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        淺談通過煙氣分析技術輔助玻璃窯爐節能減排的經驗
        瀏覽: 發布日期:2011-06-23

         

        一、引言

        泛泛來講,玻璃行業節能減排有兩個思路,一是徹底改造升級現有生產流程和設備,二是提高管理水平來提升原有設備的運行效率和降低排放。本文旨在從后者出發,探討利用煙氣分析技術,在不改變原有玻璃窯爐生產設備的情況下,提升節能降耗、環境保護水平的方法和經驗。

        二、通過分析煙氣調整燃燒效率

        在玻璃窯爐的節能方面,已經有很多新的技術“百花齊放”并取得很好的應用效果,但與此同時,很多的現場管理者往往卻忽視了燃燒中致關重要的一點——窯爐煙氣分析。

        在火焰爐中,提高燃料燃燒效率是節能降耗的關鍵所在,而窯爐的燃燒過程本身就是一個“矛盾”的過程。一方面,為了避免不完全燃燒,人們往往通過增加過??諝饬縼頊p少化學不完全燃燒的熱損失;另一方面,又擔心過??諝饬刻?,使煙氣帶走的熱損失增加,并使燃燒溫度和火焰輻射率降低,影響玻璃的熔化質量。而這對“矛盾”中,必定有一個適合燃燒的“平衡點”,這個“平衡點”意味著不完全燃燒造成的熱損失與煙氣離窯帶走的煙氣熱損失與之和達到最小,燃料得到了最充分的利用,而要找到這個平衡點,量化的煙氣分析技術的作用就非常關鍵了。

        借助煙氣分析技術檢測燃燒過程,目的在于通過對燃燒參數的綜合分析,找到燃燒的“平衡點”。如圖(1)燃燒曲線圖所示:基本燃燒參數包括氧氣(O2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、過??諝庀禂担?lambda;)等,這些參數直接表征了窯爐燃燒狀況。

        (1)在右邊區域,過??諝庠蕉?,能夠使燃料得到充分燃燒,生成最少量的一氧化碳(CO),但過多的過??諝鈳ё叩臒煔鉄釗p失也就越大,造成過剩燃燒。

        (2)在左邊區域,減少過??諝饬?,能夠減少過??諝鈳ё叩臒釗p失,但過少的過??諝馐谷剂喜荒軌虺浞秩紵?,生成過多的一氧化碳(CO),造成不完全燃燒。

        理論燃燒效率曲線圖

        圖(1)燃燒曲線圖

        (3)只有在中間的區域內,過??諝鈳ё叩臒釗p失與不完全燃燒造成的熱損失之和達到最小,稱為理想燃燒區域,燃料得到了最充分的利用。

        使用煙氣分析儀檢測窯爐內的氧氣(O2)、一氧化碳(CO)和二氧化碳(CO2)的含量,根據測量數據調節燃燒系統,就可以使窯爐燃燒趨近于理想燃燒區域,提高燃燒效率,節能降耗、降低成本。

        三、通過分析煙氣調整排放

        “減排”已經成為玻璃廠的一個重要課題,對于玻璃廠煙氣廢氣的排放,首要條件是要有專門的測試設備來監測污染物的含量。煙氣分析儀除了用于上述的檢測燃燒過程之外,同時也能勝任煙氣廢氣排放監測的各項重要任務。

        (1)利用煙氣分析儀測量排煙口SO2、NOX、CO2等污染物的含量,結合風速風量的測量,不僅可以掌握實時的煙氣濃度,也可以計算煙氣排放量。

        (2)如果安裝了脫硫或脫硝處理裝置的,利用煙氣分析儀分別在煙氣處理裝置的前后進行測量,檢驗煙氣處理裝置的運行效果,為維護設備提供科學依據。

        四、玻璃行業煙氣分析儀器的選擇

        煙氣分析儀從傳感器原理上來講,有電化學(electrochemical sensor)、順磁法(magneto pneumatic detector)、紅外法(IR、NDIR)、化學發光法(chemiluminescence’s- detector)、熱導式(TCD)等等,每一種原理的傳感器適用性各不相同,同一原理的傳感器因具體結構、工藝上的差異又有很多規格和型號。按照煙氣分析儀的操作方式,則基本上分為下面幾種:

        (1)在線式煙氣分析儀:系統構成比較復雜,一般固定安裝在需要測量的某個點或幾個上,以學法傳感器為主,配備自動反吹掃裝置和遠程控制等外圍系統,每天24小時每周七天連續工作,多用于大型熱能設備環保排放監測及燃燒工藝調整;

        (2)立柜式煙氣分析儀:配備復雜取樣及樣氣預處理系統、主要以光學傳感器為主、可以間歇或連續工作、用于熱能設備多組分煙氣濃度精確測試的;

        (3)臺式煙氣分析儀:取樣、預處理、測試、數據處理一體化,主要以電化學傳感器為主,可在一天或幾天內連續工作,主要用于熱能設備研發及實驗室內的測試;

        (4)便攜式煙氣分析儀:集成度高,安裝電化學傳感器和光學傳感器,配備了壓力、溫度、溫差及風速風量等測量,主要用于需要多點移動測量的燃燒設備,以及安裝調試及日常維護。

        以下是上述四類煙氣分析儀器對比表:

         

        對比項目

        類型(1)

        類型(2)

        類型(3)

        類型(4)

        操作方便程度

        復雜

        較復雜

        較復雜

        簡單

        受環境影響

        較大

        較大

        不受影響

        移動性、多點測試

        不能移動

        不能移動

        可移動、較笨重

        移動性強、可多點測量

        煙氣預處理

        儀器自帶無須購置

        但需裝反吹掃

        另購置加裝

        價格昂貴

        另購置加裝

        價格昂貴

        集成在儀器內部

        無需另購置

        精確度

        較低、易漂移

        較高

        高較

        連續測量、實時監測

        可以

        不可以

        不可以

        不可以

        購置成本

        很高

        較高

        較高

        低廉

        維護成本

        很高

        較高

        較高

        低廉

        人員成本

        很高

        較高

        較高

        低廉

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