GB/T 18345.1-2001 燃气轮机 烟气排放 第1部分：测量与评估

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

本标准主要起草人盛亦儿苏锴方晓燕何语平涂庆国胡星

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

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

国家质量技术监督局批准实施

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点的偏差

零气

仪器对其无响应的气体用于建立仪器点调整

符号

见表与表

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内

采样探头

采样探头应能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

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供样品的二次抽吸泵

应使探头与仪器之间样品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

在试验后都应对分析器进行校准

整个系统应在试验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

表分析器的主要性能规范

序号术语