燃气采暖热水炉NOz排放的测试与计算.pdf

中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 燃气采暖热水炉NOx排放的测试与计算 杨红艳。楼英 (广州迪森家用锅炉制造有限公司) 摘要：大气中氮氧化物(NOx)含量是目前国际上普遍关心的环保问题之一，燃气采暖热 水炉是目前国内外使用最多的独立采暖热源装置，对其排放物中的N0x含量进行测量与计 算，为更有效地的监控及减少该类器具NOx的排放量提供方法。 关键词：氮氧化物N0x含量测试部分热输入加权计算 1引言 大气中氮氧化物(NO。)含量是目前国际上普遍关心的环境保护问题之一。正常大气组成中，氮约 占大气总量的79％。氮作为单个游离原子具有很高的反应活性，但在大气中大量存在的是化学性质 稳定的氮分子。如果空气中存在大量的氮氧化物，在一定的条件下，就会形成酸雨与化学烟雾。酸雨 会对环境带来广泛的危害，造成巨大的经济损失，如：腐蚀建筑物和工业设备；破坏露天的文物古迹； 损坏植物叶面，导致森林死亡；使湖泊中鱼虾死亡；破坏土壤成分，使农作物减产甚至死亡；饮用酸 化物造成的地下水，对人体有害。光化学烟雾对人体有很大的刺激性和毒害作用。它刺激人的眼、鼻、 气管和肺等器官，产生眼红流泪、气喘咳嗽等症状，长期慢性危害使肺机能减退、支气管发炎，甚至 发展成癌。严重时可使人头晕胸痛，恶心呕吐，手足抽搐，血压下降，昏迷致死。光化学烟雾可导致 成千上万人受害或死亡，还可使植物褪掉绿色、改变颜色，造成叶伤、叶落、花落和果落，直到减产 或绝收。此外，还可使家畜发病率增高，使橡胶制品龟裂老化、腐蚀金属、损坏各种器物、材料和建 筑物等。因此，必须对氮氧化物(NOx)的排放加以有效控制。独立采暖(亦可叫分户式采暖)系统是 当今比较节能且又灵活方便的采暖方式。其具有舒适性良好、又可避免热水输配和调节过程中的热损 失、提高用户的节能意识、解决计量收费问题等许多优越性。而燃气采暖热水炉是目前国内外使用最 多的独立采暖热源装置。由于其在采暖季是连续24小时工作，其燃烧排放产物中含有CO、NOx等对 环境及人体有害的物质，相关标准中对c0的排放浓度有严格的、强制性的限制。鉴于氮氧化物污染 228—2006和正在报批的新采暖炉国家标准中，增加了对 危害严重，燃气采暖热水炉行业标准CJ／T NOx测试方法和计算的内容。本文参考欧盟技术文件CRl404，结合工作中的实际应用对N0x的取样、 测试及计算提供了方法和实例。 2取样 (1)采样方法 N0。气体的测量一般选择干式采样法。干式采样法即在采样过程中通过冷凝器或渗透干燥器将样 气中的水蒸气消除。图l为利用干式(消除水蒸气法)采集N0；示意图。 中国土木工程学会城市燃气分会应用专业委员会2009年年会论文集 1一检验整条线路的校准点；2一采样线路(如需要时加热)； 3～带冷凝液分离器的试样冷凝器；4一采样泵(如需要时)；5一过滤器；6一收集器； 7一单独校准分析仪的校准点；8一流量计；9一N0。分析仪；10一记录仪：11一剩余气体分流 图l干式(消除水蒸气法)采集Nox示意图 (2)采样系统的组成 烟气采样系统应能保证所取烟气试样代表烟道中燃烧产物的平均值，且在采样过程中烟气中的被 分析成分不得发生化学变化，烟气中各组分浓度不发生变化(如Nox被烟气中的冷凝水吸收)。采样 系统响应时间不应超过20s。 ①采样探头。采样探头应用不绣钢或玻璃制作，以避免烟气中的成分被吸收。平衡式排烟方式 228—2006标准中的图l和图2。 的燃气采暖热水炉的采样探头及采样点位置参见eJ／T ②样气传输管路。为避免样气成分与浓度发生变化，样气传输管应使用不锈钢或聚四氟乙烯管， 不能使用橡胶或硅酮材料。管路的直径随采样气体所需流量而定，但不应小于4咖(最好在4～8咖 之间)。为保证样气在进入冷却器前不出现冷凝，样气温度应保持在水露点和采样酸露点以上15K。 因此，采样管路应保温，必要时应加伴热电缆。 ⑨冷凝器或渗透干燥器。冷凝器或渗透干燥器的作用是快速出去样气中的水分。冷凝器与试样 接触的部分应使用玻璃、聚四氟乙烯或不锈钢