- Каналы
- O₂, CO
- Кислород
- 0–21 % об.
- Оксид углерода
- 0–8 000 ppm
Пересчёт дымовых газов на опорный O₂ и избыток воздуха
Приведите показание газоанализатора к опорному O₂ вашего норматива в мг/м³ при н. у. Калькулятор покажет коэффициент избытка воздуха α и, если знаете расход, выброс в г/с и т/год.
NOₓ по норме обычно считают в пересчёте на NO₂
Показание газоанализатора, сухой газ
Из той же пробы, сухой газ
α ≈ 1,4
Опорный O₂ — из вашего норматива или разрешения на выброс. Кнопки — частые значения, не норма.
Выброс в г/с и т/годнужен расход газов
Сухой газ при н. у.: 0 °C, 101,325 кПа
8 760 ч — круглый год без остановок
УсловияO₂ воздуха 20,9 %, сухой газ, н. у.
При опорном O₂
—мг/м³
Введите концентрацию и O₂ — здесь появится результат.
- α при измеренном O₂
- —
- Выброс
- —
Все величины (5)
- То же в ppm
- —
- Множитель приведения
- —
- α при опорном O₂
- —
- Избыток воздуха
- —
- Выброс за год
- —
Частые случаи
- Газ
- сухой, O₂ из той же пробы
- Нормальные условия
- 0 °C, 101,325 кПа
- Молярный объём
- 22,414 л/моль
- Приведение
- 40 CFR 60.4213(d)(2), Equation 3
Что значит концентрация, приведённая к опорному O₂
Главное число — концентрация при опорном O₂: её сравнивают с нормой. Насколько ей верить, зависит от измеренного O₂ — чем ближе он к 20,9 %, тем сильнее ошибка кислородного канала.
427,2 мг/м³ — столько NOₓ было бы при 3 % O₂
Несгоревший воздух разбавляет дымовые газы: чем больше избыток воздуха, тем ниже концентрация на приборе, хотя из трубы уходит столько же вещества. Поэтому норму задают при фиксированном O₂, а показание пересчитывают к нему. С нормой сравнивают приведённое значение, а не показание прибора.
- Опорный O₂
- Содержание кислорода, к которому норматив или разрешение приводит концентрацию.
- Множитель
- (20,9 − O2,оп) / (20,9 − O2,изм): больше 1, если в пробе кислорода больше опорного, меньше 1 — если меньше.
- α
- Коэффициент избытка воздуха: во сколько раз воздуха подали больше, чем нужно для полного сгорания. Большой α уносит тепло в трубу, слишком малый даёт CO и сажу.
- н. у.
- Нормальные условия, 0 °C и 101,325 кПа: в них считают мг/м³ дымовых газов.
- Сухой газ
- Проба после осушки; концентрация и O₂ должны быть из одной сухой пробы.
Пример: CO 100 мг/м³ при O₂ 10 % и опорном 6 %: 100 × 14,9 / 10,9 = 136,7 мг/м³. У газовой турбины наоборот: при O₂ 5 % и опорном 15 % множитель 5,9 / 15,9 = 0,37 — значение уменьшается.
до10% O₂
α до 1,9
Ошибка O₂ на 0,1 % меняет результат меньше чем на 1 %. Приведённому значению можно верить.
ваш результат10–18% O₂
α от 1,9 до 7,2
Ошибка O₂ на 0,1 % даёт от 1 до 3,4 % результата. Проверьте калибровку кислородного канала.
ваш результатвыше18% O₂
проба разбавлена воздухом
Результат зависит от O₂ сильнее, чем от концентрации. Ищите подсос воздуха в газоходе и зонде.
ваш результат
Анализаторы дымовых газов с каналом O₂
Для приведения нужны два канала в одной пробе: вещество и O₂. Переносной анализатор — для наладки горелок и разовых замеров; для непрерывного учёта выбросов — система контроля выбросов АСКПВ. Что мерить в котельной на мазуте — в разборе по котельным.
- Каналы
- O₂, CO
- Кислород
- 0–21 % об.
- Оксид углерода
- 0–4 000 ppm
Как пересчитать концентрацию на опорный O₂ и найти α
Расчёт можно повторить на бумаге: формулы, вывод и таблица множителей — ниже.
Формулы
Всё считается для сухого газа: и концентрацию, и O₂ газоанализатор дымовых газов показывает после осушки пробы.
Cоп = Cизм × k − O2,опk − O2,измα ≈ kk − O2,измCмг/м³ = Cppm × M22,414Gг/с = Cмг/м³ × Q3 600 000
- Cизм, O2,изм
- измеренная концентрация и кислород в той же пробе, сухой газ
- O2,оп
- опорный кислород из норматива или разрешения, % об.
- k
- 20,9 % — кислород в сухом воздухе (или 21 %, если так в вашей методике)
- M
- молярная масса, г/моль: NO₂ и NOₓ как NO₂ — 46,006, NO — 30,006, CO — 28,010, SO₂ — 64,064
- 22,414
- молярный объём газа при 0 °C и 101,325 кПа, л/моль
- Q
- расход сухих дымовых газов при н. у., м³/ч — при том же O₂, что и C
Выкладка: откуда формула приведения2 абзаца
Представим дымовые газы как смесь «чистых» продуктов сгорания без кислорода и избыточного воздуха, в котором 20,9 % O₂. Если в пробе O2,изм, то воздуха в ней O2,изм / 20,9, а продуктов сгорания — (20,9 − O2,изм) / 20,9.
Вещество приходит только с продуктами сгорания, поэтому его концентрация пропорциональна их доле. При опорном O₂ доля продуктов — (20,9 − O2,оп) / 20,9. Отношение двух долей и есть множитель приведения. Та же картина даёт α: при α = 1 кислорода нет, при α = 20,9 / (20,9 − O₂) воздух разбавил продукты до измеренного O₂.
Таблица: O₂ → α и множитель приведения
Для быстрой проверки на объекте. Константа 20,9; множитель умножают на измеренную концентрацию.
Коэффициент избытка воздуха и множители приведения к опорному O₂
| O₂ изм., % | α | Избыток воздуха, % | к 3 % O₂ | к 6 % O₂ | к 15 % O₂ |
|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 1,11 | 11 | 0,947 | 0,788 | 0,312 |
| 3 | 1,17 | 17 | 1,000 | 0,832 | 0,330 |
| 4 | 1,24 | 24 | 1,059 | 0,882 | 0,349 |
| 5 | 1,31 | 31 | 1,126 | 0,937 | 0,371 |
| 6 | 1,40 | 40 | 1,201 | 1,000 | 0,396 |
| 8 | 1,62 | 62 | 1,388 | 1,155 | 0,457 |
| 10 | 1,92 | 92 | 1,642 | 1,367 | 0,541 |
| 12 | 2,35 | 135 | 2,011 | 1,674 | 0,663 |
| 15 | 3,54 | 254 | 3,034 | 2,525 | 1,000 |
Источники
- 40 CFR 60.4213(d)(2), Equation 3 (правила США) — приведение к 15 % O₂: концентрация умножается на 5,9 / (20,9 − %O₂), где 5,9 = 20,9 − 15, а O₂ измерен в сухом газе. Для другого опорного O₂ вместо 15 подставляют своё значение: формула следует из баланса кислорода. Текст на ecfr.gov (откроется в новой вкладке).
- Физика газов — молярный объём 22,414 л/моль при 0 °C и 101,325 кПа, молярные массы по атомным массам элементов, α по балансу кислорода.
- ГОСТ Р 50831-95 «Установки котельные. Тепломеханическое оборудование. Общие технические требования» распространяется на котельные установки энергоблоков 80–1200 МВт (котлы 160–3950 т/ч, разд. 1) и задаёт нормативы выбросов при α = 1,4, сухой газ, н. у. (п. 10.1.3). Пересчёт на другой α в нём (приложение Г, рекомендуемое) идёт через объём дымовых газов по составу топлива; через O₂ α = 1,4 соответствует 6 % при константе 21 — это приближение. Текст стандарта (откроется в новой вкладке).
Частые вопросы о приведении дымовых газов к O₂
Как привести концентрацию к 3 % или 6 % O₂?
Умножьте измеренную концентрацию на (20,9 − O₂опорный) / (20,9 − O₂измеренный). Оба значения O₂ — в сухом газе. Пример: NOₓ 150 ppm при O₂ 8 %, опорный 3 %: 150 × 17,9 / 12,9 = 208,1 ppm, или 427,2 мг/м³ при н. у. в пересчёте на NO₂. Какой O₂ опорный, задаёт ваш норматив или разрешение на выброс.
Как рассчитать коэффициент избытка воздуха по O₂?
Приближённо α = 20,9 / (20,9 − O₂), где O₂ — объёмная доля кислорода в сухих дымовых газах, %. При O₂ 3 % α = 1,17, при 8 % — 1,62. Избыток воздуха в процентах — (α − 1) × 100. Формула не учитывает состав топлива: точный α считают по полному составу газа и топлива, но для настройки горелки по газоанализатору приближения обычно хватает.
Почему в формуле 20,9, а не 21?
20,9 % — объёмная доля кислорода в сухом атмосферном воздухе, её и берёт 40 CFR 60.4213. Во многих методиках и инструкциях к приборам округляют до 21. Разница в результате — доли процента: 136,7 против 136,4 мг/м³ в примере с CO. Берите константу из той методики, по которой сдаёте отчёт; в калькуляторе она переключается.
Прибор показывает ppm, а норма в мг/м³. Как перевести?
Для дымовых газов мг/м³ почти всегда приводят к нормальным условиям: 0 °C и 101,325 кПа. Тогда мг/м³ = ppm × M / 22,414, где M — молярная масса, г/моль. Для NOₓ в пересчёте на NO₂ M = 46,006, для CO — 28,010, для SO₂ — 64,064. Если пересчитать по 20 °C (24,06 л/моль), получится на 7 % меньше — это частая ошибка в отчётах.
Как посчитать выброс в г/с по концентрации и расходу?
M = C × Q / 3 600 000, где C — мг/м³ при н. у., Q — расход сухих дымовых газов, м³/ч при н. у. Важно, чтобы C и Q относились к одному O₂: фактическая концентрация — с фактическим расходом, приведённая к опорному O₂ — с расходом, приведённым к тому же O₂. Иначе выброс завышается ровно во столько раз, во сколько пересчёт увеличил концентрацию.
Прибор меряет только NO. Как получить NOₓ в пересчёте на NO₂?
В дымовых газах котлов большая часть оксидов азота — NO, поэтому NOₓ часто оценивают по NO. Возьмите показание NO в ppm (или NO + NO₂, если прибор меряет оба канала) и выберите в калькуляторе «NOₓ в пересчёте на NO₂»: ppm те же, а масса считается по молярной массе NO₂. Если показание NO у вас в мг/м³, умножьте его на 46,006 / 30,006 ≈ 1,533.
Проверим расчёт и подберём анализатор дымовых газов
Пришлите установку, топливо и что нужно мерить. Инженер сверит опорные условия и предложит переносной анализатор, стационарный прибор или АСКПВ.
- 1Присылаете расчётУстановка, топливо, вещества и опорный O₂ — расчёт со страницы придёт вместе с заявкой
- 2Инженер проверяетСверяем опорные условия с вашим нормативом и подбираем анализатор или систему контроля
- 3Отвечаем на почтуС подбором, ценами и сроками — в рабочий день
info@geekprom.ru
Отдел продаж ООО «ГП»: +7 495 647-95-36, 8 800 600-95-36 — бесплатный по России
Подбор прибора для дымовых газовОтветим на почту в рабочий день