Viele Industriezweige sind auf Kessel und Öfen angewiesen, um den grundlegenden Prozess der Nutzung von Flammen zu Heizzwecken durchzuführen. Damit diese Art von Anlagen effektiv arbeiten kann, ist ein genaues Gleichgewicht von Sauerstoff und Brennstoff erforderlich, um eine vollständige Verbrennung zu ermöglichen.
In diesem Blog untersuchen wir die Rolle von Sauerstoffanalysatoren als Teil eines O2-Trimmsystems, das zur Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichts von Sauerstoff und Brennstoff und damit zu einer effizienten Verbrennung beiträgt.
Es gibt mehrere Bedingungen, die das Luft/Brennstoff-Verhältnis in einem Verbrennungsprozess beeinflussen können, darunter atmosphärische Veränderungen (z. B. Luftdruck- und Temperaturschwankungen) sowie die Zusammensetzung und Qualität des Brennstoffs. Um potenzielle Risiken im Verbrennungsprozess zu verringern, konstruieren Ingenieure ihre Kessel in der Regel so, dass sie einen Luftüberschuss im Verbrennungsprozess verwenden. Dies verringert die Sicherheitsrisiken bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen. Trotz der Schaffung einer Sicherheitsspanne verringert die Verwendung eines "brennstoffarmen" Ansatzes jedoch den Wirkungsgrad und erhöht die Menge des im Verbrennungsprozess verwendeten Brennstoffs.
Wenn das Luft/Brennstoff-Gemisch nicht genügend Sauerstoff enthält (brennstoffreich), kann es zu einer unvollständigen Verbrennung kommen, die zur Bildung von Kohlenmonoxid, Ruß und sogar zur Explosion führt, wenn angesammelter Ruß und andere nicht verbrannte Bestandteile plötzlich genügend Sauerstoff erhalten, um schnell zu verbrennen. Enthält das Gemisch zu viel O2/Luft (kraftstoffarm), sinkt der Wirkungsgrad aufgrund der zusätzlichen Energie, die für die Erwärmung der unnötigen Luftmenge verschwendet wird. Bei der Kontrolle der Verbrennung gibt es 3 wesentliche Aspekte: 1. Sicherheit von Personal und Ausrüstung 2. Senkung der Brennstoffkosten (Effizienz) 3. Vorschriften zur Emissionskontrolle
Verwenden Sie ein Sauerstoff-Trimmsystem. Ein O2-Trimmsystem dient zur kontinuierlichen Messung des Sauerstoffs im Rauchgas und sendet die Sauerstoffwerte an einen Regler, der ein optimales Luft-Brennstoff-Verhältnis in der Verbrennungszone des Kessels aufrechterhält.
Ein Sauerstoffanalysator (als Teil eines O2-Trimmsystems):
Es gibt verschiedene Arten von Sauerstoffanalysatoren, die bei der Verbrennungskontrolle eingesetzt werden, von TDL (abstimmbarer Diodenlaser) bis hin zu Zirkoniumdioxid und Metalloxid. Viele Faktoren können den Typ des O2-Analysators/Trimmsystems beeinflussen, den ein Kunde kauft. Dazu gehören:
1. Kesselgröße und Brennstoffeffizienz. Große industrielle und gewerbliche Kessel verbrauchen enorme Mengen an Brennstoff (z. B. Erdgas, Öl, Kohle, Biogas) und wollen immer, dass ihr Verbrennungssystem auf maximale Effizienz und Brennstoffeinsparung eingestellt wird.
2. Temperatur. Paketkessel werden in der Regel bei Temperaturen von weniger als 400 °C (752 °F) betrieben. Heizungen/Ofenanlagen können bei bis zu 1400°C (2552°F) betrieben werden.
3. Bereichsklassifizierung. Heizkessel, die in als gefährlich eingestuften Umgebungen betrieben werden, benötigen einen Verbrennungsanalysator mit Bereichszulassung.
4. Kosten. Das ist immer ein Faktor, selbst ein großes Kesselbauunternehmen wird bei einem O2-Analysator/Trimmsystem nach dem Wert suchen.
5. Einbauort. Die Installation einer langen Sonde im Abgasrohr oder eines kleinen OEM-Sensors in der Brennersteuerung ermöglicht eine flexible Installation in verschiedenen Anlagentypen.
Kesseltypen und Kosten haben einen Einfluss darauf, welche Technologie die Kunden für ein O2-Mess-/Regelsystem kaufen werden. Neben Sicherheitsbedenken sind Brennstoffeinsparungen/ROI oft die Hauptbegründung für den Kauf.
Ein Sauerstoffanalysator ist ein wichtiges Instrument zur Verbesserung der Verbrennungseffizienz in Kesseln, da er den Betreibern die Möglichkeit bietet, die Sauerstoffmenge im Verbrennungsprozess zu überwachen und die Verbrennungsbedingungen in Echtzeit anzupassen und zu optimieren.
Ein Sauerstoffanalysator misst die Sauerstoffmenge im Rauchgas, die durch den Verbrennungsprozess erzeugt wird, und vergleicht sie mit der theoretischen Sauerstoffmenge, die für eine vollständige Verbrennung erforderlich ist.
Anhand der genauen Daten können die Anlagenbetreiber das Luft-Brennstoff-Verhältnis anpassen, um eine optimale Verbrennungseffizienz zu erreichen. Ein Überschuss an Sauerstoff im Verbrennungsprozess kann zu einer unvollständigen Verbrennung und erhöhten Emissionen führen, während ein Sauerstoffmangel Kohlenmonoxid (CO)-Emissionen und andere Sicherheitsrisiken verursachen kann. Durch die kontinuierliche Überwachung des Sauerstoffgehalts und die Anpassung des Luft-Brennstoff-Verhältnisses bei Bedarf können Anlagenbetreiber einen sicheren und effizienten Verbrennungsprozess aufrechterhalten.
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