GBT18345.1燃气轮机烟气排放

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标准编号:GBT18345.1
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标准类别:城镇建设标准
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GBT18345.1标准规范下载简介

GBT18345.1燃气轮机烟气排放

的工作和规范应与7.2.2中所叙述的相同。转换器的设计与工作应按使NH3氧化并使样品 中NO,还原为NO来进行。

7.6.3转换器的效率修正

XF/T 1275-2015 石油储罐火灾扑救行动指南图30分析器的典型功能

氧气的测量应按顺磁原理进行。 氧分子由于具有顺磁性,在不均匀磁场中被 吸引向高磁场强度方向。 如果把具有不同O2含量的两种气体引人同 磁场区,它们之间将产生压力差。 两种气体中的一种是样品气,另一种是标准 气。对于燃气轮机烟气测量来讲,在N2中带 20.95%O2的气体被用作标准气,气体经过两个 通道被引入到测量室(见图3),在磁场区两个通 道中的一个把标准气与样品气混合。由于两个通 道是连接的,与样品气中O2含量成比例的压力 差△力产生一个流动,该流动通过微流动传感器 转变成电信号

7.7.2主要性能规范

对于工作在制造厂规定的环境中的仪器,其 主要性能规范应如表9所示。

大部分气体有影响氧气读数的某种顺磁特性。这些影响与整个测量精度相比较是可以忽 略的,但如果有关方面协商一致也可以考虑

表9氧分析器的主要性能

下面所用的是根据ISO5063提出的方法。 烟测量并不意味着是固体颗粒的测量。如有关方面协商同意应当进行固体颗粒的测量 其相应的方法可参照7.9内容。 燃气轮机烟的浓度等级是利用规定的烟点数,亦称巴卡拉奇数,烟点标度范围是0~9 其较低值与烟的对数的较低值相对应。

7.8.2.1泵(手动),通过直径6mm的有效表面积允许泵的一次工作循环吸人体积160× (1土5%)cm²,即每平方厘米的有效过滤表面积吸人体积约570×(1土5%)cm²,泵的冲 程应为200mm左右。

7.8.2.1泵(手动),通过直径6mm的有效表面积允许泵的一次工作循环吸人体积

程应为200mm左右。 注:如果烟采样温度偏离正常环境温度,建议通过测量样品温度并用修正曲线去调整烟点读数,使其 达到每平方厘米有效过滤表面积通过570cm3烟的标准数值,由此对读数加一个体积修正系数。 在将过滤纸引人到提供的缝中前,应把夹住滤纸的机构弄紧,应确保密封到足以使泵初 始投运和加热时无冷凝出现。 7.8.2.2采样管,具有外径6mm,且满足7.8.2.1的要求。 7.8.2.3过滤纸,通过光度测定,要有(85±2.5)%的反射率。进行此项测量时,要把过 滤纸放在反射率≥75%的白色表面上。 清洁的空气,当它以每平方厘米有效过滤表面积上3dm²/min的流量通过新滤纸时,产 生的压力降应在2kPa~10kPa(20mbar~100mbar)范围内。 7.8.2.4灰度计,计数为09共10个等级,从白色到深灰色分布在相等的间隔上。这些 等级以印刷的样品形式存在,或用其他方法在光度测定反射率为(85土2.5)%的纸基或塑料 基上获得。 每一等级的标号以百分数表示,等于在相应的样品上经过反射的人射光减少量的1/10。 标号0对应于纸基。例如:标号6,即表示60%被反射的人射光的减少量。 标尺上每一点反射最大允差为上述的反射率值的3%。 如果灰度计是由透明塑料罩保护,其构造应该使测试点和标准等级通过相同厚度的保护 物质进行观测。标准等级的烟色灰度计的直径约20mm,中心有一个6mm直径的观察孔。

7.8.3烟点数的测定

拧松纸的固定装置,把过滤纸插人泵上提供的缝内并再拧紧。 在垂直于气流方向上插人采样探头,确保采样探头与在其中进行采样的管道壁之间的气 密性。 采样可用手动泵或电动机械泵进行。 当使用手动泵时,要执行10次吸气。每次吸气应有规律且持续时间应是2s~3s。当操

作者不再感到活塞的反作用时,表示吸气结束。 从气体中取出采样探头,松开固定装置后,小心地抽出过滤纸。 把纸带对着标准标尺的背面放置,用目测方法比较试验点与标准等级。检查通过标准等 级的中心窗口的斑点,.注意深浅度最接近试验斑点深浅度的那个标尺号。对于0~4之间的 标尺间隔,需要特别注意判断过渡等级。 应在排气道的不回位置选足够多的采样点,以确保获得具有代表性的结果。

7.9固体颗粒分析器的规范

如果有关方面同意测量固体颗粒,则应按下列规定做。 重力分析法测量烟气中的固体颗粒荷重(和由压气机吸人空气中的颗粒荷重)。从整个 流动中采集具有代表性的载有颗粒的烟气/空气样品,从样品中分离出这些颗粒,将它们的 累计质量称重,该累计质量与采样烟气/空气的数量有关。如果经有关部门同意,可增加固 体颗粒样品的分析,例如颗粒大小分布的分析、化学分析等。在这种情况下,适当的方法要 经特地同意,它不包含在本标准中。 光学方法,通常用于连续排放控制情形,例如对光的传播或散射光进行连续测量。但就 质量相关的颗粒荷重而言,这些方法遇到了与颗粒大小、尺寸分布、颗粒形状、颗粒密度及 颗粒材料的某些光学性质有关的传播/散射方面的问题。经适当的校准后,并在假定相关的 性质一日确立并经过检查后是稳定的情况下,这些方法是可以采用的。

7.9.2采样探头的位置与采样系统配置

固体颗粒采样系统应与气体组分采样系统(见6.2)分开安装。 采样系统的设置可将主分离器放在烟气/空气管道的里面(见图4)或外面(见图5)。 因为有些情况下不锈钢可能不适用,应使采样系统的下列部分用抗腐蚀与耐温材料如玻 璃制成,它们是:采样探头、弯头、输送管和分离器外壳。主分离器由一个过滤器组成。仅 对非常高的颗粒负荷,才要求有预分离器,例如,旋风分离器,否则这种非常高的颗粒负荷

一样探头:2一分离器; 节流装置济 量计;7一变送器/指示器流量计;8一抽气控制;9一引射器、鼓风机;10一样品气温度测 量;11一温控装置;12—温度传感器;13—压力传感器;14—气体组分的采样系统;15— 速度测量(靠近采样探头处);16一分离器预热装置 图4用重量法测量固体颗粒浓度的采样系统 (主分离器在管道内侧)

图4用重量法测量固体颗粒浓度的采样系统 (主分离器在管道内侧)

会使过滤器在比采样短的时间内过载。过滤器的介质应能承受所考虑的样品温度,化学上稳 定,并目应是足够细,满足“全部”过滤功能要求。

7.9.3主要性能指标

析系统(SPAS)的性能取决于典型样品合适的:

采集 一输送 一分离 一计量 除非有先前试验证明或经有关方面协商同意,否则,只有当采样的点至少为每平方米横 截面上有4个时,样品才应当被认为是平均流动的代表。采样点为12个~20个。 此外,对任何类型的连续的流动扰动(转弯、膨胀、收缩等),采样点应位于其下游至 少8×Dh(D=水力直径)处,其上游至少在2×D处。 如果这些条件不能在实践中达到,则距离分别为2×D或1×D。在这种情况下,采 详点的个数应增加。

应使用单孔的采样探头,采样探头的设计和SPAS的工作方式应使动力不等同采样的误 差对空气动力直径小于5μm的颗粒限制在土10%。探头应这样放置,使其与同轴采样的偏 差不超过土10°。实践中使用较好的探头的设计如图6所示。 选择探头的有效直径取决于被采样的载有颗粒气体的体积流量。在理想的等动力条件下 探头尖端速度等于管道未扰动的气体速度W)。 探头的有效直径为:

式中:deff 探头有效直径,m;

有效直径d.m应当是5mm≤d.

固体颗粒采样探头的示例

利用图7(按照Belyaev与Levin)与相关的Stokes数 的误差。

dpaPpaC. W Stw 18μ deff

当气体分子的平均自由行程A与颗粒直径dp的比值(即Knudsen数) Stokes定律比较,该系数修正颗粒流阻力J减小。 根据Grassmann[3]所述, I 的计算如下:

图7按照Belvaev和Levins公式确定的采样效率

图Belyaev和Levins公式确定

弯头与输送管的设计及SPAS的工作应使得由Brown扩散、重力沉降、惯性沉积、静电 聚积和(或)载热等效应引起的传送损失降至最小。经验表明应把管子尽可能做得短一些, 在垂直方向布置它们。如有可能,不带弯头,使用接地的金属管且避免温度梯度。管子的直 径应不小于5mm,采用主分离器在管道内侧技术时,探头、弯头、管道和分离器的合理布 置见图8示例。

颗粒从样品中分离出来应当是“完全的”。利用直径小于10μm的石英纤维过滤器,将 其紧紧地填充在一个玻璃纤维筒里面则是好的经验。应在主分离器之后,附加一个阻挡过滤 器以捕获残留的细颗粒。

测量的质量受测量系统的设计和安装、校准程序及测量试验程序的影响。系统的设计和 测量试验程序已在前面有所涉及。 烟气样品是否具有代表性可通过碳平衡法来确定,即通过燃料中的碳含量与烟气中测得 的碳含量(未注人烟中的游离碳)相比较确定。

仪器的校准是通过与标准气作比较来实现。按照ISO6141,标准气应具有混合气制备 合格证。较好的做法是借氮气中含相关组分去提供标准气混合物,其浓度约为分析器测量量 程满刻度的60%和90%。 标准气的制造厂应确保所提供的这此气体有表10中的精确度

表10标准气体的浓度精确度

1)读取具有95%以上的置信区间。 2)两个之中取较大的。

一氧化碳和二氧化碳标准气体可单独混合或用作双成分混合物。若混合 定性能传 到保证,可以使用零空气中一氧化碳、二氧化碳与丙烷组成的三成分混合物。 对HC分析器规定的零气应是零空气,它包括带20%到22%氧气、混以氮气的人工配 置空气。对于分析器的残余物应使用纯氮作零气。两种零气的杂质浓度应低于以下限值:

1ppm CO 1ppm C02 100ppm NO. 1ppm $O2 1ppm

1ppm Ippm 100ppm 1ppm 1ppm

Co CO2 NO SO2

者应确保其使用的工业气能满足上述规范或供方

气体的成分将被认为是理想气体,所以摩尔浓度与分压力 正比。 体积浓度应以%或以cm²/m3(ppm)表示。 以巴克拉奇数测得的烟点数以及颗粒浓度不要转换。

当气体样品中的水分已被冷凝,那么测量结果被认为是“干”的。否则被认为是“湿 的。水分含量表现为“湿”和“干”的结果之差,可用经有关方面商定同意的计算或测量方 法获得。压气机进口空气的湿度、燃料中的水分、燃料燃烧所形成的水分以及注入的蒸汽应 加以考虑。转换用以下公式进行

9.3转换到特定的烟气氧含

为了把测量结果与标准化的烟气相联系,可利用下面的修正去给出特定的烟气氧含量的 排放基准。 干烟气中的氧体积浓度以15%为基准的成分i的体积浓度的排放值为

其中于空气环境中氧含量与ISO2533相符合

从理论上讲,该修正可用于其他氧含量和“湿”、“干”气体。 9.4转换到与在常规条件下的干烟气体积流量和特定的氧含量相应的组分质量流量 与常规条件下的王烟气有关目带例如15%氧含量,作为组分浓度的烟气排放

与常规条件下的于烟气有关,且带例如15%氧含量,作为组分浓度的烟气排放值为

EMi,15.千=EVi,15.千· IM i = EVs.15.+*Pm

如果摩尔质量用“kg/kmol”表示,浓度用“cm3/m3”表示,那么上述的排放值的单位 是“mg/m3"。 对于NOr、其单位是mgNOz/m²;对于SOr,其单位是mgSOz/m²;而对于UHC,其 单位是mgCH4/m。

9.5转换到与输出功率相应的排放值

与输出功率相应的排放值为

EM.p = P m M; 4m P

Im = Pi, Ma M;.qm P

当i.的值以cm²/m²为单位,9m,的值以kg/s和P的值以kW为单位时,那么公式

EMi.P=Pi.湿, M; M..

算出的与输出功率相应的排放值以g/(kW·h)为单位 注:摩尔质量M的取值是根据计算时假定完全燃烧并基于燃料的组成得到的。应合理地考虑蒸汽和 水的注人。 例如,作为一基准气体燃料的纯甲烷(CH4)与101.3kPa、15℃、相对湿度60%的空 气的燃烧产生了在标准条件下含氧量为15%的干烟气,这一过程产生Mtot=28.463kg/kmol 湿烟气。 作为基准的液体燃料的纯正十二烷(Ci2H26),在相同条件下的燃烧产生Mtot 28.753kg/kmol的湿烟气。

9.6转换到与消耗的燃料能量相应的排放值

EMi.f = EMi,P P qm.er

测得/计其出的气体体积浓席!

附录B (提示的附录) 关于烟气中主要组分的信息

DB32T 3982-2021 网上信访事项办理工作规范附录B (提示的附录) 关于烟气中主要组分的信息

以碳氢化合物为基本物质的液体燃料和气体燃料, 与氧混合燃烧生成最终产物二氧化碳 CO2与水蒸气H2O。由于燃烧不完全及其他成分的存在会产生其他化合物

在高温下氮氧化物可从大气产生。当燃料中含有的氮是燃料的成分时,它将在燃烧过程 中氧化,形成NO。 在燃烧反应过程中将产生NO和NO2,这两种氧化物之和称为NOr。通常,如本标准 所述,在确定排放量中把NO,作为NO,用于所使用的计算式

B4二氢化碳、一氧化碳与未燃烧的碳氢化合

二氧化碳是燃料中碳氢化合物完全燃烧的产物。而一氧化碳则是不完全燃烧的产物,这 可能是由于燃料/空气不完全混合(雾化、蒸发及混合不良)和燃烧结束过早的冷区而引起 的。空气供给不足和燃料在燃烧区域滞留时间太短也是原因之一 上述的因素还可妨碍一部分碳氢化合物被完全氧化,从而引起未燃烧成分的排放

附录C (提示的附录) 气体组分的物理性质

LD/T 71.32-2019 轨道交通装备制造业劳动定额 机车电器组装附录C (提示的附录) 气体组分的物理性质

1)通常空气(干)的组分:

以体积浓度表示:N²78.11%(V/V),O,20.938%(V/V), Ar 0.916%(V/V), CO20.033% (V/V), Ne0.002%(V/V)。 以摩尔浓度表示:N278.101%(n/n),Oz 20.946% (n/n), Ar0.917%(n/n),COz0.033%(n/n), Ne0.002%(n/n)。 2)从纯的混合物组分算得。 3)空气中氮含量:为1)中所示通常组分的空气减去CO2含量。 4)对于在T,=0C和p。=101.3kPa下凝结的所有气体,Pa、d及的值在括弧中给出,对于有充分数据可以获得 的情形,利用气体在P。=101.3kPa下的比容,且对在各自饱和温度以上的数个温度(即按照理想气体定律在常 规的基准压力下把温度减低至T,=0C),计算出假设的常规参考密度,最后用各种适当方法将所得到的值外推 到ot。

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