 爐的分 類 有多種方法 :? 通常，我 們 把用于 動 力、 發(fā)電 方面的 鍋 爐，叫做 動 力 鍋 爐? 把用于工 業(yè) 及采暖方面的 鍋 爐，稱 為 供 熱鍋 爐 ，又稱 工 業(yè)鍋 爐 。 智能煙氣 德國益康? 按 結(jié) 構(gòu)可分 為 火管 鍋 爐和水管 鍋 爐。? 火管 鍋 爐中，煙氣在管內(nèi)流 過? 水管 鍋 爐中，汽水在管內(nèi)流 過 。 智能煙氣 德國益康? 按蒸 發(fā) 受 熱 面內(nèi)工 質(zhì) 的流 動 方式可分 為 自然循 環(huán)鍋 爐 、強(qiáng) 制循 環(huán)鍋 爐 、 直流 鍋 爐 和 復(fù)合循 環(huán)鍋 爐 。? 自然循 環(huán)鍋 爐具有 鍋 筒，利用下降管和上升管中工 質(zhì) 密度差 產(chǎn) 生工 質(zhì) 循 環(huán) ，只能在 臨 界 壓 力以下 應(yīng) 用。? 直流 鍋 爐無 鍋 筒， 給 水靠水 泵壓頭 一次通 過 受 熱 面，適用于各種 壓 力。? 強(qiáng) 制循 環(huán)鍋 爐在循 環(huán) 回路的下降管與上升管之 間設(shè) 置循環(huán)泵 用以 輔 助水循 環(huán) 并作 強(qiáng) 制流 動 ，又稱 輔 助循 環(huán)鍋 爐或控制循 環(huán)鍋 爐。? 復(fù)合循 環(huán)鍋 爐是介于 強(qiáng) 制循 環(huán)鍋 爐和直流 鍋 爐之 間 的一種 鍋 爐。它在高 負(fù) 荷 時 按直流 鍋 爐模式運行，而在低 負(fù)荷 時 按 強(qiáng) 制循 環(huán)鍋 爐模式運行，循 環(huán)泵 只在低 負(fù) 荷下工作。 智能煙氣 德國益康? 按出口工 質(zhì)壓 力可分 為 常 壓鍋 爐、微 壓鍋 爐、低 壓鍋 爐、中 壓鍋 爐、高 壓鍋 爐、超高 壓鍋 爐、 亞臨 界 壓 力 鍋 爐、超 臨 界 壓 力 鍋 爐和超超 臨 界 壓 力 鍋 爐 。? 常 壓鍋 爐的表 壓為 零。? 微 壓鍋 爐的表 壓為 幾十個 Pa。? 低 壓鍋 爐的 壓 力一般小于 。? 中 壓鍋 爐的 壓 力一般 為 MPa。? 高 壓鍋 爐的 壓 力一般 為 。? 超高 壓鍋 爐的 壓 力一般 為 。? 亞臨 界 壓 力 鍋 爐的 壓 力一般 為 。? 超 臨 界 壓 力 鍋 爐的 壓 力 23～ 25MPa。? 超超 臨 界 壓 力 鍋 爐的 壓 力一般大于 27MPa。 智能煙氣 德國益康? 按所用燃料或能源可分 為 :? 固體燃料 鍋 爐? 液體燃料 鍋 爐? 氣體燃料 鍋 爐? 余 熱鍋 爐? 原子能 鍋 爐? 廢 料 鍋 爐。 智能煙氣 德國益康? 按排渣方式可分 為 固 態(tài) 排渣 鍋 爐 和 液 態(tài) 排渣 鍋 爐 。? 固 態(tài) 排渣 鍋 爐中，燃料燃 燒 后生成的灰渣呈固 態(tài) 排出，是燃煤 鍋 爐的主要排渣方式。? 液 態(tài) 排渣 鍋 爐中，燃料燃 燒 后生成的灰渣呈液 態(tài) 從渣口流出，在裂化箱的冷卻水中裂化成小 顆 粒后排入水溝中沖走。 智能煙氣 德國益康? 按爐膛煙氣 壓 力可分 為負(fù)壓鍋 爐、微正 壓鍋 爐和增 壓鍋 爐。? 負(fù)壓鍋 爐中爐膛 壓 力保持 負(fù)壓 ，有送、引風(fēng) 機(jī)，是燃煤 鍋 爐主要型式。? 微正 壓鍋 爐中爐膛表 壓 力 為 2～ 5kPa，不需引 風(fēng) 機(jī)，宜于低氧燃 燒 。? 增 壓鍋 爐中爐膛表 壓 力大于 ，用于配蒸汽 燃?xì)?聯(lián) 合循 環(huán) 智能煙氣 德國益康? 按 鍋 筒數(shù)目可分 為 單鍋 筒 和 雙 鍋 筒 鍋 爐 ，鍋 筒可 縱 置或橫置布置。? 現(xiàn) 代 鍋 筒型 電 站 鍋 爐都采用 單鍋 筒型式。? 工 業(yè)鍋 爐采用 單鍋 筒或雙 鍋 筒型式。 智能煙氣 德國益康? 可分 為 倒 U型、塔型、箱型、 T型、 U型、 N型、 L型、 D型、 A型等。? D型、 A型用于工 業(yè)鍋 爐? 其他爐型一般用于 電 站 鍋 爐。 智能煙氣 德國益康? 可分 為 露天、半露天、室內(nèi)、地下或洞內(nèi)布置的 鍋 爐。? 工 業(yè)鍋 爐一般采用室內(nèi)布置? 電 站 鍋 爐主要采用室內(nèi)半露天或露天布置 智能煙氣 德國益康二、工業(yè)鍋爐的容量、參數(shù)和型號二、工業(yè)鍋爐的容量、參數(shù)和型號? 日常生活中有大小 鍋 爐之 說 。但科學(xué)意 義 上來 講，所 謂鍋 爐的大小是和 鍋 爐 單 位 時間 內(nèi)所 傳遞的 熱 量的多少密切相關(guān)的。根據(jù) 熱 力學(xué)的知 識 ，蒸汽 鍋 爐一般需要用如下四個參數(shù)才能將 鍋 爐的大小描述清楚：? （ 1）蒸 發(fā) 量， t/h（或 kg/s）? （ 2）出口蒸汽 壓 力 ,MPa? （ 3）出口蒸汽溫度 ,℃ ? （ 4） 給 水溫度 ,℃ ? 因此，所 謂 的 鍋 爐參數(shù)一般就指蒸 發(fā) 量、蒸汽 壓力、蒸汽溫度和 給 水溫度。 智能煙氣 德國益康鍋爐的蒸發(fā)量鍋爐的蒸發(fā)量? 在確保安全的前提下， 鍋 爐 長 期 連續(xù) 運行時單 位 時間 所 產(chǎn) 生蒸汽的數(shù)量，稱 為這 臺鍋 爐的蒸 發(fā) 量。蒸 發(fā) 量又稱 為 “出力 ”或 “容量 ”。 智能煙氣 德國益康鍋爐蒸汽壓力和溫度鍋爐蒸汽壓力和溫度? 鍋 爐蒸汽 壓 力和溫度是指 過熱 器主汽 閥 出口 處 的過熱 蒸汽 壓 力和 過熱 蒸汽溫度。? 對 于無 過熱 器的 鍋 爐，用主汽 閥 出口 處 的 飽 和蒸汽 壓 力和溫度表示。? 鍋 爐 給 水溫度是指 進(jìn) 省煤器的 給 水溫度， 對 無省煤器的 鍋 爐指 進(jìn)鍋 爐 鍋 筒的水的溫度。? 對產(chǎn) 生 飽 和蒸汽的 鍋 爐，蒸汽的溫度和 壓 力存在一一 對應(yīng) 的關(guān)系。其它 鍋 爐，溫度和 壓 力不存在這 種 對應(yīng) 關(guān)系。 智能煙氣 德國益康三、工業(yè)鍋爐的能耗分析三、工業(yè)鍋爐的能耗分析? 鍋 爐 熱 平衡 ? 燃料在 鍋 爐中燃 燒 ，由于種種原因不完全燃 燒 ，而燃 燒 放出的 熱 量也不會全部有效地用于生 產(chǎn) 蒸汽或 熱 水。也就是 說 ，燃料的 總輸 入 熱 量中只有一部分被工 質(zhì) （水或汽）吸收，叫做有效利用 熱；其余部分 則損 失掉了，叫做 鍋 爐的 熱損 失。 為了確定 鍋 爐的 熱 效率，就需要使 鍋 爐在正常運行工況下建立起 鍋 爐的收、支平衡關(guān)系，通常稱 為鍋 爐 熱 平衡。? 鍋 爐 熱 平衡是研究燃料在 鍋 爐中的 總輸 入 熱 量的利用及 損 失情況，研究的目的是 為 了有效地提高鍋 爐的 熱 效率。 智能煙氣 德國益康鍋爐熱平衡的組成鍋爐熱平衡的組成 ? 固體燃料的熱平衡方程式可以寫成? kJ/kg? 式中， Qr－ 1kg燃料帶入鍋爐的熱量， kJ/kg；? Q1－鍋爐有效利用熱量， kJ/kg；? Q2－排出煙氣所帶走的熱量， kJ/kg；? Q3－ 氣體不完全燃燒熱損失 ， kJ/kg；? Q4－ 固體不完全燃燒熱損失 ， kJ/kg；? Q5－鍋爐的散熱損失， kJ/kg；? Q6－灰渣帶走的物理熱量， kJ/kg。 智能煙氣 德國益康化學(xué)不完全燃燒火用損化學(xué)不完全燃燒火用損? 一部分可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)沒有燃燒放熱，便隨煙氣排掉所損失的化學(xué)火用，根據(jù)煙氣分析測得的可燃?xì)怏w占干煙氣的容積百分?jǐn)?shù)計算，即?