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为什么使用氧分析仪有助于提高锅炉的燃烧效率

   

                锅炉燃烧效率    

为什么使用氧气分析仪有助于提高锅炉的燃烧效率

许多行业依靠锅炉和熔炉来进行使用火焰进行加热的基本过程。为了使这种类型的设备有效运行,氧气和燃料的精确平衡是实现完全燃烧所必需的。

本博客中,我们探讨了氧分析仪作为氧气调节系统的一部分所扮演的角色,该系统有助于保持氧气和燃料的平衡,从而实现高效燃烧。

燃烧控制

存在几种可能影响燃烧过程中空气/燃料比的条件,包括大气变化(例如,空气压力和温度变化)以及燃料成分和质量。为了减少燃烧过程中的潜在风险,工程师通常会将锅炉设计为在燃烧过程中使用多余的空气。这降低了在不同操作条件下的安全风险。然而,尽管创造了安全边际,但使用“贫燃料”方法会降低效率,并增加燃烧过程中使用的燃料量。

如果空气/燃料混合物的氧气不足(富含燃料),则可能发生不完全燃烧,导致一氧化碳形成、烟灰甚至爆炸(如果积聚的烟灰和其他未燃烧的成分突然获得足够的氧气以快速燃烧)。如果混合物中有过多的氧/空气(燃料稀薄),由于加热不必要的空气容量而浪费的额外能量,效率会降低。实现燃烧控制有三个主要考虑因素:1.人员和设备的安全;2.降低燃料成本(效率);3.排放控制规定。

如何使锅炉尽可能高效地运行?

使用氧气调节系统。氧气调节系统设计用于连续测量烟气中的氧气,将氧气读数发送到控制器,该控制器在锅炉燃烧区保持良好的空燃比。

氧分析仪(氧调节系统的一部分):

  • 提高了安全性 — 在燃烧应用中测量O2可降低爆炸风险,爆炸可能导致生命损失或重大设备损坏。虽然很难衡量准确的财务成本,但锅炉爆炸造成的财产损失每年高达数百万美元。生命的丧失是不可接受的。
  • 提高燃烧效率(节省燃料和投资回报率)— 锅炉效率受到烟气中过量空气浓度的影响。例如,燃烧过程中的过量空气比所需多5%(氧气多1%),效率下降约0.5%。如果不进行调整,锅炉烟气每天可能会变化至少2%的氧气(根据全天温度、空气密度和燃料质量的变化而增加或减少)。这种2%的O2摆动对应于1%的锅炉效率损失。一年只节省1%的效率就可以节省大量的燃料成本,尤其是在全球天然气价格上涨的情况下。如果正常的燃料账单是每年10000000美元,那么在燃料上节省1%就相当于100000美元。增加氧分析仪和调节系统的成本仅为该数量的一小部分,并且可以提供几乎即时的ROI。
  • 降低维护成本 — 使用实时氧调节系统将在燃烧过程中保持适当的空气/燃料混合物,从而减少加热室内积聚的烟尘量。合适的氧调节还可以减少进气/排气口堵塞、燃烧器污染以及由于未燃烧的燃料或CO积聚而导致的爆炸风险。
  • 减少排放 — 当锅炉设备达到一定尺寸时,每个应用都会受到排放限制并要符合要求。这些燃烧装置上合适的氧调节系统可减少其产生的废气副产物(通常为CO2、CO、NOx、Sox)的数量,并将其保持在可接受的水平内。未能维持规定的排放水平可能导致罚款、同意判决书,甚至停产。
  • 有几种类型的氧分析仪用于燃烧控制,从TDL(可调谐二极管激光)到氧化锆和金属氧化物。许多因素可能会影响客户购买氧分析仪/调节系统的类型。其中包括:

    燃烧控制用氧气分析仪

  • 锅炉尺寸和燃料效率:大型工业和商业锅炉消耗大量燃料(如天然气、石油、煤炭、沼气),并且总是希望对其燃烧系统进行调整,以实现高效率和燃料节约。
  • 温度:成套锅炉通常在低于400℃(752℉)的温度下运行。加热器/熔炉可以在高达1400℃(2552℉)的温度下运行。
  • 区域等级:在危险区域分类环境中运行的锅炉需要区域等级燃烧分析仪。
  • 成本:这一直是一个因素,即使是一家大型锅炉公司也会在氧分析仪/调节系统中寻找价值。
  • 安装位置:在烟道中安装长探头或在燃烧控制器中安装小型OEM传感器,可以在多种类型的系统中灵活安装。
  • 锅炉类型和成本与客户将为氧测量/控制系统购买的技术有关。除了安全问题外,燃料节约/ROI通常是购买的主要依据。

    总结

    氧分析仪是提高锅炉燃烧效率的关键工具,它为操作员提供了监测燃烧过程中氧气含量的能力,并提供了实时数据来调整和优化燃烧条件。

    氧分析仪测量燃烧过程产生的烟气中的氧气量,并将其与完全燃烧所需的理论氧气量进行比较。

    有了准确的数据,工厂操作员可以对空燃比进行调整,以实现很好的燃烧效率。燃烧过程中氧气过量会导致不完全燃烧和排放增加,而氧气不足会导致一氧化碳(CO)排放和其他安全隐患。通过持续监测氧气水平并根据需要调整空燃比,工厂操作员可以维持安全高效的燃烧过程。




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