Технічні основи · 7 хв читання ·

Аналіз димових газів: що вимірювати і навіщо

Пояснюємо роль кожного газу у відхідних газах котла та що означають відхилення від норми.

Навіщо аналізувати склад димових газів?

Димові гази — це «відбиток» процесу горіння. Їх склад точно відображає, наскільки ефективно спалюється паливо, чи дотримується правильне співвідношення паливо/повітря, та які шкідливі речовини викидаються в атмосферу.

Аналіз димових газів є обов'язковим при:

  • введенні котельного обладнання в експлуатацію;
  • планових технічних оглядах;
  • налаштуванні пальників;
  • екологічних перевірках та звітності;
  • розслідуванні причин підвищеної витрати палива.

Кисень (O₂): індикатор повноти горіння

Кисень — найважливіший параметр в аналізі димових газів. Його вміст у відхідних газах прямо пов'язаний з коефіцієнтом надлишку повітря α:

  • O₂ менше 1–2% — недостача повітря. Неповне горіння, підвищений CO, закіптювання поверхонь нагріву.
  • O₂ 2–5% — оптимальний діапазон для більшості видів палива.
  • O₂ більше 8–10% — надлишок повітря або підсос. Великі теплові втрати з відхідними газами.

Газоаналізатор ОКСИ-5М вимірює O₂ в діапазоні 0–21% з точністю ±0.2% — одна з найкращих точностей серед переносних приладів свого класу.

Монооксид вуглецю (CO): маркер неповного горіння

CO є прямим показником неповного горіння. Кожен незгорілий молекул CO — це втрачена теплота. При цьому CO токсичний: гранично допустима концентрація на робочому місці становить лише 20 мг/м³ (≈17 ppm).

CO в димових газахЩо означаєДія
<50 ppmНорма для газуНе потрібна
50–200 ppmНезначне відхиленняПеревірка при наступному ТО
200–1000 ppmСуттєве неповне горінняНегайне налаштування
>1000 ppmСерйозна несправністьЗупинка, ремонт

Оксиди азоту (NO, NO₂): екологічний аспект

NOₓ (оксиди азоту) — одні з основних забруднювачів атмосфери від спалювання органічного палива. Вони утворюються при високих температурах горіння. На відміну від CO, NOₓ не є показником ефективності горіння, але є ключовим параметром для екологічного контролю.

ОКСИ-5М вимірює NO (0–2000 ppm, ±10 ppm) та NO₂ (0–300 ppm, ±10 ppm) окремо в модифікаціях 3М–5М, і автоматично розраховує сумарний NOₓ.

Діоксид сірки (SO₂): паливо з вмістом сірки

SO₂ актуальний при спалюванні рідкого та твердого палива (мазут, вугілля), що містять сірку. При спалюванні природного газу SO₂ практично відсутній.

Підвищений SO₂ є причиною кислотної корозії поверхонь нагріву і економайзерів. Контроль SO₂ важливий також для дотримання нормативів атмосферних викидів.

Температура відхідних газів: теплові втрати

Температура відхідних газів безпосередньо впливає на КПД котла. Кожні 20°C зниження температури відхідних газів підвищує ефективність приблизно на 1%.

Практичне правило: Температура відхідних газів не повинна перевищувати температуру повітря для горіння більш ніж на 180–200°C. Якщо перевищує — перевірте забруднення поверхонь нагріву.

ОКСИ-5М вимірює температуру відхідних газів у діапазоні 0–1000°C із термопарного зонду, що включений у стандартний комплект поставки.

Why analyze flue gas composition?

Flue gases are the "fingerprint" of the combustion process. Their composition precisely reflects how efficiently fuel is burned, whether the correct fuel-to-air ratio is maintained, and what harmful substances are being emitted.

Flue gas analysis is mandatory during: equipment commissioning, scheduled maintenance, burner adjustment, environmental audits, and investigation of excessive fuel consumption.

Oxygen (O₂): combustion completeness indicator

Oxygen is the most important parameter in flue gas analysis:

  • O₂ below 1–2% — insufficient air, elevated CO, soot formation.
  • O₂ 2–5% — optimal for most fuels.
  • O₂ above 8–10% — excess air or air infiltration, large heat losses.

The OKSI-5M measures O₂ in the range 0–21% with ±0.2% accuracy — among the best for portable instruments of its class.

Carbon Monoxide (CO): incomplete combustion marker

CO is a direct indicator of incomplete combustion — every unmixed CO molecule is lost heat. CO is also toxic: the workplace exposure limit is just 20 mg/m³ (≈17 ppm).

CO in flue gasWhat it meansAction
<50 ppmNormal for gasNone required
50–200 ppmMinor deviationCheck at next service
200–1000 ppmSignificant incomplete combustionImmediate adjustment
>1000 ppmSerious faultStop, repair

Nitrogen Oxides (NO, NO₂): the environmental parameter

NOₓ forms at high combustion temperatures and is a key atmospheric pollutant. Unlike CO, NOₓ is not an efficiency indicator, but it is the primary parameter for environmental compliance. The OKSI-5M measures NO (0–2000 ppm) and NO₂ (0–300 ppm) separately and calculates total NOₓ automatically.

Sulphur Dioxide (SO₂): for sulphur-containing fuels

SO₂ is relevant when burning fuel oil or coal. Elevated SO₂ causes acid corrosion of heat exchange surfaces and must be monitored for emissions compliance.

Flue gas temperature: heat losses

Each 20°C reduction in flue gas temperature improves boiler efficiency by approximately 1%.

Practical rule: Flue gas temperature should not exceed combustion air temperature by more than 180–200°C. If it does, check heat transfer surface fouling.

Зачем анализировать состав дымовых газов?

Дымовые газы — это «отпечаток» процесса горения. Их состав отражает эффективность сжигания топлива, соотношение топливо/воздух и выбросы в атмосферу.

Анализ дымовых газов обязателен при вводе оборудования в эксплуатацию, плановых техобслуживаниях, настройке горелок и экологических проверках.

Кислород (O₂): индикатор полноты горения

  • O₂ менее 1–2% — недостаток воздуха, повышенный CO, закоксовывание.
  • O₂ 2–5% — оптимальный диапазон.
  • O₂ более 8–10% — избыток воздуха или подсос, большие тепловые потери.

ОКСИ-5М измеряет O₂ в диапазоне 0–21% с точностью ±0.2%.

Монооксид углерода (CO): маркер неполного горения

CO в дымовых газахЧто означаетДействие
<50 ppmНорма для газаНе требуется
50–200 ppmНезначительное отклонениеПроверка при ТО
200–1000 ppmСущественное неполное горениеНемедленная регулировка
>1000 ppmСерьёзная неисправностьОстановка, ремонт

Оксиды азота (NO, NO₂): экологический аспект

NOₓ образуется при высоких температурах горения и является ключевым параметром экологического контроля. ОКСИ-5М измеряет NO и NO₂ отдельно и автоматически рассчитывает суммарный NOₓ.

Диоксид серы (SO₂): для серосодержащих топлив

Актуален при сжигании мазута и угля. Повышенный SO₂ вызывает кислотную коррозию поверхностей нагрева.

Температура уходящих газов: тепловые потери

Каждые 20°C снижения температуры уходящих газов повышают КПД котла примерно на 1%.

Практическое правило: Температура уходящих газов не должна превышать температуру воздуха для горения более чем на 180–200°C.

Потрібна консультація?

Наші інженери допоможуть обрати правильний прилад для вашого завдання.