荷兰Hobre热值仪采用残氧燃烧直接测量法是作为燃气贸易交接参考的重要测量指标|埃登威自动化系统设备(上海)有限公司

荷兰Hobre热值仪采用残氧燃烧直接测量法是作为燃气贸易交接参考的重要测量指标

 

荷兰Hobre热值仪公司从1900年开始生产燃气热值仪,目前在世界各地得到了广泛的应用,不仅应用于燃气的过程控制,也可以作为燃气贸易交接的重要考量指标。作为Themo直接燃烧法热值仪的强竞争对手,在Thermo热值仪2015年宣布停产后,Hobre热值仪公司公司热值仪以不可争辩的优势迅速领衔热值仪市场。

荷兰Hobre热值仪无论是在联合循环电站的燃气轮机领域,天然气工业领域,乙烯厂,LPG液化石油气/空气混合站,各大石化厂,冶炼厂-尾气混合,钢铁厂,焦化厂,城市煤气供给系统,沼气和垃圾填埋气,玻璃和陶瓷工厂(温度控制),多种成份燃气的混合和/或燃烧还是燃烧室和工业窑炉的燃料气体控制领域,都能实现**测量和控制。

  

Hobre热值仪所涉及的气体特性荷兰Hobre热值仪采用残氧燃烧直接测量法是作为燃气贸易交接参考的重要测量指标

 

以下为这些测量仪所用到的,我们先做一个简单的介绍和解释,描述部分取自相应的技术标准。

 

净热值

 

燃气的净热值就是燃气完全燃烧后冷却到初始状态(环境温度:+273.15K, 1.01325bar)时所释放出来的热量,其中燃烧产物中的水蒸气仍以气态存在。

燃气的总热值就是燃气完全燃烧后冷却到初始状态(环境温度:+273.15K, 1.01325bar)时所释放出来的热量,其中燃烧产物中的水蒸气凝结成水。

 

  

相对密度(比重)

 

相对密度是指在相同的大气压力和温度条件下,将燃气的密度除以空气的密度。

       

 

 

(系数n代表正常情况,即T = 273.15 KP = 1.01325 bar


 

华白指数


 

华白指数是表示热负荷的参数(发热指数)。

具有相同华白指数的不同的燃气成份,在相同的燃烧压力下,能释放出相同的热负荷。

  

低华白指数是被测燃气的净热值除以相对密度的平方根

 

低华白指数净热值/

 


高华白指数是被测燃气的总热值除以相对密度的平方根

 

高华白指数总热值/

 

 

 

 少空气需求量,

 

 

 

少空气需求量是指完全燃烧所需的空气量。完全燃烧意味着供给燃烧炉的燃气全部被燃烧。此参数用于所控制的燃烧设备,其燃气/空气比例不受华白指数控制,而主要由

 


 

(注:净热值取决于少空气需求量


 

  

3    Hobre燃气热值仪

3.1 概况

 

燃气热值仪是残氧燃烧直接测量法热值仪,该仪器能够对燃气的燃烧特性进行快速和非常**的测量。所测量的燃烧特性包括燃气的标准密度,少空气需求量,热值和华白指数。

 

此燃气测量仪的测量方法属于非卡路里的测量步骤,它通过测量燃气密度,燃气分子量和剩余氧气含量等燃气的物理性质来进行计算得出所需的测量值。

 

Hobre燃气热值仪具有极快的响应时间(T90小于5秒),测密度时为T90=5秒;很高的测量精度(+/-0.4%),测天然气时可达到+/-0.8%。长周期的测量稳定性是它的又一个优点。

 

它不受环境条件的影响(温度与压力),但应提供正常电气元件所要求的工作条件。

 

Hobre热值仪目前在国内用户众多,其中独山子石化属于中石化集团,还有中石化集团的众多用户,Hobre热值仪得到用户的一致好评。电子和测量技术的改进使得该测量仪使用起来使用非常简单和方便。

 

输出信号为:华白指数Wu(或Wo),热值Hu(或Ho),少空气需求量Lmin和比重d(或标准密度ρn)的4-20mA信号,可由用户进行处理。

 

该热值仪特别适用于因燃气质量波动,要求在极短时间内必须调控的燃烧过程控制。

 

因为该仪器对气体质量波动的检测,具有极高的灵敏度和极快的响应时间,它可有效地检测天然气输送中的燃气质量。由于仪器具有长周期的稳定性和配制自动校正功能,使它能够进行连续地检测。

 

 

它还能够很好地检测石化工厂里的燃气特性。在那里,大多数时间根本不知道被测气体的成份。

 

由于仪器可设置各种测量量程,它还特别适用于检测像高炉煤气这类低热值的瘦气。

 

测量焦炉煤气也是该热值仪的典型用途之一。在此情况下,推荐使用由COSA为焦炉煤气开发的气体过滤装置。

 

此外,燃气轮机发电机常采用生产过程中产生的高炉、焦炉煤气同天然气混合后的混合气来发电。但是生产过程中产生的高炉、焦炉煤气的质量波动很大,这些波动必须被**、快速和连续地检测以使控制系统进行调节。

  

3.2 测量原理Hobre热值仪采用残氧燃烧直接测量法是作为燃气贸易交接参考的重要测量指标

 

使用两种测量原理来分析燃烧特性。

 

一方面测量排出气中的剩余氧气含量,另一方面测量流经风笛管的燃气频率。

 

在分析时,约100 l/h的燃气流过分析仪。在此过程中,气体流过风笛引起震动,此频率取决于燃气的声音速度。频率由一麦克风记录下并被转换成一个模拟的电压信号。结合所测的燃气温度,密度可由以下公式算出:

 


常数K(比例系数)由标定决定。

 

燃气与空气混合后在燃烧室内充分地燃烧。在燃烧室的顶端有一个氧化锆(ZrO2)传感器,用来测量排放气里的剩余氧气浓度。

 

 

燃气的少空气需求量由燃烧室周围的氧气平衡及所测得的密度得出,因为空气和燃气的体积量是恒定的。

 

被测燃气的热值和华白指数可从密度和少空气需求量的关系式计算出()。有多种不同的比例关系选择,如天然气,焦炉气和瘦气(高炉气)等。这个比例关系是经深入研究的结果,是非常**的(精度达0.1 – 0.5%,取决于被测气体)。

 

输出信号被传送到可编程控制单元作进一步处理,燃烧特性被计算和转换成各自的一个模拟输出信号(4-20mA)。

 

测量装置由电子设备控制。若缺少空气或燃气,燃气供给将被立即切断以确保**。

 

燃气/空气混合物在燃烧室内由自动点火装置自动点火。

 

可以在前面板上容易地进行调节,设定各种参数。整个程序被集成在一个EPROM内,使之能够经常更新程序或优化对任何待测燃气的测量。


 

Hobre燃气热值仪系统流程图荷兰Hobre热值仪采用残氧燃烧直接测量法是作为燃气贸易交接参考的重要测量指标


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