книги из ГПНТБ / Авдеева А.А. Контроль топлива на электростанциях

Если, например, при определении С 0 2 и N 2 мы имеем дело с десятками процентов по объему, то при определе­ нии горючих компонентов в задачу анализа входит изме­ рение концентраций 10~2% и менее. Соответственно отли­ чаются и требования к точности определения столь раз­ ных концентраций.

Аналитическая задача разделения низкокипящих га­ зов в общем виде является давно решенной и применя­ ется в разных вариантах в лабораторных условиях. Одна­ ко удовлетворение всех требований, предъявляемых к анализу продуктов горения, при использовании одного принципа детектирования, одного газа-носителя и какойто определенной неподвижной фазы в настоящее время не представляется возможным. В связи с этим в практи­ ке газового анализа получил распространение комбини­ рованный метод: определение С 0 2 и 0 2 на волюмометрических газоанализаторах типа Орса или ВТИ и опреде­ ление горючих компонентов на хроматографах с термо­ химическими детекторами.

Иногда для полного анализа продуктов горения ис­ пользуют два или три хроматографа: для определения горючих — хроматограф с термохимическим детектором, а для определения кислорода и двуокиси углерода — хро­ матограф с детектором по теплопроводности. Причем раз­

но такой метод является очень неточным, и при работе котлоагрегата с низкими избытками воздуха его приме­ нять нецелесообразно.

Выбор газа-носителя, пригодного для анализа продук­ тов горения, тесно связан с выбором детектора. Основ­ ное требование — высокая чувствительность анализа — может быть выполнено при использовании в качестве га­ за-носителя водорода или гелия с детектированием по теплопроводности. Однако ни один из этих газов не мо­ жет обеспечить проведение анализа в целом: водород относится к числу определяемых компонентов, примене­ ние гелия не обеспечит высокой чувствительности по во­ дороду вследствие близких значений коэффициентов те­ плопроводности Не и Н2 . Кроме того, использование в ка-

пробе имеются N2 и 0 2 и содержатся они в том же объ­ емном соотношении, что в газе-носителе воздухе; т. е. N2/02 = 3,76, прибор не реагирует на их присутствие. Если же указанное соотношение меняется в сторону преобла­ дания азота, что практически и имеет место в продуктах горения, т. е. N2 /02 >3,76, то на хромотограмме появля­ ется положительный пик азота. Если в искусственной смеси газов создать соотношение N2 /02 <3,76, то на хроматограмме будет фиксироваться отрицательный пик, свидетельствующий о преобладании в пробе кислорода.

Различием в теплопроводности газсв объясняется также регистрация на хроматограмме пиков при прохож­ дении через рабочую камеру детектора двуокиси углеро­

же в схеме газоанализатора применен низкотемператур­

водности для разных газов неодинаковы, пики СОг на хроматограмме получаются положительными.

Следует при этом иметь в виду, что выход С 0 2 из разделительной колонки, заполненной активированным углем, по времени не совпадает с выходом Н2 , СО и СШ и не мешает их определению. Время же выхода из раз­ делительной колонки 02 , N 2 и СО почти совпадает, вслед­ ствие чего пики этих газов на хроматограмме сливаются,

кислорода), что сказывается на точности определения СО. Особенности анализа продуктов горения и трудности,

дач. Эти хроматографы, как правило, комплектуют не­ сколькими детекторами различных типов, широким набо­ ром колонок (набивных, капиллярных и препаративных), специальными приставками (пиролитическими, реакцион­ ными, препаративными), счетно-решающими устройства­ ми для обработки результатов анализа и другими вспо­ могательными узлами и приспособлениями. У большин­ ства последних моделей хроматографов предусмотрен изотермический или программированный режим работы колонок с температурным пределом до 300—500 °С.

В табл. 15-4 приведены основные технические харак­ теристики некоторых отечественных лабораторных хро­ матографов. Из переносных хроматографов в табл. 15-4 включен только хроматограф «Союз», выпускаемый се­ рийно заводом «Моснефтекип» специально для нужд энергетики. Описание и характеристика других перенос­ ных хроматографов, например ГСТ-Л и ХТ-8, которые в настоящее время сняты с производства, или разработки

Многие из универсальных хроматографов также мо­ гут быть приспособлены для анализа продуктов горения, однако применение дорогой и сложной аппаратуры в ла­ бораторных условиях электростанций может быть оправ­ дано лишь в тех случаях, когда она одновременно ис-

358

определение вредных примесей в воздухе производст­ венных помещений и др.

Далеко не все эти вопросы имеют однозначные за­ конченные методические решения. Однако в настоящее время проводится ряд исследовательских работ, направ­ ленных на расширение области применения в энергетике хроматографических методов, открывающих широкие возможности не только для совершенствования самого процесса анализа и контроля, но и для более глубокого изучения проблем, возникающих при эксплуатации со­ временного оборудования на электростанциях.

15-11. ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИЙ Г А З О А Н А Л И З А Т О Р « С О Ю З »

Хроматограф «Союз» — лабораторный переносный прибор, разработанный Энергетическим институтом им. Г. М. Кржижановского совместно с СКВ газовой хрома­ тографии и Центральным котлотурбинным институтом им. И. И. Ползунова и серийно выпускаемый заводом «Моснефтекип».

Специфические особенности анализа продуктов горе­ ния, рассмотренные выше, вызвали ряд трудностей при конструировании прибора целевого назначения. В хро­ матографе «Союз» эти трудности устранены за счет:

разработки комбинированного детектора, который имеет два рабочих элемента: один — для определения горючих компонентов по тепловому эффекту сгорания; второй — для определения негорючих газов по эффекту теплопроводности;

создания условий для одновременной работы хрома­ тографа на двух различных газах-носителях;

применения двухпоточной газовой схемы с параллель­ ным и последовательным включением разделительных колонок, заполненных различными сорбентами;

раздельного ввода пробы в каждую колонку для оп­ тимизации дозы при определении микроконцентраций одних компонентов и больших количеств других, преоб­ ладающих в пробе компонентов.

Принципиальная схема хроматографа «Союз» * пока­ зана на рис. 15-19. Газ-носитель (воздух) подается в при­ бор с помощью микрокомпрессора ,мембранного типа.

* При серийном выпуске хроматографу «Союз» присвоена марка «Газохром-3101».