“:///““:///“小型自然氣鍋爐節能及污染排放監測技術方案近年來，隨著我國自然氣資源利用技術的不斷進展，“煤改氣”工程建設的加快推動，為自然氣鍋爐的推廣提供了能源支持，小型鍋爐作為我國燃氣鍋爐使用的主要方向，已廣泛應用于城市洗浴、酒店、中小型企業及事業單位內部。但目前我國小型自然氣鍋爐的設計尚存在確定問題，如一些部門存在著對鍋爐構造、熱力參數選取以及計算過程的不標準性，使自然氣鍋爐在設計或改造上沒有做到最正確優化，運行上無法保證鍋爐處于最大效率，造成了原材料及自然氣能源的鋪張。此外，為加快推動集中供熱、“煤改氣”、“煤改電”工程建設，各地間續出臺了大局部省份量化了節能減排指標，加強了燃煤鍋爐“煤改氣”的力度。因此在小型自然氣鍋爐設計、改造或運行調控中需實行必要的節能及污染排放監測手段，將鍋爐調整到最正確運行狀態，才可實現鍋爐運行效率的最大化與污染排放的減量化。一、小型自然氣鍋爐節能監測工程目前國內并未特地針對小型自然氣鍋爐節能監測技術制定行業標準，僅北京、山東局部地區依據 GB/T15317-2023《燃煤工業鍋爐節能監測方法》制定了地方標準，分別為DB11/T1231-2023《燃氣工業鍋爐節能監測方法》和DB37/T846-2023《燃氣工業鍋爐節能監測方法》。另外，GB/T10820-2023《生活鍋爐熱效率及熱工試驗方法》與GB/T10180-2023《工業鍋爐熱工性能試驗規程》也對實現小型自然氣鍋爐節能運行方法做了指導參考。三大標準均明確指出小型自然氣鍋爐節能監測工程包括：鍋爐熱效率、過量空氣系數、排煙處CO含量和排煙溫度等。鍋爐熱效率與過量空氣系數、排煙處CO含量、排煙溫度有著親熱關系。1、過量空氣系數不同類型的鍋爐，都有一個最正確過量空氣系數，但實際上幾乎全部的爐子都超過設計值。過量空氣系數過大或過小都會產生不良后果，過大會導致煙氣體積增大，爐膛溫度降低，增加排煙熱損失，熱效率降低；過小會使自然氣燃燒不充分，產生大量CO，污染環境，同時也增大了不完全燃燒熱損失。可以說過量空氣系數的大小直接影響自然氣鍋爐的熱工性能，即鍋爐熱效率。一般過量空氣系數把握在1.05~1.202CO煙氣中CO是由于自然氣不完全燃燒與過量空氣量少產生的，自然氣不完全燃燒簡潔產生炭黑，長期積存會影響鍋爐的熱傳遞，降低鍋爐的熱效率，對鍋爐本身造成損壞。CO含量越高，則說明自然氣燃燒效率越低，鍋爐熱效率也越低。DB11/T1231-2023《燃氣工業鍋爐節能監測方法》和DB37/T846-2023《燃氣工業鍋爐節能監測CO0.010.02%。3、排煙溫度造成鍋爐熱效率偏低的另一緣由是排煙熱損失。排煙熱損失是鍋爐的主要熱損失之一，可達10%~20%，而排煙熱損失主要取決于排煙溫度和過量空氣系數的大小。排煙溫度越高，排煙處煙氣焓越高，排煙熱損失越大。二、小型自然氣鍋爐節能監測解決方案依據DB11/T1231-2023DB37/T846-2023《燃氣工業鍋爐節能監測方法》1m以內的煙道中心處，同步實時進展。1、煙氣成分監測依據DB11/T1231-2023DB37/T846-2023《燃氣工業鍋爐節能監測方法》可知排煙處過量空氣系數計算方法為公式〔1〕：式中：α——排煙處過量空氣系數；RO2——排煙處干燃燒產物三原子氣體容積含量〔%〕；O2——排煙處干燃燒產物氧含量〔%〕；CO——排煙處干燃燒產物一氧化碳含量〔%〕。因自然氣熱值較高，雜質較少，不完全燃燒狀況不多，通常認為產生的CO含量少，可將公式〔1〕簡化成公式〔2〕：式中：CO2——排煙處干燃燒產物二氧化碳含量〔%〕綜上所述，測量煙氣中O2、CO、CO2氣體體積濃度，可計算出過量空氣系數。依據標準，一般承受奧式或燃燒效率測試儀可測量煙氣成分并計算出過量空氣系數。基于自主學問產權氣體傳感器硬件及軟件核心技術，銳意自控針對小型自然氣鍋爐試驗驗收與運行調控需求，設計出了一款燃燒效率Gasboard-3400(P)。Gasboard-3400(P)承受非分光紅外氣體分析技術及長壽命電化學傳感器技術，可同時測量CO、CO2與O2等氣體的體積濃度，并計算得出過量空氣系數。同時還可依據小型自然氣鍋爐廠家或用戶的試驗驗收或運行調控需求選擇在線型或便攜型產品。相較于奧式的低精度檢測、慢響應速度及繁瑣的操作流程、較高的耗材本錢，具有測量精度高、響應速度快、操作簡潔、性價比高等不行比較的優勢。2、排煙溫度測量在鍋爐運行中為了削減排煙熱損失，應在滿足燃燒反響所需空氣的前提下盡量保持較低的空氣系數，應盡可能避開燃料室及各局部煙道的漏風，以降低排煙熱損失。然而排煙溫度不是越低越好，由于太低的排煙溫度勢必要增加鍋爐爐尾部受熱面，這是不經濟的；同時還會增加通風阻力，增加引風機的電耗；此外，過低的排煙溫度，假設低于煙氣露點以下，將會引起受熱面的腐蝕，危機鍋爐的安全運行。因此，需要合理測量并把握排煙溫度。Gasboard-3400(P)除可測量煙氣成分并計算得出過量空氣系數外，還可同時測量排煙溫度，為調整小型鍋爐燃燒工況供給合理依據。三、小型自然氣鍋爐污染排放監測工程目前我國現行的燃氣鍋爐標準有GB13271-2023《鍋爐大氣污染物排放標準》，該標準規定了小型自然氣鍋爐的煙氣排放指標，其指標要求見表1。單位：mg/m3表1.現行小型自然氣鍋爐的煙氣排放指標〔國標〕此外，局部省份及地區也出臺了適用于本地區的《鍋爐大氣污染物排放標準》，現行國家標準與地方標準比照2。單位：mg/m3表2.現行國家標準與地方標準比照及公布現狀由表1-2NOx含量、SO2含量和煙氣黑度。其中對煙氣顆粒物、SO2NOx含量的限值不盡一樣。1、顆粒物含量自然氣鍋爐運行不正常、燃燒器運行故障、空氣與燃氣的配比不準確以及監測人員監測閱歷缺乏均會造成鍋爐顆粒物排放超標。因此為確保自然氣鍋爐燃氣完全燃燒，達標排放，企業應加強鍋爐操作人員的專業技能培訓，監測人員應留意提高自身監測業務水平。2NOx含量NOxNO，NO與O2在高溫反響下生成NO2。可見NOx的生成與O2的濃度有關，也與火焰溫度有關。削減過剩空氣量，則O2濃度變小，火焰溫度降低，NOx生成量下降。假設過剩空氣量增加，雖然O2濃度增高有利于NOx的生成，但由于燃燒溫度降低，總的結果是NOx生成量削減。因此，過剩空氣系數為某一值時〔與燃氣熱值、燃燒器等因素有關〕x的生成量最高，增大或削減過剩空氣系數，NOx的生成量都會削減。由此可見，只要是適當增大或削減過剩空氣量，就可以削減NOx的生NOx含量。3SO2含量煙氣中SO2是由于燃氣中的硫化物與空氣中的O2SO2含量的大小主要取決于燃氣成份中硫化物含量的多少，因此為了降低SO2對大氣的污染，必需對燃氣進展脫硫。也可以承受煙氣中SO2凈化方法，不過這種方法通常用于燃煤鍋爐。由于自然氣在輸送到客戶端時均經過脫硫，成份中硫化物的含量較低，即便有鍋爐煙氣中SO2超標，也是間或的隨機現象，無需對鍋爐進展特別改造處理。四、小型自然氣鍋爐污染排放監測解決方案依據BBTNOx及SO2監測點應設置在煙囪或煙道處，測定位置盡量選擇在垂直管段，并不宜靠近管道彎頭及斷面極具變化的部位，測定位置應距離彎頭、接頭、閥6倍直徑處，和距上述部位的上游方向大于31、顆粒物、NOxSO2含量同時測量NOx含量與SO2析技術及軟件核心技術設計出了在線氣體分析系統Gasboard-9050NO、SO2等污染排放物進展動態連續監測，同時可測量煙氣中氧含量及流速、壓力、溫度、濕度等數據，自動記錄污染排放總量和排放時間，并通過PSTN、GPRS、CDMA等通訊手段將監測數據傳送到治理部門，實現對小型自然氣鍋爐污染排放物的遠程實時監測。在線氣體分析系統Gasboard-9050由該在線氣體分析系統由預處理單元、系統把握單元、氣體分析單元三局部組成：①預處理單元：承受加熱抽取法連續監測氣態污染物，采樣探頭過濾面積大，濾芯更換便利。預處理系統主設備承受進口器件，有效防水、防塵、防腐、防堵，適應惡劣煙道環境。②系統把握單元：承受SIEMENSPLCOMRON中間繼電器作為輸出元件，把握系統自動運行。系統功能豐富，可實現自動取樣、吹掃、校準、故障自診斷、報警等功能。Gasboard-3000(Plus/UV)系列，可依據地方NOx限值需求，選配微流紅外氣體分析技術，微流紅外結合隔半氣室氣體分析技術，或紫外光譜氣體分析技術對小型自然氣鍋爐污染排放氣體進展在線監測，準確測量NO、SO2氣體含量。表3為Gasboard-3000主要技術參數。表3.Gasboard-30002NOx超低排放測量由于目前局部地區現行的NOx含量限值均低于國家標準，甚至更低，并出臺了相應的小型低氮自然氣鍋爐改造的補貼標準，為低氮燃氣鍋爐設計與改造市場供給了重大的進展契機，也使得NOx超低排放監測技術成為將來小型自然氣鍋爐排放監測市場的開發熱點。針對小型低氮自然氣鍋爐的設計、改造與應用，銳意自控推出的超低量程在線紫外煙氣V及便攜紫外煙氣低氮排放監測的需求。Gasboard-3000UV結合紫外差分吸取光譜技術及電化學傳感技術，可同時測量SO2、NO、O2等氣體的體積濃度。對于低濃度NO含量監測，Gasboard-3000UV基于紫外差分吸取光譜技術，承受獨特算法，長光程屢次回返氣體室，避開煙氣中氣態水與煙氣采樣流量對NO測量結果的影響，抗干擾力氣強，測量精度高，測量范圍小于100mg/m3，可實現小型低氮燃氣鍋爐低NOx濃度的監測。作為氣體分析單元Gasboard-3000UV結合Gasboard-9050預處理單元及系統把握單元，即可實現小型低氮自然氣鍋爐污染排放物的動態連續監測。圖1為Gasboard-3000UV圖1.Gasboard-3000UVGasboard-3800UV基于紫外差分吸取光譜技術、非分光紅外(NDIR)技術及長壽命電化學(ECD)傳感技術，可同時測量煙氣中SO2、NO、CO、CO2、O2等氣體的體積濃度，以及煙氣溫度、流速等參數，并統計出排放