《能源監測與評價》——能源監測技術(十二)
2.熱導式氣體分析儀
在煙氣分析中還廣泛使用熱導式氣體分析儀。由于各種不同氣體的導熱能力不同(見表2-9),因此利用氣體導熱系數的差異可以識別不同氣體,熱導式氣體分析儀就是根據這一原理設計的。
這種分析儀的氣體傳感器結構如圖2-78所示。它是用直徑為50~60tjm的高純鉑絲繞制成直徑大約為0.5mm的線圈,線圈的圈數應使鉑電阻達到適當的阻值。在線圈的外面涂以膏狀氧化鋁涂層并燒結而成,涂覆氧化物的目的是延長鉑絲的使用壽命。對線圈通以一定的電流加熱,并將其作為平衡電橋的橋臂之一。由于金屬絲溫度較高,當被分析的氣體通過有該金屬絲的橋臂室(又稱發送器)時,因氣體導熱系數不同,其散熱能力也不同,從而使金屬絲的溫度和電阻值也不同,于是原來平衡的電橋就會失去平衡,不平衡的電橋將輸出一個不平衡的電壓,儀器根據此不平衡電壓即可顯示出被測氣體中某組分的濃度。
3.奧氏煙氣分析器
奧氏煙氣分析器是經典的用來測定煙氣中二氧化碳、氧氣和一氧化碳等的百分含量的常規儀器。它是采用化學分析法的典型,其原理是利用某些化學試劑對煙氣中某一組分具有選擇性吸收的特點,以分別確定各組分的含量。它由煙氣過濾器、3個吸收器、量筒、玻璃套筒(內儲水,以保持煙溫恒定)、平衡瓶(調節量筒中水位)、梳形管和三通旋塞等組成(見圖2-79)。為便于觀察,各部件都用玻璃制成。第一個吸收器內儲有無色苛性鉀溶液,用來同時吸收C02和S02;第二個吸收器中裝有褐色焦性沒食子酸苛性鉀溶液,可同時吸收C02、S02和02(如前兩者已被第一吸收器所充分吸收,則只需吸收02);第三個吸收器內盛有青色的氯化亞銅的氨溶液,主要用來吸收一氧化碳(同時也能吸收氧氣和乙炔等)。
(二)爐渣含碳量的測定
爐渣的采樣必須有代表性。爐渣采樣的總量應不小于監測期總渣量的1%,并不少于10~20kg。爐渣縮分取樣約50g,再破碎至0.2mm(80目篩分)。稱取此樣(1±0.2)g,放入瓷舟,置于預先升溫至(850±20)℃的馬弗爐中灼燒2h,直到其質量變化不大于0.001g為止則爐渣的含碳量為
(三)飛灰含碳量的測定
為確定飛灰含碳量,首先需要收集煙塵。目前多采用過濾積塵法,即從排煙中連續抽取一定量的煙氣,捕集其中的塵量,計算單位氣體中所含塵量,得到煙塵濃度。將收集的塵樣進行灼燒測定其含碳量(測定方法與爐渣含碳量的測定方法相同),然后即可計算出監測期煙塵帶出的總碳量。
(四)燃燒產物的取樣
必須指出:燃燒產物成分正確分析的首要條件是分析的氣樣要有代表性。因此燃燒產物的取樣就顯得特別重要。對取樣點的位置和取樣方式的一般要求是:能連續自動的取樣;取樣點應盡可能避開有化學反應的位置(如煙氣取樣一般設置在爐膛出口以后的煙道中);不要在有回流、停滯或泄漏處取樣,即測點應遠離局部阻力件;管道中取樣應考慮介質沿截面是否均勻,在水平管道內介質易分層,在彎頭處成分易分離,都不利于取出有代表性的樣品,故常在垂直管道中取樣;沿管道截面流速分布不均勻也影響取樣,不應在邊界層處取樣。另外,在一些研究性的試驗中,有時還需要測量從爐膛內抽取高溫煙氣樣品進行分析。
為了正確測得煙氣中各成分的濃度,取樣必須在等速的條件下進行,即進入取樣探頭進口的吸人速度與探頭周圍煙道中的煙氣流速相等。當不等速取樣時,流線會有如圖2-80所示的變化。圖2-80(a)取樣管不對準氣流,流線彎曲,煙氣中的固體顆粒與氣相嚴重分離;圖2-80(b)取樣速度太高,流線收縮;圖2-80(c)取樣速度太低,流線膨脹;圖2-80(d)為正常的等速取樣。
同時為了不改變流線,除了上述情況外,取樣管不能設計太大,取樣管的截面通常為流通截面的1%~2%,最大也不應超過5%。
為了能在現場準確方便地進行等速取樣,多采用補償式靜止零位探頭結構。由于氣流在進入探頭后,截面突然擴大,流速降低,從而使得靜壓增加,這樣便可以自動補償探頭進口段總的阻力損失,實現等速取樣的要求。
責任編輯:繼電保護
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