标题烟气分析仪在提高工业窑炉燃烧效率的意义及应用

中国从二00六年起开始实施GDP能耗指标公报制度。来自国家发改委的消息说，万元GDP能耗、万元GDP能耗降低率等重要能耗指标将定期向社会公布。“十一五\\"规划建议首次明确提出了单位GDP能耗下降指标，要求到二0一0年单位国内生产总值（GDP）能源消耗比“十五\\"期末降低二成左右。这意味着，今后年均能耗将下降百分之四左右将成为一种趋势。
根据未来我国经济社会发展的趋势和条件，提出了“十一五\\"时期的主要发展目标。其中包括两个重要的数量目标：一是人均国内生产总值2010年比2000年翻一番；二是单位国内生产总值能源消耗比“十五\\"期末降低20％左右。后一指标的具体含义是，按可比价计算的每万元国内生产总值的能源消耗量，以吨标准煤作为单位。在仅有的两个数量指标中，就包括能源消耗指标，充分说明这一目标在“十一五\\"发展中的重要性。第二，降低能源消耗的任务很艰巨，潜力也很大。改革开放以来我国能源利用效率有所提高，但还不够明显。2003年、2004年我国能源消费增长速度均高于15%，而经济增长速度均为9.5%，单位国内生产总值能耗呈现上升趋势。2005-2008年的能耗增长速度也大大高于经济增长速度。例如，我国单位产出能源消耗大大高于发达国家和世界平均水平。据计算，2003年，我国单位国内生产总值的能源消耗比世界平均水平高2.2倍，比美国高2.3倍，比欧盟高4.5倍，比日本高8倍，比印度还高0.3倍。目前我国的一次能源消费相当于美国的60%，但经济总量仅相当于美国的比例不到15%。理论上讲，如果我国的能源利用效率达到世界平均水平，那么在现有基础上不用再增加能源消耗，也可以实现经济总量翻番。按照五年能耗降低20％计算，平均每年降低约4%，在现有偏高的能源消耗基础上，经过努力，这一能耗降低目标是有可能达到的。目前工业领域考虑节能、环保主要是提高工业窑炉热效率，且主要的途径如下是加强炉窑热工管理、热工控制，提高操作水平。
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ecom®烟气分析仪在节能及环保方面的应用：
当鼓风量过大时（即空燃比α偏大），虽然能使燃料充分燃烧，但烟气中过剩空气量偏大，表现为烟气中O2含量高，过剩空气带走的热损失Q1值增大，导致热效率η偏低。与此同时，过量的氧气会与燃料中的S、烟气中的N2反应生成SO2、NOX等有害物质。而对于轧钢加热炉，烟气中氧含量过高还会导致钢坯氧化铁皮增厚，增加氧化烧损。
    当鼓风量偏低时（即空燃比α减小），表现为烟气中O2含量低，CO含量高，虽说排烟热损失小，但燃料没有完全燃烧，热损失Q2增大，热效率η也将降低。另外，烟囱也会冒黑烟而污染环境。   
    提高燃烧效率最直接的方法就是使用烟气分析仪器（如多功能烟气分析仪、燃烧效率测定仪、在线烟气分析仪检测仪）定期或连续监测烟道气体成分，分析烟气中O2含量和CO含量，调节助燃空气和燃料的流量，确定最佳的空气消耗系数。
    所以，想全面、准确地了解一台锅（窑）炉的燃烧状况，仅仅测量SO2、NOX等参数是不够的，同时还要测量出O2及由O2计算的过剩空气系数，然后把SO2、NOX等参数进行折算，这样的结果才能符合国标的要求。无论采取何种方式控制燃烧效率，快速、准确的测量烟气中O2含量和CO含量都是实现最佳燃烧的前提条件。

所谓提高燃烧效率，就是要适量的燃料与适量的空气组成最佳比例进行燃烧。因此，这里介绍一些典型的烟气分析仪器应用。
    烟气分析仪是抽气采样炉窑烟道气体并自动进行成分分析的仪表，分为在线监测式和便携式。一般可以测量分析烟气中的CO、O2、NOX、SO2等气体含量，以及烟气温度、压力、环境温度等，并通过计算获得CO2含量、过剩空气系数、烟气露点、燃烧效率、排烟热损失、烟气流量等热工参数。
    烟气分析仪中一般安装多个传感器，分为电化学传感器和红外传感器。电化学传感器测量原理是将待测气体经过除尘、去湿后进入传感器室，经由渗透膜进入电解槽，使在电解液中被扩散吸收的气体在规定的氧化电位下进行电位电解，根据耗用的电解电流求出其气体的浓度。
    红外传感器主要由红外光源、红外吸收池、红外接收器、气体管路、温度传感器等组成。它是利用各种元素对某个特定波长的吸收原理，当被测气体进入红外吸收池后会对红外光有不同程度的吸收，从而计算出气体含量。红外传感器具有抗中毒性好、量程范围广、反应灵敏等特点。
    烟气分析仪利用测量得到的O2、CO含量等数据可计算得到相应的热工参数：CO2含量，空气过剩系数，排烟热损失，燃烧效率，空气过剩系数等等 。
    烟气分析仪器应用领域十分广泛，例如：（1）热电厂循环流化床锅炉用于燃烧控制室的烟道气体监测；（2）钢铁厂轧钢加热炉用于解决降低氧化烧损或脱碳层厚度时的炉气气氛检测；（3）全氢热处理炉用于检测辐射管是否烧穿漏气（4）研制新型燃烧器（蓄热式、低NOX式、辐射管式）时用于燃烧器结构尺寸的设计研究；（5）汽车尾气排放检测；（6）其他环境保护监测项目。