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      煙氣分析儀在熱電聯(lián)產(chǎn)中的應(yīng)用基礎(chǔ)知識
      瀏覽: 發(fā)布日期:2019-12-19

      背景介紹

      熱電聯(lián)產(chǎn)是指既生產(chǎn)電能,又利用汽輪發(fā)電機組做過功的蒸汽對用戶供熱的生產(chǎn)方式。這種同時生產(chǎn)電、熱能的方式,具有提高能源利用率、改善環(huán)境等綜合效益。此外,在分布式能源發(fā)展下,也出現(xiàn)了應(yīng)用其他類型能源實施熱電聯(lián)產(chǎn)的項目。
      2016年,國家發(fā)展改革委、國家能源局、財政部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)保部五部門聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)<熱電聯(lián)產(chǎn)管理辦法>的通知》(發(fā)改能源〔2016〕617號)。同年,《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃(2016-2020年)》重磅出臺。熱電聯(lián)產(chǎn)正受到大力支持。


      1.熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)動機中的典型燃燒過程

      1.jpg

      燃料/空氣的混合氣體吸入進氣閥,混合氣體被壓縮加熱,經(jīng)過發(fā)動機組,同時產(chǎn)生(1)被發(fā)電機轉(zhuǎn)化的電能(2)熱交換后的熱能以及燃燒后的廢氣。


      2.煙氣分析儀在熱電聯(lián)產(chǎn)中的測量點

      2.jpg

      燃燒后的廢氣,在催化轉(zhuǎn)化前后,分別需要測量。


      3.廢氣測量

      3.jpg

      4.jpg

      4.在 λ 值基礎(chǔ)上發(fā)展的排放理論

      5.jpg

      通常來說:
      燃燒圖上曲線的移動,取決于空氣和燃料的配比。


      NOx(氮氧化物):
      NOx = NO + NO2 –> 對 NOx 分開測量
      - NO2 濃度可能有較大波動
      - 包含來自燃料的 NOx 和熱 NOx
      - NOx 值最高,意味著設(shè)備能效最高
      CxHy(碳氫化合物) :
      CxHy + O2 –> CO2 + H2O (燃燒方程式)


      富燃發(fā)動機 (λ ≤ 1)

      特性

      -發(fā)動機空燃比小于等于1,燃料因此未能高效利用

      -典型應(yīng)用:壓縮站,如燃氣運輸(類似汽車內(nèi)的汽油發(fā)動機)

      -典型工作范圍:λ~ 0.85 至 0.95

      富燃發(fā)動機的優(yōu)缺點:

      + 濃度高性能好

      + 初始成本低于稀燃發(fā)動機

      + 操作安全

      – 高能耗

      – 高排放(若未有效控制)

      – 不適用于生物質(zhì)能氣 


      NOx (氮氧化物):

      NOx ≤ NOx max.:  由于燃燒不充分或燃料未燃盡(HC),NOx 成分較低  –>  未達到最高溫度(因此熱氮氧化物較少產(chǎn)生)

      CxHy 或 HC(碳氫化合物,如甲烷):  

      由于缺少氧氣,燃料(HC)未燃盡  –> CxHy 值較高

      CO(一氧化碳):

      燃燒過程中氧氣不足會導致一部分CO 分子無法轉(zhuǎn)化成 CO2。因此不能實現(xiàn)充分燃燒或造成燃料未燃盡。 –>  導致燃料消耗更高

      稀燃發(fā)動機 (λ > 1)

      特性

      - 稀燃發(fā)動機使用更多的空氣  –>  燃料得以充分使用

      - 典型應(yīng)用:醫(yī)院、政府大樓、服務(wù)器大樓、污水處理廠、采礦等的電力供應(yīng)

      - 典型工作范圍:λ~1.05 至 1.3

      稀燃發(fā)動機的優(yōu)缺點:

      + 適于生物質(zhì)能氣的使用

      + 燃料使用效率更高

      + 排放較低

      – 功效不高


      NOx (氮氧化物):

      NOx > NOx max.: 由于氧氣較多,爐膛燃燒溫度不高,因此 NOx 濃度不高(熱NOx較少)

      CxHy 或 HC(碳氫化合物,如甲烷):  

      若空氣過量太多,則燃燒溫度會偏低,不足以充分燃燒所有的燃料(HC)–> CxHy 值會升高

      CO(一氧化碳):

      燃燒過程中的過氧會讓 CO 分子充分與 O2 結(jié)合生產(chǎn) CO2。–> 氧氣被留下


      5. 正確配置發(fā)動機,防止爆震和火花故障”

      6.jpg

      7.jpg

      富燃發(fā)動機的設(shè)置選項

      燃料 / 空氣混合配比錯誤:

      取決于負荷點以及發(fā)動機生產(chǎn)廠商提供的產(chǎn)品規(guī)格或者國家排放法規(guī)。


      TWC(三元催化轉(zhuǎn)化器)后 HC / NOx 較高:

       –>  TWC 之前 / 之后均測量,發(fā)現(xiàn) TWC 前 NOx 較高

      TWC 前 NOx 較高:

      –>  爐膛燃燒溫度高:將點火調(diào)早,并檢查Lambda 探頭。

      TWC 前 NOx 或 HC 值較高:

      –>  氣缸熄火導致的誤差:可燃氣體成分、環(huán)境濕度、可燃氣體溫度和壓力、渦輪增壓器后面的進氣溫度等。


      稀燃發(fā)動機的設(shè)置選項

      脫銷(SCR)前NOx水平偏高:

      –> SCR之前/之后均測量,發(fā)現(xiàn)SCR前NOx較高

      SCR 前 NOx 水平偏高:

      –> 點火點太早  

      –>  將點火點往后推

      甲烷含量太低(通常與生物質(zhì)氣一起波動):

      –> 點火溫度低 

      –> 點火偏早


      爆震設(shè)置選項:  

      –>  燃燒室壁上的白熾燃燒(燃燒和燃油殘余) 

      –> 點火偏早 

      –>  新發(fā)動機配備爆震傳感器 

      –>  石頭撞擊、鎖鏈拍擊等可能導致爆震傳感器的信號錯誤(=聲音)


      請注意:

      點火過早會導致爆震,點火過晚會導致點火失敗。 

      –> 只有通過測量儀器才能實現(xiàn)點火點的精準調(diào)整。

      此外,“指標值” 對其他的參數(shù)也可能有影響(如潤滑劑、溫度等)磨損增加。

      (以上文章內(nèi)容為德圖原創(chuàng),感謝德圖工作人員的付出!廣州明樂代理德圖產(chǎn)品銷售和維修多年,全心為各行業(yè)客戶服務(wù)!





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