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隨著人們環(huán)保和節(jié)能意識的逐漸提高，眾多大中型企業(yè)如鋼鐵冶金、石油化工、火力發(fā)電廠、水泥、玻璃制造業(yè)等，已將提高燃燒效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保護(hù)環(huán)境等作為提高產(chǎn)品質(zhì)量和增強(qiáng)產(chǎn)品競爭能力的重要途徑。鋼鐵行業(yè)的軋鋼加熱爐、電力行業(yè)的鍋爐等燃燒裝置和熱工設(shè)備，是各行業(yè)的能源消耗大戶。因此，如何測量和提高燃燒裝置的燃燒效率、確定最佳燃燒點(diǎn)，是十分令人關(guān)心的。

中新社北京二00五年十二月十七日電

中國經(jīng)濟(jì)信息明年起中國將公布GDP能耗指標(biāo)

中國將從二00六年起實施GDP能耗指標(biāo)公報制度。來自國家發(fā)改委的消息說，萬元GDP能耗、萬元GDP能耗降低率等重要能耗指標(biāo)將定期向社會公布。“十一五”規(guī)劃建議首次明確提出了單位GDP能耗下降指標(biāo)，要求到二0一0年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)能源消耗比“十五”期末降低二成左右。這意味著，今后五年年均能耗將下降百分之四左右。

新華社北京二00五年11月9日電 

根據(jù)未來五年我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的趨勢和條件，提出了“十一五”時期的主要發(fā)展目標(biāo)。其中包括兩個重要的數(shù)量目標(biāo)：一是人均國內(nèi)生產(chǎn)總值2010年比2000年翻一番；二是單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消耗比“十五”期末降低20％左右。后一指標(biāo)的具體含義是，按可比價計算的每萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗量，以噸標(biāo)準(zhǔn)煤作為單位。在僅有的兩個數(shù)量指標(biāo)中，就包括能源消耗指標(biāo)，充分說明這一目標(biāo)在“十一五”發(fā)展中的重要性。

第一，明確提出降低能源消耗的目標(biāo)，是建設(shè)資源節(jié)約型社會、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。近年來我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)較快增長，同時能源資源消耗也明顯擴(kuò)大，甚至超過了經(jīng)濟(jì)增長速度。2001年～2004年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值年均增長8.7%，而能源消費(fèi)年均增長10.9%，能源消費(fèi)彈性系數(shù)(能源消費(fèi)增長速度與國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度之比)達(dá)到1.3，這是改革開放以來能源彈性系數(shù)最高的時期。在進(jìn)入21世紀(jì)之前的20多年能源彈性系數(shù)都低于1。電力彈性系數(shù)也是如此。1978年至2000年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值增長6.4倍，平均每年增長9.5%，同期發(fā)電量從2566億千瓦時增加到13556億千瓦時，平均每年增長7.9%；2001年至2004年國內(nèi)生產(chǎn)總值平均增長8.7%，到2004年發(fā)電量增加到21870億千瓦時，2001年至2004年平均增長12.7%。據(jù)此，1979年至2000年的電力彈性系數(shù)為0.83，而2001年至2004年的電力彈性系數(shù)達(dá)到1.46，比過去20多年平均值上升了76%。如果今后能源資源消耗的增長速度繼續(xù)超過經(jīng)濟(jì)增長速度，那么能源資源的供給條件是難以支撐的，經(jīng)濟(jì)增長的目標(biāo)是難以實現(xiàn)的，社會是難以承受的。只有下決心降低能源資源消耗，加快建設(shè)資源節(jié)約型社會，才能保障經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

第二，降低能源消耗的任務(wù)很艱巨，潛力也很大。改革開放以來我國能源利用效率有所提高，但還不夠明顯。2003年、2004年我國能源消費(fèi)增長速度均高于15%，而經(jīng)濟(jì)增長速度均為9.5%，單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗呈現(xiàn)上升趨勢。2005年的能耗增長速度也高于經(jīng)濟(jì)增長速度。例如，我國單位產(chǎn)出能源消耗大大高于發(fā)達(dá)國家和世界平均水平。據(jù)計算，2003年，我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗比世界平均水平高2.2倍，比美國高2.3倍，比歐盟高4.5倍，比日本高8倍，比印度還高0.3倍。目前我國的一次能源消費(fèi)相當(dāng)于美國的60%，但經(jīng)濟(jì)總量僅相當(dāng)于美國的比例不到15%。理論上講，如果我國的能源利用效率達(dá)到世界平均水平，那么在現(xiàn)有基礎(chǔ)上不用再增加能源消耗，也可以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)總量翻番。按照五年能耗降低20％計算，平均每年降低約4%，在現(xiàn)有偏高的能源消耗基礎(chǔ)上，經(jīng)過努力，這一能耗降低目標(biāo)是有可能達(dá)到的。    

 第三，降低能源消耗的主要途徑是加快科技進(jìn)步、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)節(jié)能管理。要堅持開源與節(jié)流并舉、節(jié)約優(yōu)先的方針，綜合運(yùn)用經(jīng)濟(jì)、法律、技術(shù)和必要的行政手段，促進(jìn)節(jié)能降耗。

企業(yè)追求的是創(chuàng)造更多的價值，意味著要重視“開源節(jié)流”，哪如何降低企業(yè)的生產(chǎn)成本就是“節(jié)流”的重中之中了。

目前工業(yè)領(lǐng)域考慮節(jié)能、環(huán)保主要是提高工業(yè)窯爐熱效率，且主要的途徑如下：

(1)選擇合理的爐型及爐膛結(jié)構(gòu)，保證燃燒狀態(tài)最佳，熱損失最少。
(2)改進(jìn)燃燒工藝及燃燒裝置，有利于控制調(diào)整空氣過剩系數(shù)，提高燃燒效率，使不完全燃燒損失與排煙熱損失最小。
(3)采用優(yōu)質(zhì)耐火材料，減少爐體蓄熱，散熱及水冷件吸熱等熱損失。
(4)加強(qiáng)余熱回收利用。
(6)采用先進(jìn)熱工技術(shù)及熱工工藝。

(5)加強(qiáng)爐窯熱工管理、熱工控制，提高操作水平。

以上幾種方法中可以說在實際工作中最簡單易行的就是最后一項：加強(qiáng)爐窯熱工管理、熱工控制，提高操作水平，由此可見煙氣(熱效率)分析儀的應(yīng)用意義重大。

 

德圖(TESTO)公司和煙氣分析儀

德圖公司自 1957年成立以來，致力于便攜式電子測量儀器的研發(fā)、制造與銷售，在全球的銷售點(diǎn)分布于58個國家與地區(qū)，不僅為各行各業(yè)提供完整的測量方案，而且為各級標(biāo)準(zhǔn)實驗室提供最專業(yè)的測量及校準(zhǔn)服務(wù)，多年以來累積了豐富的測量經(jīng)驗與解決方案，在測量技術(shù)的專業(yè)領(lǐng)域中擁有著極高的聲譽(yù)。

德圖公司制造的便攜式測量儀器， 主要的測量參數(shù)包括：溫度、濕度、壓力、風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、照度、噪聲、水活性、 pH 值、電導(dǎo)率、煙氣 (CO,O2 ,CO2,NO,NO2 ,NOx ,SO2 ,HC,H2S,H2O等含量 ) 等。德圖儀器 不僅為國內(nèi)外各大研究機(jī)構(gòu)、國家級實驗室采用，同時也是包括 IBM、英特爾(INTEL)、AT&T等國際企業(yè)優(yōu)先采用的檢測設(shè)備之一；更贏得包括德、美、日、韓、法等國家實驗室的認(rèn)可，以及歐盟(EU)和ISO 9001的國際認(rèn)證。

德圖(TESTO)煙氣分析儀(或燃燒效率測定儀)在節(jié)能及環(huán)保方面的應(yīng)用：

通過測量煙氣中的O2、CO等參數(shù)，計算：過?？諝庀禂?shù)，從而 確定最佳燃燒效率點(diǎn)
    供給加熱爐、鍋爐等加熱設(shè)備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例，有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過程的進(jìn)行)所必須傳入的熱量。爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。

當(dāng)鼓風(fēng)量過大時(即空燃比α偏大)，雖然能使燃料充分燃燒，但煙氣中過?？諝饬科?，表現(xiàn)為煙氣中O2含量高，過?？諝鈳ё叩臒釗p失Q1值增大，導(dǎo)致熱效率η偏低。與此同時，過量的氧氣會與燃料中的S、煙氣中的N2反應(yīng)生成SO2、NOX等有害物質(zhì)。而對于軋鋼加熱爐，煙氣中氧含量過高還會導(dǎo)致鋼坯氧化鐵皮增厚，增加氧化燒損。
    當(dāng)鼓風(fēng)量偏低時(即空燃比α減小)，表現(xiàn)為煙氣中O2含量低，CO含量高，雖說排煙熱損失小，但燃料沒有完全燃燒，熱損失Q2增大，熱效率η也將降低。另外，煙囪也會冒黑煙而污染環(huán)境。    
    提高燃燒效率最直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測定儀、氧化鋯氧含量檢測儀)定期或連續(xù)監(jiān)測煙道氣體成分，分析煙氣中O2含量和CO含量，調(diào)節(jié)助燃空氣和燃料的流量，確定最佳的空氣消耗系數(shù)。
    所以，想全面、準(zhǔn)確地了解一臺鍋(窯)爐的燃燒狀況，僅僅測量SO2、NOX等參數(shù)是不夠的，同時還要測量出O2及由O2計算的過?？諝庀禂?shù)，然后把SO2、NOX等參數(shù)進(jìn)行折算，這樣的結(jié)果才能符合國標(biāo)的要求。

由上文可知，熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負(fù)荷、霧化條件等因素有關(guān)。因此，可通過測量并控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來調(diào)節(jié)空氣過剩系數(shù)λ，來達(dá)到最高燃燒效率。
    燃燒效率控制由來已久，上世紀(jì)60年代，曾廣泛采用CO2分析儀監(jiān)測煙道氣體中CO2含量來控制空氣消耗系數(shù)λ以達(dá)到最佳，但CO2含量受燃料品種影響較大。70年代后，逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結(jié)合的方法來控制燃燒效率。

無論采取何種方式控制燃燒效率，快速、準(zhǔn)確的測量煙氣中O2含量和CO含量都是實現(xiàn)最佳燃燒的前提條件。所謂提高燃燒效率，就是要適量的燃料與適量的空氣組成最佳比例進(jìn)行燃燒。因此，這里介紹一些典型的煙氣分析儀器應(yīng)用。
    煙氣分析儀是抽氣采樣爐窯煙道氣體并自動進(jìn)行成分分析的儀表，分為在線監(jiān)測式和便攜式。一般可以測量分析煙氣中的CO、O2、NOX、SO2等氣體含量，以及煙氣溫度、壓力、環(huán)境溫度等，并通過計算獲得CO2含量、過剩空氣系數(shù)、煙氣露點(diǎn)、燃燒效率、排煙熱損失、煙氣流量等熱工參數(shù)。
    煙氣分析儀中一般安裝多個傳感器，分為電化學(xué)傳感器和紅外傳感器。電化學(xué)傳感器測量原理是將待測氣體經(jīng)過除塵、去濕后進(jìn)入傳感器室，經(jīng)由滲透膜進(jìn)入電解槽，使在電解液中被擴(kuò)散吸收的氣體在規(guī)定的氧化電位下進(jìn)行電位電解，根據(jù)耗用的電解電流求出其氣體的濃度。
    紅外傳感器主要由紅外光源、紅外吸收池、紅外接收器、氣體管路、溫度傳感器等組成。它是利用各種元素對某個特定波長的吸收原理，當(dāng)被測氣體進(jìn)入紅外吸收池后會對紅外光有不同程度的吸收，從而計算出氣體含量。紅外傳感器具有抗中毒性好、量程范圍廣、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。
    煙氣分析儀利用測量得到的O2、CO含量等數(shù)據(jù)可計算得到相應(yīng)的熱工參數(shù)：CO2含量，空氣過剩系數(shù)，排煙熱損失，燃燒效率，空氣過剩系數(shù)等等 。
    煙氣分析儀器應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，例如：(1)熱電廠循環(huán)流化床鍋爐用于燃燒控制室的煙道氣體監(jiān)測；(2)鋼鐵廠軋鋼加熱爐用于解決降低氧化燒損或脫碳層厚度時的爐氣氣氛檢測；(3)全氫熱處理爐用于檢測輻射管是否燒穿漏氣(4)研制新型燃燒器(蓄熱式、低NOX式、輻射管式)時用于燃燒器結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計研究；(5)汽車尾氣排放檢測；(6)其他環(huán)境保護(hù)監(jiān)測項目。
    國內(nèi)外煙氣分析儀器產(chǎn)品眾多，性能特點(diǎn)也參差不齊。其中，TESTO環(huán)保測量技術(shù)公司出品的煙氣分析儀種類齊全、性能優(yōu)良，占據(jù)了國內(nèi)較大市場份額。便攜式煙氣分析儀主要有TESTO330系列、TESTO335系列、TESTO350系列，在線式煙氣監(jiān)測系統(tǒng)有TESTO360等都是是熱工研究和燃燒控制的有力武器。

煙氣連續(xù)監(jiān)測的應(yīng)用：
①環(huán)保項目驗收，環(huán)境影響評價
    企業(yè)在鍋(窯)爐或脫硫裝置的安裝、改造后，都要經(jīng)過環(huán)境監(jiān)測部門的驗收。這種情況下，監(jiān)測站的工作人員需要在現(xiàn)場，長時間監(jiān)測鍋(窯)爐在不同負(fù)荷下的數(shù)據(jù)，才可以全面地評價整個鍋(窯)爐或脫硫裝置的性能與使用狀況。
②在線儀器比對
    固定的在線儀器需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)，環(huán)保部門也要對各企業(yè)安裝的在線儀器測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行評價。Testo350xl/Testo360綜合煙氣分析系統(tǒng)可以在現(xiàn)場連續(xù)工作十幾小時甚至幾天，從而對在線儀器的精度提供參照。
③脫硫、脫氮催化實驗
    現(xiàn)在，從事脫硫脫氮催化研究的高校和科研單位很多，催化裝置反應(yīng)過程時間較長，TESTO350和360在長時間監(jiān)測的同時通過軟件顯示出煙氣在經(jīng)過催化前后全程的變化情況，為用戶了解脫硫脫氮效率提供了依據(jù)。

隨著環(huán)境污染問題的日益突出，努力提高鍋爐燃燒效率，以求找到“最清潔”的燃燒技術(shù)，最大限度減少的煙氣排放量，保護(hù)好我們的生存的綠色環(huán)境，是智能燃燒監(jiān)測控制的目的之一。鍋爐(工業(yè)窯爐)節(jié)能行業(yè)并非是個新興行業(yè)，并且隨著中國節(jié)能市場的不斷增長，一些同類產(chǎn)品也開始這個充滿誘惑的市場。面對如此激烈的競爭，我們非常自信，這種信心來自于德國德圖公司多年來的技術(shù)優(yōu)勢。

  

結(jié)束語

煙氣分析儀已經(jīng)成為控制爐窯燃燒和運(yùn)行不可缺少的重要設(shè)備，從消耗能源的費(fèi)用支出比例來計算煙氣分析儀的價格顯然是微不足道的。正確使用它并通過它合理調(diào)節(jié)爐窯熱工操作參數(shù)，將收到以下效果：
(1)節(jié)約能源。減少助燃空氣量和排風(fēng)量，節(jié)省通風(fēng)機(jī)動力費(fèi)用。減少煙氣中過量空氣帶走的熱量損失，達(dá)到節(jié)能的目的?；驕p少過量燃燒供給量，直接實現(xiàn)節(jié)約燃料。
(2)減少環(huán)境污染。減少NOX、SO2等污染物的排放。
(3)提高產(chǎn)品質(zhì)量?？刂茻煔鈿堁趿靠蓽p少鋼坯氧化燒損，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
(4)延長爐窯使用壽命。
    我國有數(shù)十萬臺中小型工業(yè)鍋爐和加熱爐，我國的發(fā)電煤耗和噸鋼能耗都與國際先進(jìn)水平有一定差距，若能采用煙氣分析儀器等監(jiān)測手段，對有關(guān)燃燒參數(shù)進(jìn)行在線、及時、準(zhǔn)確的監(jiān)測，以便實現(xiàn)人工調(diào)節(jié)或自動控制，使燃燒效率達(dá)到最高(或者較高)，將給社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。