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在提高燃燒效率中煙氣分析儀的作用
隨著人們環(huán)保和節(jié)能意識(shí)的逐漸提高，眾多大中型企業(yè)如鋼鐵冶金、石油化工、火力發(fā)電廠等，已將提高燃燒效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保 護(hù)環(huán)境等作為提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的重要途徑。鋼鐵行業(yè)的軋鋼加熱爐、電力行業(yè)的鍋爐等燃燒裝置和熱工設(shè)備，是各行業(yè)的能源消耗大戶。因此，如 何測(cè)量和提高燃燒裝置的燃燒效率、確定最佳燃燒點(diǎn)，是十分令人關(guān)心的。
供給加熱爐、鍋爐等加熱設(shè)備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例，有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過(guò)程的進(jìn)行)所 必須傳入的熱量。根據(jù)爐子熱平衡可知，Q12341 η= 式中，Q——供給爐子的熱量；Q1——爐子煙氣(廢氣)中過(guò)剩空氣帶走的物理熱；Q2——爐子煙氣(廢氣)中燃料不*燃燒而生成的或未燃燒的 CO 氣帶走的物理熱；Q3——爐子設(shè)備熱損失(包括爐體散熱、逸氣損失、冷卻水帶走、熱輻射等)；Q4——其他熱損失。由上式可以看出，爐子煙氣帶走的物理熱 是熱損失中主要部分。圖 1 顯示了熱效率和各項(xiàng)熱損失隨著空燃比α的增減的變化規(guī)律。當(dāng)鼓風(fēng)量過(guò)大時(shí)(即空燃比α偏大)，雖然能使燃料充分燃燒，但煙氣中過(guò)剩空氣量偏大，表現(xiàn)為煙氣 中 O2含量高，過(guò)剩空氣帶走的熱損失 Q1值增大，導(dǎo)致熱效率η偏低。與此同時(shí)，過(guò)量的氧氣會(huì)與燃料中的 S、煙氣中的 N2反應(yīng)生成 SO2、NOX等有害物質(zhì)。而對(duì)于軋鋼加熱爐，煙氣中氧含量過(guò)高還會(huì)導(dǎo)致鋼坯氧化鐵皮增厚，增加氧化燒損。當(dāng)鼓風(fēng)量偏低時(shí)(即空燃比α減小)，表現(xiàn)為煙氣 中 O2含量低，CO 含量高，雖說(shuō)排煙熱損失小，但燃料沒(méi)有*燃燒，熱損失 Q2增大，熱效率η也將降低。另外，煙囪也會(huì)冒黑煙而污染環(huán)境。
由上文可知，熱效率與煙氣中的 CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負(fù)荷、霧化條件等因素有關(guān)。因此，可通過(guò)測(cè)量并控制煙道氣體中 CO、O2、CO2的含量來(lái)調(diào)節(jié)空氣消耗系數(shù)λ，來(lái)達(dá)到最高燃燒效率。燃燒效率控制由來(lái)已久，上世紀(jì) 60 年代，曾廣泛采用 CO2分析儀監(jiān)測(cè)煙道氣體中 CO2含量來(lái)控制空氣消耗系數(shù)λ以達(dá)到最佳，但 CO2含量受燃料品種影響較大。提高燃燒效率直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測(cè)定儀、氧化鋯氧含量檢測(cè)儀)連續(xù)監(jiān)測(cè)煙道氣體成分，分析煙氣中 O2含量和 CO 含量，調(diào)節(jié)助燃空氣和燃料的流量，確定最佳的空氣消耗系數(shù)。