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、水泥、玻璃制造業(yè)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)品競爭能力的重要途徑。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。

中新社北京二00五年十二月十七日電

中國經(jīng)濟(jì)信息明年起中國將公布GDP能耗指標(biāo)

中國將從二00六年起實(shí)施GDP能耗指標(biāo)公報(bào)制度。來自國家發(fā)改委的消息說，萬元GDP能耗、萬元GDP能耗降低率等重要能耗指標(biāo)將定期向社會(huì)公布。“十一五”規(guī)劃建議首次明確提出了單位GDP能耗下降指標(biāo)，要求到二0一0年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能源消耗比“十五”期末降低二成左右。這意味著，今后五年年均能耗將下降百分之四左右。

新華社北京二00五年11月9日電 

根據(jù)未來五年我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)和條件，提出了“十一五”時(shí)期的主要發(fā)展目標(biāo)。其中包括兩個(gè)重要的數(shù)量目標(biāo)：一是人均國內(nèi)生產(chǎn)總值2010年比2000年翻一番；二是單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20％左右。后一指標(biāo)的具體含義是，按可比價(jià)計(jì)算的每萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗量，以噸標(biāo)準(zhǔn)煤作為單位。在僅有的兩個(gè)數(shù)量指標(biāo)中，就包括能源消耗指標(biāo)，充分說明這一目標(biāo)在“十一五”發(fā)展中的重要性。

第一，明確提出降低能源消耗的目標(biāo)，是建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。近年來我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)較快增長，同時(shí)能源資源消耗也明顯擴(kuò)大，甚至超過了經(jīng)濟(jì)增長速度。2001年～2004年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長8.7%，而能源消費(fèi)年均增長10.9%，能源消費(fèi)彈性系數(shù)(能源消費(fèi)增長速度與國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度之比)達(dá)到1.3，這是改革開放以來能源彈性系數(shù)最高的時(shí)期。在進(jìn)入21世紀(jì)之前的20多年能源彈性系數(shù)都低于1。電力彈性系數(shù)也是如此。1978年至2000年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值增長6.4倍，平均每年增長9.5%，同期發(fā)電量從2566億千瓦時(shí)增加到13556億千瓦時(shí)，平均每年增長7.9%；2001年至2004年國內(nèi)生產(chǎn)總值平均增長8.7%，到2004年發(fā)電量增加到21870億千瓦時(shí)，2001年至2004年平均增長12.7%。據(jù)此，1979年至2000年的電力彈性系數(shù)為0.83，而2001年至2004年的電力彈性系數(shù)達(dá)到1.46，比過去20多年平均值上升了76%。如果今后能源資源消耗的增長速度繼續(xù)超過經(jīng)濟(jì)增長速度，那么能源資源的供給條件是難以支撐的，經(jīng)濟(jì)增長的目標(biāo)是難以實(shí)現(xiàn)的，社會(huì)是難以承受的。只有下決心降低能源資源消耗，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)，才能保障經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

第二，降低能源消耗的任務(wù)很艱巨，潛力也很大。改革開放以來我國能源利用效率有所提高，但還不夠明顯。2003年、2004年我國能源消費(fèi)增長速度均高于15%，而經(jīng)濟(jì)增長速度均為9.5%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2005年的能耗增長速度也高于經(jīng)濟(jì)增長速度。例如，我國單位產(chǎn)出能源消耗大大高于發(fā)達(dá)國家和世界平均水平。據(jù)計(jì)算，2003年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗比世界平均水平高2.2倍，比美國高2.3倍，比歐盟高4.5倍，比日本高8倍，比印度還高0.3倍。目前我國的一次能源消費(fèi)相當(dāng)于美國的60%，但經(jīng)濟(jì)總量僅相當(dāng)于美國的比例不到15%。理論上講，如果我國的能源利用效率達(dá)到世界平均水平，那么在現(xiàn)有基礎(chǔ)上不用再增加能源消耗，也可以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)總量翻番。按照五年能耗降低20％計(jì)算，平均每年降低約4%，在現(xiàn)有偏高的能源消耗基礎(chǔ)上，經(jīng)過努力，這一能耗降低目標(biāo)是有可能達(dá)到的。    

 第三，降低能源消耗的主要途徑是加快科技進(jìn)步、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)節(jié)能管理。要堅(jiān)持開源與節(jié)流并舉、節(jié)約優(yōu)先的方針，綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律、技術(shù)和必要的行政手段，促進(jìn)節(jié)能降耗。

企業(yè)追求的是創(chuàng)造更多的價(jià)值，意味著要重視“開源節(jié)流”，哪如何降低企業(yè)的生產(chǎn)成本就是“節(jié)流”的重中之中了。

目前工業(yè)領(lǐng)域考慮節(jié)能、環(huán)保主要是提高工業(yè)窯爐熱效率，且主要的途徑如下：

(1)選擇合理的爐型及爐膛結(jié)構(gòu)，保證燃燒狀態(tài)最佳，熱損失最少。
(2)改進(jìn)燃燒工藝及燃燒裝置，有利于控制調(diào)整空氣過剩系數(shù)，提高燃燒效率，使不完全燃燒損失與排煙熱損失最小。
(3)采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，減少爐體蓄熱，散熱及水冷件吸熱等熱損失。
(4)加強(qiáng)余熱回收利用。
(6)采用先進(jìn)熱工技術(shù)及熱工工藝。

(5)加強(qiáng)爐窯熱工管理、熱工控制，提高操作水平。

以上幾種方法中可以說在實(shí)際工作中最簡單易行的就是最后一項(xiàng)：加強(qiáng)爐窯熱工管理、熱工控制，提高操作水平，由此可見煙氣(熱效率)分析儀的應(yīng)用意義重大。

 

德圖(TESTO)公司和煙氣分析儀

德圖公司自 1957年成立以來，致力于便攜式電子測(cè)量儀器的研發(fā)、制造與銷售，在全球的銷售點(diǎn)分布于58個(gè)國家與地區(qū)，不僅為各行各業(yè)提供完整的測(cè)量方案，而且為各級(jí)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室提供最專業(yè)的測(cè)量及校準(zhǔn)服務(wù)，多年以來累積了豐富的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)與解決方案，在測(cè)量技術(shù)的專業(yè)領(lǐng)域中擁有著極高的聲譽(yù)。

德圖公司制造的便攜式測(cè)量儀器， 主要的測(cè)量參數(shù)包括：溫度、濕度、壓力、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、照度、噪聲、水活性、 pH 值、電導(dǎo)率、煙氣 (CO,O2 ,CO2,NO,NO2 ,NOx ,SO2 ,HC,H2S,H2O等含量 ) 等。德圖儀器 不僅為國內(nèi)外各大研究機(jī)構(gòu)、國家級(jí)實(shí)驗(yàn)室采用，同時(shí)也是包括 IBM、英特爾(INTEL)、AT&T等國際企業(yè)優(yōu)先采用的檢測(cè)設(shè)備之一；更贏得包括德、美、日、韓、法等國家實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可，以及歐盟(EU)和ISO 9001的國際認(rèn)證。

德圖(TESTO)煙氣分析儀(或燃燒效率測(cè)定儀)在節(jié)能及環(huán)保方面的應(yīng)用：

通過測(cè)量煙氣中的O2、CO等參數(shù)，計(jì)算：過剩空氣系數(shù)，從而 確定最佳燃燒效率點(diǎn)
    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(以及工藝過程的進(jìn)行)所必須傳入的熱量。爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。

當(dāng)鼓風(fēng)量過大時(shí)(即空燃比α偏大)，雖然能使燃料充分燃燒，但煙氣中過?？諝饬科?，表現(xiàn)為煙氣中O2含量高，過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，雖說排煙熱損失小，但燃料沒有完全燃燒，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。    
    提高燃燒效率最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)定期或連續(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)。
    所以，想全面、準(zhǔn)確地了解一臺(tái)鍋(窯)爐的燃燒狀況，僅僅測(cè)量SO2、NOX等參數(shù)是不夠的，同時(shí)還要測(cè)量出O2及由O2計(jì)算的過剩空氣系數(shù)，然后把SO2、NOX等參數(shù)進(jìn)行折算，這樣的結(jié)果才能符合國標(biāo)的要求。

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，可通過測(cè)量并控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來調(diào)節(jié)空氣過剩系數(shù)λ，來達(dá)到最高燃燒效率。
    燃燒效率控制由來已久，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。70年代后，逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結(jié)合的方法來控制燃燒效率。

無論采取何種方式控制燃燒效率，快速、準(zhǔn)確的測(cè)量煙氣中O2含量和CO含量都是實(shí)現(xiàn)最佳燃燒的前提條件。所謂提高燃燒效率，就是要適量的燃料與適量的空氣組成最佳比例進(jìn)行燃燒。因此，這里介紹一些典型的煙氣分析儀器應(yīng)用。
    煙氣分析儀是抽氣采樣爐窯煙道氣體并自動(dòng)進(jìn)行成分分析的儀表，分為在線監(jiān)測(cè)式和便攜式。一般可以測(cè)量分析煙氣中的CO、O2、NOX、SO2等氣體含量，以及煙氣溫度、壓力、環(huán)境溫度等，并通過計(jì)算獲得CO2含量、過?？諝庀禂?shù)、煙氣露點(diǎn)、燃燒效率、排煙熱損失、煙氣流量等熱工參數(shù)。
    煙氣分析儀中一般安裝多個(gè)傳感器，分為電化學(xué)傳感器和紅外傳感器。電化學(xué)傳感器測(cè)量原理是將待測(cè)氣體經(jīng)過除塵、去濕后進(jìn)入傳感器室，經(jīng)由滲透膜進(jìn)入電解槽，使在電解液中被擴(kuò)散吸收的氣體在規(guī)定的氧化電位下進(jìn)行電位電解，根據(jù)耗用的電解電流求出其氣體的濃度。
    紅外傳感器主要由紅外光源、紅外吸收池、紅外接收器、氣體管路、溫度傳感器等組成。它是利用各種元素對(duì)某個(gè)特定波長的吸收原理，當(dāng)被測(cè)氣體進(jìn)入紅外吸收池后會(huì)對(duì)紅外光有不同程度的吸收，從而計(jì)算出氣體含量。紅外傳感器具有抗中毒性好、量程范圍廣、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。
    煙氣分析儀利用測(cè)量得到的O2、CO含量等數(shù)據(jù)可計(jì)算得到相應(yīng)的熱工參數(shù)：CO2含量，空氣過剩系數(shù)，排煙熱損失，燃燒效率，空氣過剩系數(shù)等等 。
    煙氣分析儀器應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，例如：(1)熱電廠循環(huán)流化床鍋爐用于燃燒控制室的煙道氣體監(jiān)測(cè)；(2)鋼鐵廠軋鋼加熱爐用于解決降低氧化燒損或脫碳層厚度時(shí)的爐氣氣氛檢測(cè)；(3)全氫熱處理爐用于檢測(cè)輻射管是否燒穿漏氣(4)研制新型燃燒器(蓄熱式、低NOX式、輻射管式)時(shí)用于燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)研究；(5)汽車尾氣排放檢測(cè)；(6)其他環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。
    國內(nèi)外煙氣分析儀器產(chǎn)品眾多，性能特點(diǎn)也參差不齊。其中，TESTO環(huán)保測(cè)量技術(shù)公司出品的煙氣分析儀種類齊全、性能優(yōu)良，占據(jù)了國內(nèi)較大市場份額。便攜式煙氣分析儀主要有TESTO330系列、TESTO335系列、TESTO350系列，在線式煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有TESTO360等都是是熱工研究和燃燒控制的有力武器。

煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用：
①環(huán)保項(xiàng)目驗(yàn)收，環(huán)境影響評(píng)價(jià)
    企業(yè)在鍋(窯)爐或脫硫裝置的安裝、改造后，都要經(jīng)過環(huán)境監(jiān)測(cè)部門的驗(yàn)收。這種情況下，監(jiān)測(cè)站的工作人員需要在現(xiàn)場，長時(shí)間監(jiān)測(cè)鍋(窯)爐在不同負(fù)荷下的數(shù)據(jù)，才可以全面地評(píng)價(jià)整個(gè)鍋(窯)爐或脫硫裝置的性能與使用狀況。
②在線儀器比對(duì)
    固定的在線儀器需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，環(huán)保部門也要對(duì)各企業(yè)安裝的在線儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià)。Testo350xl/Testo360綜合煙氣分析系統(tǒng)可以在現(xiàn)場連續(xù)工作十幾小時(shí)甚至幾天，從而對(duì)在線儀器的精度提供參照。
③脫硫、脫氮催化實(shí)驗(yàn)
    現(xiàn)在，從事脫硫脫氮催化研究的高校和科研單位很多，催化裝置反應(yīng)過程時(shí)間較長，TESTO350和360在長時(shí)間監(jiān)測(cè)的同時(shí)通過軟件顯示出煙氣在經(jīng)過催化前后全程的變化情況，為用戶了解脫硫脫氮效率提供了依據(jù)。

隨著環(huán)境污染問題的日益突出，努力提高鍋爐燃燒效率，以求找到“最清潔”的燃燒技術(shù)，最大限度減少的煙氣排放量，保護(hù)好我們的生存的綠色環(huán)境，是智能燃燒監(jiān)測(cè)控制的目的之一。鍋爐(工業(yè)窯爐)節(jié)能行業(yè)并非是個(gè)新興行業(yè)，并且隨著中國節(jié)能市場的不斷增長，一些同類產(chǎn)品也開始這個(gè)充滿誘惑的市場。面對(duì)如此激烈的競爭，我們非常自信，這種信心來自于德國德圖公司多年來的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

  

結(jié)束語

煙氣分析儀已經(jīng)成為控制爐窯燃燒和運(yùn)行不可缺少的重要設(shè)備，從消耗能源的費(fèi)用支出比例來計(jì)算煙氣分析儀的價(jià)格顯然是微不足道的。正確使用它并通過它合理調(diào)節(jié)爐窯熱工操作參數(shù)，將收到以下效果：
(1)節(jié)約能源。減少助燃空氣量和排風(fēng)量，節(jié)省通風(fēng)機(jī)動(dòng)力費(fèi)用。減少煙氣中過量空氣帶走的熱量損失，達(dá)到節(jié)能的目的。或減少過量燃燒供給量，直接實(shí)現(xiàn)節(jié)約燃料。
(2)減少環(huán)境污染。減少NOX、SO2等污染物的排放。
(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量?？刂茻煔鈿堁趿靠蓽p少鋼坯氧化燒損，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
(4)延長爐窯使用壽命。
    我國有數(shù)十萬臺(tái)中小型工業(yè)鍋爐和加熱爐，我國的發(fā)電煤耗和噸鋼能耗都與國際先進(jìn)水平有一定差距，若能采用煙氣分析儀器等監(jiān)測(cè)手段，對(duì)有關(guān)燃燒參數(shù)進(jìn)行在線、及時(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，以便實(shí)現(xiàn)人工調(diào)節(jié)或自動(dòng)控制，使燃燒效率達(dá)到最高(或者較高)，將給社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。