Определение состава дымовых газов с помощью газоанализатора химического лабораторного ГХЛ-1: Методические указания к лабораторной работе № 8 по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ЧИТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ УНИВЕРСИТУТ

Кафедра тепловых электрических станций

МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ

к лабораторной работе №8

по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”

для студентов специальности 100500

“Тепловые электрические станции”

Чита 2005

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА ДЫМОВЫХ ГАЗОВ С ПОМОЩЬЮ ГАЗОАНАЛИЗАТОРА ХИМИЧЕСКОГО ЛАБОРАТОРНОГО ГХЛ-1

1.1.Цель работы

В процессе выполнения лабораторной работы студент должен:

-  изучить принцип действия химических газоанализаторов;

-  ознакомиться с устройством и назначением основных элементов газоанализатора ГХЛ-1;

-  получить практические навыки выполнения газового анализа на приборе;

-  определить состав продуктов сгорания в анализируемом газе.

8.2. Общие сведения

Определение содержания отдельных компонентов смеси газов, составляющих продукты сгорания, имеет большое значение как средство контроля качества и экономичности сжигания топлива в котельных агрегатах. По содержанию в дымовых газах свободного кислорода О₂ или углекислого СО₂ можно судить об избытке или недостатке воздуха, принимающего участие в процессе сгорания топлива.

По химическому составу топлива можно рассчитать теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг топлива V₀.

В котельных агрегатах для хорошего смесеобразования и полного сгорания 1 кг топлива требуется практически количество воздуха V_д, обычно превышающее теоретически необходимое.

Отношение действительного количества подаваемого в топку котла воздуха к теоретически необходимому называется коэффициентом избытка воздуха

                                                                                                          (8.1.)

Для каждого вида топлива и конструкции топочного устройства существует оптимальное значение коэффициента . При чрезмерном избытке воздуха увеличиваются потери тепла с уходящими из котла дымовыми газами, и кпд котла  снижается. Недостаток воздуха приводит к появлению потерь тепла от химической неполноты сгорания и снижению кпд котла . При оптимальном избытке воздуха (обычно ) сумма тепловых потерь имеет минимальную величину.

Найти коэффициент избытка воздуха можно при помощи газоанализаторов, определяя количественный состав дымовых газов. Величина  в этом случае определяется по формуле:

                                                                 (8.2.)

или приближённо – по содержанию О₂ . В дымовых газах:

;                                                                                          (8.3.)

по содержанию СО₂ в дымовых газах:

;                                                                                              (8.4.)

где СО_{2 макс.} – теоретическое содержание СО₂ при условии полного сгорания без избытка воздуха ().

Контроль по содержанию О₂ в газах более точен, так как этот параметр более резко изменяется при отклонении режима горения  от оптимальных условий и почти не зависит от химического состава топлива.

Рис.8.1. Зависимость содержания в газах СО₂ и О₂  и кпд котла h от коэффициента избытка воздуха a

8.3. Принцип действия приборов

По принципу действия газоанализаторы делятся на следующие группы:

-  химические;

-  электрические;

-  магнитные;

-  хромотографические.

Действия химических газоанализаторов основаны на измерении уменьшения объёма забранной пробы дымовых газов после удаления анализируемого компонента. Удаление компонента из газовой смеси осуществляется путём абсорбции. Так, например, трёхатомные газы RO₂=CO₂+SO₂ поглощаются водным раствором едкого калия, а кислород О₂ – раствором пирогалловой кислоты. Для поглощения окиси углерода СО применяется сернокислый раствор закиси меди. Иногда при определении процентного содержания СО в дымовых газах пользуются аналитическим выражением:

,                                                                          (8.5.)

где  - коэффициент, зависящий от элементарного состава топлива. Он может быть определён по формуле:

                                     (8.6.)

где C^p, O^p и S_n^p – содержание углерода, кислорода, серы в рабочей массе топлива, соответственно;

А^р – зольность рабочей массы топлива.

Значение коэффициента и величину RO_{2 макс}. Для ряда углей Забайкалья можно принимать по таблице 8.1.

Таблица 8.1.

№№ п/п	Топливо (уголь)	Характеристика топлива,	RO2 макс.1
1. 2. 3. 4.	Букачачинский Г Черновский Б2 Татауровский Б2 Харанорский Б1	0,287 0,411 0,490 0,467	16,32 14,88 14,09 14,31