О радиоволновом контроле дымовых газов ТЭС
Возможность создания радиоволновых датчиков и соответствующих систем контроля, которые могут обеспечить непрерывный контроль отдельных компонентов из состава дымовых газов. Спектроскопический эффект резонансного ослабления электромагнитных волн.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2017 |
| Размер файла | 63,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
О радиоволновом контроле дымовых газов ТЭС
Е.П. Иванова
СМ. Смолъскии
А.Е. Ханамиров
А.В. Хрюнов
Аннотация
Обращается внимание на возможность создания радиоволновых датчиков и соответствующих систем контроля, которые могут обеспечить непрерывный контроль отдельных компонентов из состава дымовых газов как с помощью известных пробоотборных систем, так и непосредственно в газоходах ТЭС. В датчиках используется, в частности, спектроскопический эффект резонансного ослабления электромагнитных волн при прохождении их через различные среды. Приводятся значения соответствующих резонансных частот для ряда газов. Сообщается о результатах экспериментальных исследований некоторых газов и создании оборудования для таких исследований в миллиметровом диапазоне волн.
В числе задач по обеспечению экологической безопасности тепловых электростанций (ТЭС) и котельных одной из наиболее важных является, как известно, уменьшение вредных выбросов при работе. Отсюда очевидна необходимость контроля содержания вредных выбросов в дымовых газах тепловых станций и котельных непосредственно в процессе их функционирования. Для контроля уходящих дымовых газов ТЭС создано много приборов отечественного и зарубежного производства. Однако системы, выполненные на основе известных распространённых методов и требующие, как правило, пробоподготовки, осложняют, а иногда и вообще не дают возможности провести непрерывный оперативный контроль и автоматизацию процессов регулирования теплотехнического оборудования. Сложность создания подобных систем состоит в необходимости обеспечить многокомпонентность измерений, простоту конструкции, низкую стоимость измерительной системы в производстве и эксплуатации.
В данной работе обращается специальное внимание на возможность создания для указанных целей радиоволновых датчиков и соответствующих систем контроля, которые могут обеспечить непрерывный контроль отдельных компонентов из состава дымовых газов как с помощью известных пробоотборных систем, так и непосредственно в газоходах ТЭС. В датчиках, в частности, используется спектроскопический эффект резонансного ослабления (поглощения) электромагнитных волн при прохождении их через различные среды. радиоволновой датчик газ
Указанный эффект обусловлен квантовыми переходами между разными энергетическими уровнями соответствующих сред при зондировании электромагнитными волнами определённых диапазонов. Измеряя интегральные интенсивности поглощения заданного газа на частотах, соответствующих вращательному переходу, можно определить концентрацию анализируемого компонента в общей газовой смеси.
Для большинства газообразных сред переходы между вращательными энергиями молекул наблюдаются непосредственно в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне. Наряду с высокой стабильностью спектров поглощения, причем практически вне зависимости от внешних условий, к очевидным достоинствам СВЧ спектроскопии относятся необычайно высокая разрешающая способность и весьма широкий диапазон частот (несколько октав электромагнитного спектра). Каждому газу соответствуют одна или несколько частот, на которых наблюдаются резонансы поглощения. Некоторые резонансные частоты уходящих газов ТЭС лежат в диапазоне миллиметровых волн. Ряд результатов аналитических расчётов, подкреплённых экспериментальными исследованиями в радиоастрономии и в структурном анализе веществ, отражён в диаграмме на рисунке [1]. Там же, под диаграммой, таблично представлены сведения Национального бюро стандартов США по наиболее интенсивным линиям поглощения газов, сопутствующих эксплуатации ТЭС. При зондировании газовой среды СВЧ излучением и измерении резонансного поглощения на разных частотах можно с достаточной степенью достоверности установить уровень концентрации соответствующих газов. Это и составляет существо метода СВЧ радиоспектроскопии.
Применение указанного метода хорошо известно по исследованиям газовой атмосферы планет. Но практически неизвестны примеры, казалось бы, очевидного применения радиоспектроскопии при анализе газовой среды в наземных условиях, в частности, для контроля уходящих газов тепловых станций. Причинами этого были, с одной стороны, высокая стоимость, относительная сложность и весьма ограниченная распространённость рабочей техники (техники миллиметрового КВЧ диапазона радиоволн), а с другой стороны, низкий уровень требований к экологической безопасности ТЭС.
В настоящее время ситуация изменилась - и требования возросли, и освоенность миллиметрового диапазона достигла сравнительно высокого уровня. Так что, по нашему мнению, следует в современных обстоятельствах рассмотреть возможность применения радиоволновых методов при анализе газов, например, конкретно - уходящих газов тепловых станций. Применение этих методов сулит, на наш взгляд, очевидные достоинства при оценке содержания одного или нескольких компонентов в газовой смеси как в стационарных системах автоматического регулирования теплотехнического оборудования, так и в компактных приборах фискального контроля.
Некоторую более подробную информацию об известных исследованиях в области СВЧ спектроскопии газов, патентной защищённости ряда решений и выполненных разработках для применения в энергетике можно найти в [2-5].
Список литературы
1. Техника субмиллиметровых волн / под ред. Р.А. Валитова. М.:Советское радио. 1969. 480 с.
2. Радиоспектроскопия и контроль газов ТЭС / В.В. Гусев, Е.П. Иванова, СМ. Смольский и др.// Тр.XI МК по спиновой электронике и гировекторной электродинамике. М., 2002. С. 447-486.
3. Измерительные комплексы для исследований газов на СВЧ / СЕ. Банков, В.Ф. Радченко, Е.Е. Осипов и др. // Тр. XII МК по спиновой электронике и гировекторной электродинамике. М., 2003. С. 663-676.
4. Иванова Е.П., Смольский СМ., Ханамиров А.Е., Хрюнов А.В. О радиоволновом контроле в тракте газового выброса ТЭС // Вестник МЭИ. 2004. №1. С. 64-69.
5. Методические проблемы контроля газовых выбросов на ТЭС и в котельных / П.В. Росляков, И.Л. Ионкин, И.А. Закиров и др. // Вестник МЭИ. 1997. №4. С. 25-32.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор методов очистки дымовых газов тепловых электростанций. Проведение реконструкции установки очистки дымовых газов котлоагрегата ТП-90 энергоблока 150 МВт в КТЦ-1 Приднепровской ТЭС. Расчет скруббера Вентури для очистки дымовых газов котла ТП-90.
дипломная работа [580,6 K], добавлен 19.02.2015Расчет горения топлива. Тепловой баланс котла. Расчет теплообмена в топке. Расчет теплообмена в воздухоподогревателе. Определение температур уходящих газов. Расход пара, воздуха и дымовых газов. Оценка показателей экономичности и надежности котла.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 10.01.2013Химический состав и формирование химического состава газов в газовых и нефтяных залежах. Классификация газов: по условиям нахождения в природе, по генезису газов, по химическому составу, по их ценности. Методы определения состава природных газов.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 30.10.2011Определение состава и энтальпий дымовых газов. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры. Тепловосприятие водяного экономайзера. Аэродинамический расчёт газового тракта котла. Поверочно-конструктивный расчёт котельного пучка.
курсовая работа [373,9 K], добавлен 02.04.2015Основы проектирования котельных, выбор их производительности и типа. Тепловой расчет агрегата, определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов. Конструктивный расчет экономайзера, проверка теплового баланса.
дипломная работа [339,0 K], добавлен 13.12.2011Основы проектирования котельных. Выбор производительности и типа котельной. Выбор числа и типов котлов и их компоновка. Тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов.
дипломная работа [310,5 K], добавлен 31.07.2010Состав и марки технических сжиженных углеводородных газов, применяемых в газоснабжении. Свойства, достоинства и недостатки сжиженных газов, их хранение и использование. Одоризация смеси газов и жидкостей. Диаграммы состояния СУГ. Пересчёт состава смесей.
реферат [201,1 K], добавлен 11.07.2015Расчёт объёма и энтальпий воздуха и продуктов сгорания топлива. Составление теплового баланса. Геометрические размеры топки. Температура дымовых газов за фестоном. Конвективные поверхности нагрева водогрейных котлов. Сопротивление воздушного тракта.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 17.04.2019Технологическая схема ТЭС: система регенерации, основное оборудование, система эвакуации дымовых газов, технического водоснабжения, топливоподачи (газ, мазут). Суть теоретического цикла Карно и Ренкина. Классификации паровых котлов. Основные типы топок.
презентация [13,4 M], добавлен 08.02.2014Подключение испарительного охлаждения и предвключенной испарительной секции. Температура дымовых газов за пароперегревателем. Расчет испарительных секций, паропроизводительности котла. Средняя скорость движения дыма. Коэффициент теплоотдачи излучением.
контрольная работа [455,1 K], добавлен 25.06.2013Понятие электромагнитных волн, их сущность и особенности, история открытия и исследования, значение в жизни человека. Виды электромагнитных волн, их отличительные черты. Сферы применения электромагнитных волн в быту, их воздействие на организм человека.
реферат [776,4 K], добавлен 25.02.2009Топочное устройство как часть котельного агрегата, предназначенного для сжигания топлива, химическая энергия которого переходит в тепловую энергию дымовых газов. Характеристика способа сжигания горючего: слоевое, факельное, вихревое и в кипящем слое.
реферат [22,4 K], добавлен 06.06.2011Характеристика котельной, расположенной в г. Новый Уренгой на территории ОАО "Уренгойтеплогенерация-1". Основной вид топлива. Тяга дымовых газов. Описание схемы автоматического управления работой котла КВГМ-100. Программно-технические средства котельной.
контрольная работа [464,0 K], добавлен 04.12.2014Назначение контактного водонагревателя, принцип его действия, особенности конструкции и составные элементы, их внутреннее взаимодействие. Тепловой, аэродинамический расчет контактного теплообменного аппарата. Выбор центробежного насоса, его критерии.
курсовая работа [255,1 K], добавлен 05.10.2011Котел с естественной циркуляцией, однобарабанный, однокорпусный, закрытой П-образной компоновки. Определение объемов дымовых газов и их энтальпий. Тепловой баланс парогенератора. Конструктивные характеристики топки. Расчет впрыскивающих пароохладителей.
курсовая работа [509,0 K], добавлен 04.11.2015Состав и характеристика топлива. Определение энтальпий дымовых газов. Тепловосприятие пароперегревателя, котельного пучка, водяного экономайзера. Аэродинамический расчёт газового тракта. Определение конструктивных размеров и характеристик топочной камеры.
курсовая работа [279,3 K], добавлен 17.12.2013Принципиальная схема простейшей газотурбинной установки, назначение и принцип действия; термодинамические диаграммы. Определение параметров сжатого воздуха в компрессоре; расчет камеры сгорания. Расширение дымовых газов в турбине; энергетический баланс.
курсовая работа [356,9 K], добавлен 01.03.2013Общая характеристика котла. Определение составов и объемов воздуха и продуктов сгорания по трактам. Расчет энтальпии дымовых газов. Тепловой баланс котельного агрегата. Основные характеристики экономайзера. Расчет конвективных поверхностей нагрева.
курсовая работа [151,1 K], добавлен 27.12.2013Краткое описание теории горения топлива. Подготовка твердого топлива для камерного сжигания. Создание технологической схемы. Материальный и тепловой баланс котлоагрегата. Продукты сгорания твердого топлива. Очистка дымовых газов от оксидов серы.
курсовая работа [8,9 M], добавлен 16.04.2014Анализ компоновочных решений и обоснование конструкции котла-утилизатора. Байпасная система дымовых газов. Характеристика основного топлива. Разработка конструкции пароперегревателя, испарительных поверхностей нагрева, расчет на прочность элементов котла.
дипломная работа [629,3 K], добавлен 25.03.2014
