Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Машинист котельных

Газоанализаторы


Газоанализаторы

Газоанализаторы, применяемые в котельных и печных установках, предназначены для контроля полноты сгорания топлива в топках котельных и печных агрегатов. При помощи газоанализаторов определяют объемную долю в газообразных продуктах сгорания углекислого газа СОг (или кислорода Ог) и продуктов химической неполноты сгорания: окиси углерода СО, водорода Н2, метана СН4 и др. По составу газообразных продуктов сгорания судят о полноте сгорания топлива, о величине коэффициента избытка воздуха, о потерях теплоты от химической неполноты сгорания и о потерях теплоты с уходящими газами.

По принципу действия газоанализаторы делятся на две основные группы: химические газоанализаторы, основанные на использовании химических свойств определяемых компонентов в анализируемой смеси газов, и физические газоанализаторы, основанные на использовании физических свойств анализируемой смеси газов.

Прибор состоит из трех поглотительных сосудов, измерительной бюретки вместимостью 100 см3, соединительной гребенки с трехходовым краном, стеклянного цилиндра с водой, напорного уравнительного сосуда, резиновой груши и фильтра, заполненного стеклянной ватой.

Каждый поглотительный сосуд состоит из переднего поглотительного цилиндра А, соединенного резиновой трубкой и краном с гребенкой, и заднего буферного цилиндра Б, закрываемого резиновым мешочком для предохранения реактивов от соприкосновения с воздухом. Для ускорения процесса поглощения в цилиндре А помещены тонкие стеклянные трубочки, увеличивающие площадь поверхности соприкосновения анализируемого газа с поглощающей жидкостью. По заполнении поглотительных сосудов реактивами рекомендуется залить буферные цилиндры 5-миллиметровым слоем вазелинового масла.

Рис. 1. Переносный химический газоанализатор Орса

Поглотительный сосуд, заполняемый водным раствором едкого кали, поглощает углекислый газ СО2. Поглотительный сосуд, заполняемый раствором пирогаллола в водном растворе едкого кали, поглощает кислород. Поглотительный сосуд, заполняемый аммиачным раствором полухлористой меди, поглощает окись углерода СО.

Измерительная бюретка по высоте разделена на 100 равных по объему частей. С целью увеличения точности отсчетов нижняя часть измерительной бюретки сильно сужена.

Анализ газа проводят в следующем порядке.

1. Перед началом работы прибор и все его соединительные части проверяют на плотность. Для этого поднимают напорный сосуд, заполняя бюретку водой, н закрывают все краны. Затем опускают сосуд, вода в бюретке должна немного опуститься и потом оставаться неподвижной. Непрерывное опускание воды в бюретке указывает на наличие неплотностей в соединениях или кранах.

2. Устанавливают уровень всех реактивов в сосудах на одной высоте, доводя его до меток под кранами. Для этого сначала закрывают соединительные краны К\, К2 и и трехходовым краном сообщают гребенку 3 с атмосферным воздухом. Затем поднимают напорный сосуд, заполняя водой измерительную бюретку. Краном отключают гребенку от атмосферного воздуха, открывают кран К\ и медленно опускают напорный сосуд 5, пока реактив в переднем поглотительном цилиндре А сосуда (благодаря создавшемуся разрежению) не поднимется до отметки под краном Кi, после чего кран закрывают.

Такую же операцию проделывают с сосудами, доводя в них уровень поглощающих жидкостей до меток.

3. Удаляют из газозаборной трубки, гребенки и бюретки воздух или оставшийся газ. Для этого соединяют трехходовым краном газозаборную трубку с грушей, заменяющей насос, и нажимами рукой на грушу прокачивают газ через заборную трубку в атмосферу. Затем при помощи крана соединяют гребенку с атмосферой, поднимают напорный сосуд, заполняя бюретку водой до метки «100», в результате чего оставшиеся газ или воздух удаляются в атмосферу. После двух-трех операций всасывания газа (соединением гребенки с газозаборной трубкой и опусканием сосуда) и вытеснения его в атмосферу прибор считается подготовленным к газовому анализу.

Необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы уровень воды в бюретке не понижался во время соединения ее с атмосферой, иначе в бюретку может проникнуть наружный воздух.

5. Взяв строго отмеренную пробу газа, приступают к газовому анализу, причем сначала определяют (в %) объемное содержание углекислого газа, затем кислорода и, наконец, окиси углерода (в %).

Медленно поднимают напорный сосуд и открывают кран проба газа вытесняется в поглотительный сосуд. Когда вода в бюретке дойдет до верхней отметки «100», медленно опускают напорный сосуд, пока реактив не достигнет контрольной метки под краном.

После пяти-шести таких операций перепускания пробы газа в сосуд с едким калием (для свежего раствора достаточно трех-четырех операций) закрывают кран К\ и совмещают уровни воды в напорном сосуде 5 и бюретке 4. На шкале бюретки отсчитывают деления, на которые уменьшился объем пробы газа (производят одно-два контрольных поглощения и отсчета). При совпадении отсчетов поглощение СО2 считается законченным; в противном случае продолжают поглощение газа до получения двух одинаковых отсчетов подряд.

Аналогичным способом определяют объемную долю О2 и СО, для чего остаток пробы газа сначала перепускают в сосуд 8 с пирогаллолом, и после отсчета, дающего сумму СОг+О2, направляют остаток пробы в сосуд для поглощения СО. Число перепусканий пробы газа в сосуды должно быть не менее 7—10, так как реакции поглощения 02 и СО протекают медленно.

По окончании анализа остаток газа, содержащий почти исключительно азот, удаляют в атмосферу и забирают новую порцию газа для анализа.

При наличии в газе продуктов неполного сгорания СО, Нг, СН4 для его анализа применяют переносные газоанализаторы с дожиганием.

Газоанализатор ВТИ дает возможность подробно анализировать газы; он содержит семь поглотительных сосудов; после последовательного поглощения в них углекислого газа СО2, тяжелых углеводородов, кислорода 02 и окиси углерода СО дожигаются водород Нг и окись углерода СО пропусканием остатка газа через нагретую до 300—350 °С трубку с окисью меди, а также дожигается метан СН4 в сосуде с платиновой спиралью, накаленной электрическим током до 850—900° С. Разность между 100% и суммой объемных долей поглощенных газов составляет объемную долю азота N2 (в %).

Хроматографический метод газового анализа основан на быстрой адсорбции (поглощении) компонентов газовой смеси соответствующим адсорбентом (например, активированным углем) и последовательной десорбции (выделении) их воздухом, углекислым газом или азотом, называемыми газами-проявителями, которые пропускаются через колонку, содержащую адсорбент, Десорбиро-ванные газы вместе с проявляющим газом затем поступают в регистрирующий газоанализатор.

Ручными химическими газоанализаторами пользуются при тепловых испытаниях котлоагрегата, а для непрерывного контроля процесса горения применяют автоматические химические и физические газоанализаторы.

Принцип действия автоматических химических газоанализаторов, как и ручных, основан на поглощении составных частей продуктов сгорания соответствующими реактивами, однако проба газа (0,1—> 0,2 л) засасывается периодически (каждые 2—4 мин), автоматически перемещается внутри прибора для поглощения и последовательного измерения ее составных частей, а затем по окончании анализа автоматически удаляется из газоанализатора. Результаты измерения записываются также автоматически.

Химические автоматические газоанализаторы дают высокую точность показаний С02 и СО+Нг, но пх показания мало наглядны, периодичны и запаздывают, что затрудняет обслуживающему персоналу регулировать топочный режим; приборы сложны и требуют специального квалифицированного ухода.

Автоматический контроль за качеством горения осуществляют при помощи автоматических электрических и магнитных газоанализаторов.

Принцип работы электрического газоанализатора основан на сравнении теплопроводности анализируемого газа с теплопроводностью воздуха при одних и тех же температурах. Чем больше различие их теплопроводностей, тем больше в анализируемой пробе углекислого газа СОг и тем, следовательно, с меньшими значениями коэффициента избытка воздуха идет процесс сгорания топлива. Кроме того, электрический газоанализатор позволяет определить автоматическим дожиганием пробы газообразных продуктов сгорания содержание в ней продуктов химической неполноты сгорания в виде смеси окиси углерода и водорода (СО+Н2). Стрелки указателей показывают объемное содержание в газах СОг и суммы СО+Н2 в процентах.

При сжигании газообразного топлива часто меняется его состав, а следовательно, и максимальное содержание СОа в газообразных продуктах сгорания, вследствие чего практически невозможно установить рекомендуемое содержание СОг в газах при заданном значении коэффициента избытка воздуха а. Наиболее точно можно регулировать процесс горения в топке по объемной доле свободного кислорода 02.

Объемную долю кислорода в продуктах сгорания определяют автоматическим магнитным газоанализатором типа мгк.

Кислород, содержащийся в анализируемых продуктах сгорания, является парамагнитным газом, т. е. газом, втягиваемым магнитным полем; азот, водород, углекислый газ и водяные пары принадлежат к диамагнитным газам, т. е. к газам, отталкиваемым от магнитного поля. Магнитные свойства газообразных продуктов сгорания оцениваются по магнитной восприимчивости, положительной для парамагнитных и отрицательной для диамагнитных газов. Таким образом, измерением магнитной восприимчивости анализируемого газа определяется объемная доля содержащегося в нем кислорода (в%).





Похожие статьи:
Оказание первой помощи при отравлениях, ожогах и поражениях электрическим током

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Машинист котельных

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум