26.Средства измерений состава газа

Средства измерений, предназначенные для количественного определения состава газа, называются газоанализаторами и газо­выми хроматографами. Эти технические средства в зависимости от их назначения подразделяются на переносные и автоматические. Переносные газоанализаторы и хроматографы применяются в лабораторных условиях для количественного определения состава газа при выполнении исследовательских работ, а также при спе­циальных обследованиях, испытаниях и наладке различных про­мышленных теплотехнических установок (парогенераторов, печей и др.). Приборы этого типа широко используются для проверки авто­матических газоанализаторов.

Автоматические газоанализаторы, предназначенные для непре­рывного автоматического измерения объемного процентного содер­жания одного определяемого компонента в газовой смеси, широко применяют в различных отраслях промышленности, в частности энергетической. Современные автоматические газоанализаторы поз­воляют определять содержание в газовой смеси двуокиси углерода (СО,), кислорода (0₂), окиси углерода и водорода (СО + Н₂), СО, Н₂, метана (СН₄) и других газов.

Автоматические газоанализаторы широко применяют для кон­троля процесса горения в топочных устройствах парогенераторов, печей и других агрегатов, для анализа технологических газовых смесей, для определения содержания водорода в системах водород­ного охлаждения обмоток турбогенераторов и т. д.

Для правильного ведения топочного режима необходимо поддер­живать определенное соотношение между количествами подаваемых в топку парогенератора (или печи) топлива и воздуха. Недостаточ­ное количество воздуха приводит к неполному сгоранию топлива и уносу несгоревших продуктов в трубу. Избыточное количество воз­духа обеспечивает полное сгорание, но требует больших затрат топлива на нагрев дополнительного объема воздуха. В том и дру­гом случае полезная тепловая отдача топки парогенератора умень­шается. Необходимое соотношение топливо — воздух зависит от различных факторов и в первую очередь от вида топлива. Для раз­личных видов топлива устанавливают оптимальное значение коэф­фициента избытка воздуха, при котором обеспечивается экономич­ная работа установки.

Непрерывный контроль топочного режима в эксплуатационных условиях на современных ТЭС осуществляется с помощью автомати­ческих газоанализаторов по содержанию в продуктах горения (ды­мовых газах) 0₂. В промышленности и на парогенераторах малой мощности контроль процесса горения осуществляют иногда с помощью анализа продуктов горения на содержание СО₂. Содержание С0₂ в продуктах полного горения является однозначной функ­цией избытка воздуха лишь для опре­деленного вида топлива с постоянным составом.

При неполном горении содержа­ние С0₂ в продуктах горения не яв­ляется однозначной функцией даже при постоянном составе топлива. При сжигании смеси двух видов топлива контроль продуктов горения по С0₂ не может быть осуществлен, так как небольшое изменение в соотношении смеси этих топлив приводит к изме­нению оптимального значения С0₂

При контроле процесса горения по 0₂ изменения в составе топлива или в количественном соотношении смеси различных видов топлива практически не влияет на содержание 0₂ в продуктах горения. Для контроля топочного режима при сжигании мазута и газа при малых избытках воздуха необходимо приме­нять автоматические газоанализаторы с диапазоном измерения от 0 до 2% 0₂.

Для большей надежности наряду с содержанием 0₂ в продуктах горения целесообразно контролировать также содержание СО, Н₂ и СН₄; желательно дополнительно производить контроль по густоте дыма с помощью дымномера. Контроль густоты дыма необходим также из санитарных соображений для обеспечения чистоты атмо­сферного воздуха. Однако в настоящее время дымномеры серийно не выпускаются.

Газоанализаторы обычно градуируют в процентах по объему. Такой способ градуировки шкалы газоанализаторов удобен, так как процентная доля отдельных компонентов в общем объеме остается неизменной при изменении давления и температуры газовой смеси.

27. Газоанализаторы химические

Газоанализаторы химические, относящиеся к группе механи­ческих приборов, основаны на измерении сокращения объема за­бранной пробы газа после удаления анализируемого компонента. Удаление компонента осуществляется методами избирательного поглощения или раздельного дожигания.

Так, например, из забранной пробы газа двуокись углерода поглощается водным раствором едкого кали, обладающим способ­ностью избирательного поглощения С0₂:

2КОН + СО₂ = К₂С0₃ + Н₂0.

Непоглощенный остаток анализируемого газа поступает в газо­измерительное устройство, где измеряется уменьшение объема, соответствующее поглощенному С0₂.

Этот метод применяется как в газоанализаторах переносных ручного действия типа ГХП2 и ГХПЗ (ГОСТ 6329-52), называемых часто приборами Орса, так и в автоматических газоанализаторах.

Метод избирательного поглощения в сочетании с методом раз­дельного дожигания горючих составляющих анализируемой пробы газа дает возможность определить процентное содержание следую­щих компонентов газовой смеси С0₂ ( S0₂ ), 0₂, СО, Н₂, С_mН_n (суммы непредельных углеводородов), суммы метана СН₄ и других предельных углеводородов. Данный метод применяется в переносном газоанализаторе типа ВТИ-2 (ГОСТ 7018-54).

Автоматические химические газоанализаторы в настоящее время на ТЭС не применяются. Основным недостатком этих газоанализа­торов является то, что они относятся к приборам периодического действия, дающим 20—30 анализов в час.