آنالیز گازهای حاصل از احتراق

دستگاه آنالیزر گازهای حاصل از احتراق برای تعیین راندمان احتراق مورد استفاده قرار می گیرد و قادر به اندازه گیری درصد گازهای خروجی نظیر CO، CO₂، NO، NO₂ و SO₂ و O₂است. همچنین با استفاده از محاسبات داخلی، راندمان احتراق، درصد هوای اضافی، اتلاف حرارتی و مکش دودکش را محاسبه می کند و قادر به ذخیره نتایج و به اشتراک گزاری می باشد. وجود این دستگاه و انجام اندازه گیری ها در هر ممیزی انرژی تفصیلی لازم بوده و از طریق آن می توان دیگ بخار را تنظیم کرد. احتراق سوخت یک واکنش بین اتم‌های اکسیژن و کربن همراه با تولید حرارت می با‌شد. اکسیژن از هوای ورودی به مشعل – جهت آتش‌زنی بویلر-  تأمین می‌گردد. جهت تکمیل احتراق سوخت بطور ایده‌آل، به مقدار مشخصی هوا نیاز است. به این مقدار هوا، معمولاً هوای استوکیومتریک گفته می‌شود. اما در واکنش‌های احتراق واقعی، جهت تکمیل احتراق سوخت به طور کامل، هوای بیشتری نسبت به حالت ایده‌آل (یا استوکیومتریک) مورد نیاز است. بهترین کار جهت اطمینان از شرایط کارکرد بهینه بویلرها، تأمین هوای اضافی کافی برای احتراق سوخت است. عموماً، %۱۰ هوای اضافی که هوای بهینه به نسبت سوخت را جهت احتراق کامل فراهم می‌کند، پذیرفته شده است. هوای اضافی بیش از اندازه نیز باعث افزایش تلفات حرارتی دودکش شده و نیازمند سوخت بیشتری جهت گرم کردن مقدار محدودی هوا جهت تنظیم دما است. از طرف دیگر، در صورت عدم تأمین هوای اضافی کافی، احتراق غیرکامل رخ می‌دهد و دمای شعله کاهش می‌یابد.

بازدهی کل بویلر از بازدهی احتراق، تلفات حرارتی دودکش و تلفات حرارتی سطوح خارجی بویلر تشکیل شده است. منظور از بازدهی حرارتی، کارآیی مشعل در فراهم کردن نسبت سوخت/ هوای بهینه برای احتراق کامل سوخت می‌باشد. برای تعیین بازدهی حرارتی کل بویلر، برخی اندازه‌گیری ها‌ مورد نیاز است. متداول‌ترین تستی که در بویلرها استفاده می‌شود، آنالیز گاز دودکش با استفاده از دستگاه آنالیزر گازهای خروجی، جهت تعیین درصد حجمی مقادیر O₂  , CO , CO₂ و N₂ در گاز احتراق خروجی دودکش است. بر اساس ترکیب و دمای گاز دودکش، می‌توان جهت تعیین بهترین نسبت هوا به سوخت جهت بهبود بازدهی بویلر، برخی تنظیمات را انجام داد. قوانین عمومی سر انگشتی که ذیلاً ارایه می‌شود را می‌توان برای تنظیم کارکرد بویلر استفاده نمود:

• دمای دودکش: هرچقدر دمای دودکش پایین‌تر باشد، بازدهی احتراق بالاتر است. دماهای بالای گاز دودکش نشان دهنده عدم انتقال حرارت خوب بین گاز احتراق داغ و آب است. لوله‌ها و اتاقک‌های درون بویلر، باید از هرگونه دوده، ته‌نشست و رسوبی که ممکن است انتقال حرارت را کاهش دهند، زدوده شوند. در عین حال، دمای دودکش نباید خیلی پایین باشد، تا از چگالش بخارآب درون دودکش جلوگیری شود. آب چگالیده، با سولفور ترکیب شده و باعث خوردگی دودکش می‌گردد.
• سطح CO₂: هرچقدر سطح CO₂ بالاتر باشد، بازدهی احتراق بیشتر است. سطح پایین قابل قبول برای CO₂ در بویلرهای گازسوز %۱۰ و در بویلرهای مایع سوز %۱۴ است. در صورتیکه سطح CO₂ از این حدود کمتر باشد، به احتمال زیاد، احتراق کامل نیست. نسبت هوا به سوخت باید طوری تنظیم گردد تا هوای اضافی بیشتری تامین شود.

• سطح CO: هیچ مقداری از CO نباید در گاز دودکش موجود باشد. در واقع، وجود CO نشان دهنده واکنش احتراق ناکامل است و لذا، هوای اضافی ناکافی می باشد. وجود CO در گاز دودکش را می‌توان از روی نشستن دوده روی لوله‌ها و اتاقک‌های بویلر، تشخیص داد.

• سطح O₂: هرچقدر سطح O₂ پایین‌تر باشد، بازدهی احتراق بالاتر است. در واقع، سطح  بالای O₂ نشان دهنده مقدار هوای بیش از نیاز است. سطح بالای قابل قبول برای O₂، %۱۰ است. وقتی که سطح O₂ بیش از %۱۰ باشد، باید هوای اضافی کاهش داده شود.

• در صورت کافی نبودن هوای اضافی، می‌توان از رویه تنظیمات زیر، در بویلر استفاده نمود:

  1. بویلر را با یک نرخ آتش‌زنی مشخص، به کار بیاندازید و کنترل احتراق را روی تنظیم دستی بگذارید.
  2. پس از رسیدن به کارکرد پایدار، مجموعه کاملی از اندازه‌گیری‌ها را انجام دهید (تجزیه و تحلیل دمای گاز دودکش).
  3. هوای اضافی را ۱ تا ۲ درصد افزایش دهید و مجدداً اندازه‌گیری‌ها را انجام دهید (پس از رسیدن به شرایط کارکرد پایدار بویلر).
  4. هوای اضافی را کم‌کم کاهش دهید تا زمانی که O₂به کمترینمقدار ممکن برسد (وقتی که احتراق ناکامل می گردد و سطح CO قابل توجهی – بالاتر از ppm400 – در گاز دودکش رؤیت می‌شود). اندازه‌گیری‌ها را به همراه تغییرات رخ‌ داده، انجام دهید (اجازه دهید بویلر به شرایط کارکرد پایدار برسد).
  5. داده‌های اندازه‌گیری شده را جهت تعیین تغییرات سطحCO به صورت تابعی از درصد O₂ در گاز دودکش، رسم کنید. حدO₂ بیش از مقدار کمینه، قابل استخراج است. معمولاً، محدوده ۰٫۵ تا %۲ بیش از مقدار کمینه، برای O₂، استفاده می‌شود.
  6. برای نگهداشتن سطح O₂ اضافی، در محدوده‌ای که در گام ۵ مشخص شد، کنترل‌های مشعل را باز نشانی کنید.
  7. برای نرخ‌های آتش‌زنی مختلفی که در کارکرد بویلر، در نظر گرفته می‌شوند،گام های ۱ تا ۶ را تکرار کنید. پیشنهاد می‌شود که این تست، از نرخ‌های آتش‌زنی بالاتر به پایین انجام گیرد.

  برای اطمینان از کارکرد صحیح بویلر، کنترل‌های عملیاتی جدید باید با دقت، در فاصله‌های زمانی مناسب (یک یا دو ماه) بازبینی شوند. گراف هایی موجود هستند که از آنها می‌توان برای تعیین بازدهی جامع بویلر بر اساس اندازه‌گیری ترکیب و دمای گاز دودکش، استفاده کرد. یکی از گراف ها که هم برای بویلرهای مایع سوز  و هم برای بویلرهای گاز سوز بکار می‌رود.

• شرکت فیدار برق بخار پویان آمادگی هرگونه مشاوره و آنالیز گازهای حاصل از احتراق و پایش شعله و همچنین ارائه راهکارهای ارزنده که طی مدت زمان سابقه طولانی کارشناسان این شرکت به آن دست یافته اند دارد. لطفا جهت مشاوره و نیاز به انالیز و تنظیم شعله مشعل، بویلر، کوره با شماره تلفن ۰۹۱۲۶۲۷۱۳۸۱ تماس حاصل فرمایید.