GBT18345.1-2001--燃气轮机-烟气排放-第1部分-测量与评估

1、目次前言前言范围引用标准定义符号条件燃气轮机与燃料测量值标准条件测量烟气组分的确定测量系统配置的导则进行试验完成试验报告及评估仪器测量仪器的类型分析器的规范和分析器的规范硫的氧化物分析器规范分析器的规范氨分析器的规范氧分析器的规范烟分析器的规范固体颗粒分析器的规范测量的质量引言校准方法数据的转换概述湿烟气与干烟气之间的转换转换到特定的烟气氧含量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转换到与输出功率相应的排放值转换到与消耗的燃料能量相应的排放值附录提示的附录试验结果与其评估的典型示例附录提示的附录关于烟气中主要组分的信息附录提示的附录气体组分的物理性质附录提示的附录参考文献前言本标准是燃气轮机烟气排放系列国家标准中的第一部分它等同采用了国际标准化组织燃气轮机技术委员会发布的国际标准燃气轮机烟气排放第部分测量与评估本标准主要涉及燃气轮机烟气排放的测量及评估本标准附录附录为提示的附录本标准由国家机械工业局提出本标准由全国燃气轮机标准化技术委员会归口本标准由南京燃气轮机研究所上海发电设备成套设计研究所北京电工技术经济研究所浙江省电力设计院苏州高达热电厂负责起草本。

2、标准主要起草人盛亦儿苏锴方晓燕何语平涂庆国胡星辉前言国际标准化组织是由各国标准化团体成员团体组成的世界性联合会制订国际标准的工作通常由的技术委员会完成各成员团体如果对某技术委员会已确立的标准感兴趣均有权参加该委员会工作与保持联系的各国际组织官方或非官方也可以参加有关工作在电工技术标准化方面与国际电工委员会保持密切合作关系由技术委员会正式通过的国际标准草案在被理事会批准为国际标准之前提交各成员团体表决根据程序规定国际标准需要取得至少参加表决的成员团体的同意才能正式通过国际标准是由国际标准化组织燃气轮机技术委员会制订的的总题目燃气轮机烟气排放由下列部分组成第部分测量与评估第部分排放的自动监测附录至附录仅供参考中华人民共和国国家标准燃气轮机烟气排放第部分测量与评估国家质量技术监督局批准实施范围本标准规定了燃气轮机烟气排放的测量与评估使用方法并定义了相应的排放术语本标准提供了对试验环境仪器及测量精度与数据修正的要求使烟气排放的鉴定有了统一的标准同时还给出了表示烟气排放物的各种形式之间的关系依据本标准进行烟气测量时要测的组分应由有关各方协商决定本标准适用于所有产生机械轴功率和或用作发电驱动用的燃。

3、气轮机但不包括航空燃气轮机对配备有利用排气余热的装置本标准的规定可作为基础使用本标准适用于开式循环过程的燃气轮机对半闭式循环的燃气轮机配备自由活塞式压气机或带有特殊热源的燃气轮机本标准的规定可作为基础使用本标准可用于燃气轮机烟气排放物的验收试验引用标准下列标准所包含的条文通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时所示版本均为有效所有的标准都会被修订使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性燃气轮机验收试验标准大气整体式雾化油燃烧器试验气体分析校准气体混合物混合物制备的合格证定义本标准采用下列定义排放物随烟气一起进入周围环境的组分本标准排放物含下列物质氮氧化物与之和用表示二氧化氮一氧化碳二氧化碳硫的氧化物与之和用表示未燃烧或部分燃烧的碳氢化合物所有碳氢化合物之和用表示挥发性有机化合物除和之外的但用表示氨烟按用巴克拉奇方法测量固体颗粒燃烧过程中产生的所有固体颗粒准确度测量结果与独立确定的真正数值的接近程度校准气体仪器整定调整及定期检查所使用的高准确度标准混合气体浓度混合气体中待测成分与混合气体的体积比值可用体积百分比或百万分之几表示干扰除待测量的气体或蒸汽成分外由于存在某种。

4、其他气体或蒸汽成分而产生的仪器响应线性度仪器对输入信号成比例响应的性能噪声干扰在仪器输出中与正在测量的气体成分特性无关的随机变化部分它与仪器的漂移特性有区别百万分之几在混合气体的个体积部分中气体成分的体积浓度百万分之几的碳以为度量的等价基准将碳氢化合物的摩尔比值乘以得到的数甲烷用表示注为了把任何一种碳氢化合物浓度转换为等价的值将浓度乘以气体中每一个分子的碳原子数目例如丙烷转换为碳氢化合物己烷转换为碳氢化合物重复性在仪器不作调整的前提下在短期内对一给定的不变采样可产生某一测量结果的接近程度分辨率在某个测量中可检测到的最小变化响应随采样浓度的变化发生的仪器输出信号的变化即相应于某一给定的采样浓度的输出信号稳定性校准漂移当对一个给定的整定点测量校准气体时仪器输出信号随时间而发生的偏差碳氢化合物的相关响应测试设备对碳氢化合物采样浓度的不同响应可用等价的表示它与碳氢化合物成分的类别或其掺合物的类别有关零空气与大气具有相同的氧气比例不含其它成分的氧气与氮气的混合物零点漂移当仪器对不含待测成分的气体进行测量时仪器输出随时间变化而产生的与零点的偏差零气仪器对其无响应的气体用于建立仪器零点调整符号见表与。

5、表表通用符号符号术语单位净比能低热值烟气的排放值在温度与压力下以成分的组分浓度表示的烟气排放值与相同折算到干烟气中含氧量为体积浓度时与相同与消耗的燃料能量相对应与相同与提供的功率相对应烟气中固体颗粒的排放值烟气中烟的排放值以体积浓度表示的烟气排放值以成分体积浓度表示的烟气排放值与相同折算到干烟气中含氧量为体积浓度时质量摩尔质量总摩尔质量成分量成分量成分总量燃气轮机轴功率输出质量流量体积流量成分的体积摩尔比容常规条件下的干烟气体积在常规条件下折算到干烟气中含氧量为干烟气体积时常规条件下的湿烟气体积成分的体积总量分量等于极限数实际气体因子可压缩性密度颗粒物质的密度干烟气中以的百分数表示的体积浓度当使用的燃料作当量燃烧时在干烟气中以的百分数表示的体积浓度烟气中以水蒸气的百分数表示的体积浓度干烟气的体积浓度湿烟气的体积浓度等于在干烟气中以的百分数表示的体积浓度注为标识气体流道上某个特定位置可使用的下标例如下标标识透平出口处见在本标准中为典型值经协商同意可使用选择的氧含量因为有化学数据和评估方法可利用选择为基准温度常规压力常规温度表化学符号与缩写符号化合物一氧化碳二氧化碳水氮氨一氧化氮二氧化氮氮。

6、氧化合物之和氧二氧化硫三氧化硫硫氧化物之和未燃烧与部分燃烧后的碳氢化合物产物挥发性的有机化合物条件燃气轮机与燃料对燃气轮机排放物有关的测量条件应表明下列事项燃气轮机制造厂燃气轮机型号在进行排放测量所处的条件下的输出功率烟气质量流量和或燃料流量环境条件即周围空气的压力温度和湿度燃料详情作为整个系统的一部分并在运行中影响排放物的设备例如催化转换器水或蒸汽注入设备蒸发冷却器冷凝器等应表明其流率的有关详情注输出功率排气质量流量和或燃料流量的定义测量与计算应由有关方面协商一致作出规定见烟气排放物受到燃料特性例如燃料中含的氮影响因此应表明燃料的有关细节包括相应的化学分析温度物理性质与流量测量值应测量以下数值与湿烟气或干烟气有关的气态组分的体积浓度烟气中的烟排放值巴克拉奇数按照烟点数如果经特地协商一致包括在湿烟气内的固体颗粒的重量浓度标准条件标准条件应是压力温度相对湿度见中的注因为有化学数据和评估方法可利用选择为化学计算的基准温度测量烟气组分的测定要测量和计算的组分表示如下以表示的总的见和见见不规定推荐的方法以表示的总应利用燃料中硫的含量进行计算待测量或计算燃烧计算应计入空气湿度见见见见或经有关各方。

7、协商同意可采用计算烟见固体颗粒见空气进气中的固体颗粒是烟气中颗粒的重要来源必须从报告值中减去这一部分测量系统配置的导则概述基本上应考虑三个部分采样探头输送与处理系统分析仪器和数据采集测量应采用连续采样方法进行且采样应具有气流的代表性燃气轮机安装时采样点应事先确定通过模拟即气路模拟与障碍物和气体流量紊流层流有关或通过确定该套管内的平均速度即作为气体样品代表点或通过根据现有标准或经验所达成的协议单个采样平面仅需要一套测量设备通常就能满足装置排放物测量的需要该装置可带或不带附加系统当燃气轮机装置除了配有处在发动机排气道到大气排放口之间的消声器烟道及烟囱之外不再配有其他任何系统时采样点应选在尽量切合实际靠近发动机排气道如果配有下列任一系统如热回收系统补燃系统稀释系统降氮氧化合物系统等其采样点应经有关各方的相互协商确定为了允许环境空气的再循环横向移动平面不应处在烟气到大气排放口的区域内采样探头采样探头应能提供有代表性的烟气样品因此建议使用取平均值的多孔探头这些孔在排气道横切面内的分布应有相等的采样面积采样形式应给予论证以确保探头实际测量到具有代表性的主烟气流的样品无论使用何种采样探头都应做到这点。

8、用于试验的采样探头与真空泵应能向分析器连续供应体积足够的样品如果要求横向移动测量去验证探头采样的代表性那么探头应适合于对烟气通道进行全面评估探头应足够长以便能完全横越烟气通道确定探头位置的步骤应经有关方面协商一致输送与处理系统对于烟固体颗粒及气体组分的测量样品输送管线应当是分开的含主要部件的原则性系统图如图所示当使用特殊的分析器时该配置可改动依据分析器的工作原理样品应进行相应的处理为避免样品成分的冷凝整个采样管线应加热使其温度至少比烟气凝结点高当采样样品是通过水分离装置处理时至少到该设备为止的样品管线都应加热对于天然气或含硫量小于的轻碳氢成分燃料加热的温度应不低于因此建议对所有设备包括泵都应加热温度波动范围为下面的各点适用于采样管线所有其他物件所有与样品相接触的材料应由不起化学反应的材料制造不锈钢或相当材料为了除去制造过程中的残留溶剂推荐的作法是利用纯氮连续流动去吹除聚四氟乙烯在此过程中该管线应加热到为分析特殊组分所规定的温度所有的连接处与物件不应有泄漏所有零部件应设计成能在所要求的温度范围内工作对于不可避免使用长管线的地方建议外加一个能大量地提供样品的二次抽吸泵应使探头与仪器之间样品。

9、输送时间尽可能短最好小于探头系统检查用的气体进口样品输送管线过滤器采样泵背压调节器转换器仪器校准用的气体进口冷凝器分离器工作在分析器加热部分通大气的抽吸泵如需要转换器集水器或渗透管干燥器注无论湿或干的均可测量缩写的解释见表图气体组分测量系统设计分析仪器使用的仪器应当是完整的配以所有必需的流量控制部件例如调节器阀门及流量计等与样品相接触的材料应是抗腐蚀的即不锈钢或加碳聚四氟乙烯整个样品的温度应保持在符合于当地压力的数值以避免水和碳氢化合物的凝结所有的设备应按本标准的第章作必要的性能检查进行试验完成试验报告及评估在燃气轮机达到规定的稳定运行工况后才可进行试验在试验期间以干空气中水分含量表示的环境湿度的变化不超过如果环境条件变化并超过了上述限值若经有关各方协商同意可进行修正在试验前后都应对分析器进行校准整个系统应在试验前检查且定期进行检查对组装体的气密性应进行特别检查应在制造厂规定的测试步骤所确定的时间内对使用的全部设备进行必要的性能检查只有在分析器提供稳定数据之时才可进行多次测量至少次同时应采集燃气轮机性能试验的有关数值对于易受温度变化产生校准漂移问题的仪器应将它置于一个热稳定的环境中由三。

10、次单独试验得到的测量结果的算术平均值组成一完整的试验每次测量的采样时间至少为再加上系统响应时间的平均值测量值应是采样时间内稳定浓度的平均值见当要求提供协商一致的准确度时颗粒测量的试验时间应延长应准备如表中所示的试验报告评估可按照表中实例计算进行对表的解释见第章仪器测量仪器的类型表列出可用的分析器类型本章仅为第一种类型分析器提供详细的规范经有关各方协商一致可使用其他类型分析器表组分测量用的分析器类型组分分析器类型化学发光法或非分散红外线法或非分散紫外线法非分散红外线法非分散红外线法非分散红外线法或非分散紫外线法或脉冲紫外线荧光法火焰离子化检测器气相色谱化学发光法或分光光度靛酚法烟按用巴克拉奇法或不透光法固体颗粒重量法或光学法顺磁电池法或电化学电池法或氧化锆电池法其他取代方法要协商一致在氨氧化以后分析器的规范测量技术氮氧化合物浓度测量应采用化学发光技术按照此方法可测量通过和的反应所产生的辐射量这种方法对不敏感因此使样品通过转换器在其中产生测量时应记录初始的和总的浓度可通过相减获得测量值仅的测定是强制性的分析器的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所示表分析器的主。