煙氣氧含量是計算窯爐(鍋爐)污染物排放濃度的重要參數(shù),在運行中有效控制煙氣氧含量,是窯爐污染物排放能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵。煙氣氧含量是窯爐運行重要監(jiān)控參數(shù)之一和反映燃燒設(shè)備與窯爐運行完善程度的重要依據(jù),其值的大小與窯爐結(jié)構(gòu)、燃料的種類和性質(zhì)、窯爐負(fù)荷的大小、運行配風(fēng)工況及設(shè)備密封狀況等因素有關(guān)。
氧含量越小,即過量空氣系數(shù)越小,則表明化學(xué)不完全燃燒熱損失和機(jī)械不完全燃燒熱損失增加;氧含量越大,即過量空氣系數(shù)越大,則表明空氣量送入過大。過量的空氣造成爐溫下降,不但影響燃燒,還會帶走大量的熱量和灰塵,增大污染排放濃度的計算結(jié)果,同時風(fēng)量大也增加了排煙耗電量。控制煙氣氧含量,對控制燃燒過程,實現(xiàn)安全、高效和低污染排放是非常重要的。
一般窯爐由于設(shè)備性能,操作水平,燃料品質(zhì)等不同,污染物在各種實際氧含量下的實測濃度也不相同,為統(tǒng)一衡量污染物的排放濃度起見,有必要規(guī)定一個氧含量基準(zhǔn),將各實際氧含量下的污染物濃度統(tǒng)一折算到該標(biāo)準(zhǔn)值,有一個統(tǒng)一的判斷標(biāo)尺。下面引出幾個常見的概念以及折算規(guī)則供大家參考。
01
過剩空氣系數(shù)
常見的燃燒過程與氧含量密切相關(guān),煤中的可燃物不可能與空氣中的氧完全接觸,必須多供給一些空氣才能完全燃燒,這多供給的一部分空氣量稱為過剩空氣量。通過化學(xué)反應(yīng)計算,煤完全燃燒所需的理論空氣量加上過剩空氣量就是燃料燃燒所需的實際空氣量,實際空氣量與理論空氣量的比值稱為過剩空氣系數(shù)。
過量空氣系數(shù)的大小取決于燃料的種類、燃燒器及燃燒條件等。
對燃用煙煤的鏈條鍋爐,爐膛過量空氣系數(shù)一般取1.3~1.4,即煙氣氧含量控制在5%~6%。在實際生產(chǎn)中將煙氣中的氧含量控制在6%以下有較大的難度,一般燃用煙煤和無煙煤所要求的爐膛內(nèi)過量空氣系數(shù)為1.5左右,即把煙氣氧含量控制在6%~8%作為鏈條鍋爐經(jīng)濟(jì)運行指標(biāo),這樣既可以減少排煙熱損失,提高鍋爐的熱效率,又能夠較好地控制鍋爐大氣污染物排放,為保護(hù)和改善區(qū)域環(huán)境空氣質(zhì)量發(fā)揮積極的作用。
但是考慮到煙道及輔機(jī)等部位的漏風(fēng),煙道尾部氧含量會有不同程度的增加,煙氣氧含量不宜超過10.5%,即過量空氣系數(shù)不宜超過2.0。若再考慮測試不當(dāng)還可能造成的漏氣量的增加,煙氣氧含量終不宜超過12%。煙氣氧含量的細(xì)微變化,對排放濃度的折算值都有很大的影響。
02
干基,標(biāo)態(tài)
國家考核的指標(biāo)都是以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下標(biāo)干煙氣來考核,所以在設(shè)計時一般也是要以此來設(shè)計氧含量主要是用來煙氣的折算用。
干基:是將煙氣中的水分去除后的干煙氣
標(biāo)態(tài)(溫度:273.15K(0℃) 壓強(qiáng)101.325kPa,1atm)
濕基值和干基值的換算
03
什么是基準(zhǔn)含氧量?
基準(zhǔn)氧含量是用于折算燃燒源大氣污染物排放濃度而規(guī)定的氧含量的基準(zhǔn)值。
因此,基準(zhǔn)含氧量是為了使監(jiān)測數(shù)據(jù)具有可比性,本著既滿足燃料充分燃燒又不會因為過量空氣的“稀釋”作用而改變排放濃度的原則,設(shè)定的統(tǒng)一衡量標(biāo)準(zhǔn)。各行業(yè)的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)不同的燃燒設(shè)施和燃料規(guī)定了不同的基準(zhǔn)含氧量。
04
為什么設(shè)定基準(zhǔn)含氧量?
基準(zhǔn)氧含量是在我國當(dāng)下大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)體系下應(yīng)運而生的。目前,大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)大部分是以污染物的排放濃度為判定依據(jù),單位是mg/m3,分子是質(zhì)量單位,分母是體積單位,這就意味著在質(zhì)量一定時,體積越大,濃度越低。為確保物質(zhì)能夠充分燃燒,一般會通入過量空氣來保證氧氣充足。過量空氣同時會對煙氣排放產(chǎn)生一定的“稀釋”作用,污染物被“稀釋”后,濃度必然會降低。在實際生產(chǎn)中,通入多少空氣是根據(jù)不同工況下的燃燒條件不同設(shè)定的,差異較大。如果隨意加大通入空氣的量使煙氣量增大,就會造成實測污染物濃度的大幅降低。
05
結(jié)論
綜上所述燃燒過程煙氣氧含量控制,鍋爐煙道氣含氧量是衡量燃燒過程是否經(jīng)濟(jì)的主要指標(biāo)。對于鍋爐的運行效率和污染物排放控制具有重要意義。煙氣氧含量控制通過改變空燃比將氧含量控制在最佳范圍內(nèi),主要控制手段為燃料量和送風(fēng)量的協(xié)調(diào)控制。
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