气体热值分析方法及热值分析仪.pdfVIP

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

热值分析方法

1.拉曼激光气体分析仪（RLGA）

“成份分析法”是一种对混合可燃气体内各种主要可燃气体成份进行在线

连续检测，根据每种气体成份的标准热值含量（KJ/Nm3）以及在混合气体中所

占的百分比数，通过计算机数模计算，消除气体间的相互影响，实现对可燃气

体热值的直接检测的方法。传统燃烧法热值仪标准量值传递溯源困难，无法对

仪器进行严格准确的标定。使用“成分分析法”，每种气体成份的标准热值含量

（KJ/Nm3）国家给出标准样气由国家授权的标准样气量值传递单位配制提供，

所以其准确性不言而喻。

目前成分法热值分析使用并不广泛，其原因是市场没有找到一种合适的气

体分析设备。完整的成分热值分析需要检测7个组分的气体。要实现全组分分

析，传统分析仪表如红外，吸附式激光等都有一些限制，必须把多种原理的分

析设备集成在一起，如红外线，激光，热导等。多种仪表精度不一，响应速度

不同，必然影响最终测量精度。同时，混合媒体内成分的配比经常变化，需要

分析仪表的量程不受限制，基于这些要求，拉曼激光气体分析仪就非常适用于

成分热值分析。

仅内置一台RLGA-2811分析仪，就可以同时分析以上7种气体组分，量程

不受限制。该系统支持4通路循环采样，可同时分析4个检测点。

以全流程钢铁企业为例。根据工艺需求，拉曼激光气体分析仪可以设高炉、

焦炉、转炉以及混合煤气4个测点，一套系统同时分析结果。分析仪内置有PC

机，可以安装热值数学模型软件，在分析仪内部就可以直接计算出煤气热值。

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所有结果数据通过OPC方式输出，传递给主控室或者调解阀控制PLC，以参与

闭环控制。

拉曼激光气体分析仪可以现场在线测量多种气体成分含量，精度高，每50ms

进行一次抽样检测，保证实时检测气体组合状态，方便系统控制气体成分、热

值。但是拉曼激光气体分析仪分析仪内的光学器件国内无法做到，需要定时清

洗。

2.水流式热量计

水流式热量计测量热值原理是一定量的燃气试样，在恒定压力和同等温度

的空气条件下完全燃烧，将燃烧后的气体生成物冷却至原先燃气温度并将燃气

中含氢的组分所生成的水蒸气冷却至冷凝水，这些总的热量都有水流完全吸收

下来，从而经过热量计的水量和水流温升计算出燃气的测试热值，再将测试过

程中必须考虑的修正值换算至标准状况下的燃气热值，如此测得燃气热值成为

高位热值，也称为总热值或毛热值。高位热值减去燃气试量冷凝水量的气化热

即该燃气的低位热值。这种水流式热量计操作环节复杂，对测量环境条件要求

高，测量过程长，受人为因素影响较大，无法满足在线自动化热值分析要求，

可作为实验室参比法使用。

3.燃烧式热值仪

燃烧式热值仪是应用热平衡原理测量净热值的，当燃气与空气混合燃烧，

排气温度在5℃范围内的稳定性进行测量。当燃烧温度随着燃气的质量变化时，

相应地调节冷空气的量被加进来，冷空气的量与测量值成正比关系，由此可计

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算出净热值。燃烧式热值仪自动化程度高，但燃烧条件对测试结果影响较大，

如进气压力，气源变化等，需要针对性做修正调整，为保证连续运行效果，对

样气预处理系统也提出较高要求。

4.红外线分析热值仪

一种原子构成的分子在红外线波长区域具有吸收光谱，其吸收强度遵循朗

伯一比尔定律。当对应某一气体特征吸收波长的光波通过被测气体时，其强度

将明显减弱，强度素爱建程度与该气体浓度有关，两者之间的关系遵守朗伯一

比尔定律。因此通过检测红外光吸收率的变化就可以得到气体成分的体积浓度。

将每种可燃气体的单位发