淺談鍋爐測試過程中含氧量的影響

郭瑞濤

（咸陽市涇陽縣環(huán)境監(jiān)測站 陜西咸陽 713700）

淺談鍋爐測試過程中含氧量的影響

郭瑞濤

（咸陽市涇陽縣環(huán)境監(jiān)測站 陜西咸陽 713700）

近年來大氣污染治理速度的加快，對工業(yè)爐窯排放的大氣污染物治理顯得更為緊迫。2014年7月1日開始實施新的《鍋爐大氣污染物排放標準》GB13271-2004，該標準比GB13271-2001對各項污染物的濃度限值要求更高，但無論限值是多少，最后都要用根據(jù)對污染物的監(jiān)測來確定，而最終的排放標準都是根據(jù)過剩空氣系數(shù)（GB13271-2001）或含氧量來進行最后折算的排放濃度。因此在鍋爐大氣污染物測試中含氧量或過剩空氣系數(shù)的測定值就顯得尤為重要。本文分析煙塵測試中含氧量對鍋爐污染物排放濃度的影響，以及測試過程中影響含氧量的原因。

含氧量；過剩系數(shù)；鍋爐測試

1 含氧量與鍋爐大氣污染物的關(guān)系

1.1 過剩空氣系數(shù)

含氧量：燃料燃燒后，煙氣中含有多余的自由氧，通常是以干基容積百分數(shù)來表示的。

理論空氣量：鍋爐中的燃料在燃燒過程中需要氧氣，經(jīng)理論計算出來所需要的空氣量為理論空氣量。

過剩空氣量：鍋爐中的燃料在燃燒過程中不可能與空氣中的氧氣完全接觸燃燒，所以在燃燒過程中就必須多給一些空氣量，才能使燃料完全燃燒，而多給的這部分空氣量就叫過剩空氣量。

過剩空氣系數(shù)：實際上就是實際燃燒供給的空氣量與理論空氣供給量的比值，它是表示燃料與空氣配比的一個重要參數(shù)，用ɑ表示。

根據(jù)GB13271-2001規(guī)定煙塵排放濃度根據(jù)測點處的過剩空氣系數(shù)來計算，其公式如下：

式中：C為根據(jù)規(guī)定換算過的煙塵濃度；C'為測點實際測定的煙塵濃度；ɑ'為實際測試得出的過剩空氣系數(shù)；VO2為實際測試中含氧量；ɑ為理論過剩空氣系數(shù)。

根據(jù)GB13271-2014規(guī)定煙塵排放濃度根據(jù)測點處的基準含氧量進行折算，其公式如下：

式中：p大氣污染物基準氧含量排放濃度；p'為實測大氣污染物排放濃度；φ(O2）為基準氧含量；φ'(O2)為實測氧含量。

2 含氧量對鍋爐大氣污染物排放濃度的影響

設(shè)一鍋爐煙塵測試實際結(jié)果為50mg/m3,煙塵排放濃度與含氧量和過剩空氣系數(shù)數(shù)值關(guān)系如表1。

表1 煙塵排放濃度與含氧量和過剩空氣系數(shù)數(shù)值關(guān)系

從上表就可以看出含氧量的變化就可以引起空氣過剩系數(shù)的細微變化，從而引起煙塵濃度的較大的變化。上表中GB13271-2001計算煙塵濃度按照理論ɑ等于1.8進行折算，GB13271-2014計算煙塵濃度按照基準含氧量φ(O2）為9%進行折算，最后的煙塵濃度都是隨著過剩空氣系數(shù)或含氧量的增大而增大。根據(jù)新標準當實測含氧量等于9%，實測濃度為50mg/m3時，折算濃度等于實測濃度剛達到標準的最高限值；實測含氧量大于9%，實測濃度為50mg/m3時，折算濃度將超過標準限值，并隨著含氧量的增大濃度會成倍的增加；在上表中結(jié)果還可以看出GB13271-2014標準中用基準含氧量進行的折算方式對最終排放濃度的影響大于GB13271-2001標準中用空氣過剩系數(shù)進行的折算。

3 影響含氧量的主要因素

我們在實際工作中會發(fā)現(xiàn)有大部分鍋爐燃燒過程中含氧量都超過了14%，使空氣過剩系數(shù)偏大，最后導(dǎo)致煙塵濃度超標，而導(dǎo)致含氧量偏大的主要因素有以下幾點：

3.1 鍋爐運行負荷偏低

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在鍋爐運行中，鍋爐運行負荷偏低，燃料燃燒不完全，使大量空氣未被使用而導(dǎo)致煙塵測試中含氧量偏高，空氣過剩系數(shù)偏大。

3.2 漏風(fēng)的影響

在中小企業(yè)中，缺乏有效的管理，導(dǎo)致很大一部分鍋爐的管道系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，爐膛漏風(fēng)；在測試過程中監(jiān)測孔的漏風(fēng)等均能導(dǎo)致測試過程中含氧量的增大，空氣過剩系數(shù)的偏大。

3.3 風(fēng)力系統(tǒng)與鍋爐負荷的不匹配

鍋爐中燃料的燃燒所需空氣都由鼓風(fēng)系統(tǒng)來實現(xiàn)的，如果不能及時根據(jù)鍋爐負荷的大小來及時調(diào)整鼓風(fēng)系統(tǒng)的進風(fēng)量，爐膛內(nèi)的未被消耗的空氣就會增多而導(dǎo)致含氧量的增大，空氣過剩系數(shù)的增大。

3.4 鍋爐工的經(jīng)驗做法

中小企業(yè)缺乏專門的熱工監(jiān)測儀器，鍋爐工憑借自己的經(jīng)驗而盲目進行操作而造成含氧量的增大，空氣過剩系數(shù)的增大。

4 含氧量的測定

由于含氧量或過剩空氣系數(shù)對大氣污染物的濃度影響比較明顯，所以在鍋爐污染物測定過程中就要正確測定其含氧量；從而獲得具有代表性的過剩空氣系數(shù)。就應(yīng)從以下幾方面這手：

4.1 首先檢查鍋爐的運行負荷，必須保證鍋爐運行負荷在70%以上。

4.2 檢查鍋爐管道系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)是否漏風(fēng)，要將采樣孔設(shè)在氣流平穩(wěn)處。

4.3 采樣孔的開設(shè)要負荷環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范，在監(jiān)測過程中并且要保證采樣孔處嚴密不漏風(fēng)。

4.4 在測試過程中應(yīng)對煙塵測試儀進行校準。

4.5 在每次采集樣品時都要測定其含氧量，不能只測定一個含氧量值，而要在每采集一煙塵樣品同時測定一個含氧量，用它修正同步采集的煙塵濃度，在求出排放濃度。

5 結(jié)語

鍋爐監(jiān)測時一個專業(yè)性很強的工作，而我們有些監(jiān)測人員對鍋爐運行情況不太了解，就鍋爐監(jiān)測而去監(jiān)測，不管鍋爐監(jiān)測所取得數(shù)據(jù)的代表性和準確性，所以我們在以后的監(jiān)測過程中要善于學(xué)習(xí)總結(jié)，鉆研監(jiān)測知識，從而掌握鍋爐監(jiān)測的技術(shù)。

[1]GB13271-2001.鍋爐大氣污染物排放標準[S].

[2]GB13271-2014.鍋爐大氣污染物排放標準[S].

[3]俞雪琴.淺析鍋爐煙塵測試中過剩空氣系數(shù)的測定.

[4]于建國.工業(yè)鍋爐運行過剩空氣系數(shù)普遍超標的原因及對策.