四方仪器：玻璃窑炉气体监测方案 助企业降本增效

一、背景概述

玻璃生产属高能耗产业，能源消耗集中于窑炉环节，其能源成本主要体现为天然气成本，是影响玻璃生产成本的关键因素。天然气成本占比受其类型、价格波动及生产工艺影响，常规为30%-40%；在能源价高地区或生产光伏玻璃等特殊品类时，占比超 50%。天然气虽清洁但价格受国际能源市场波动影响大，稳定性欠佳，给成本控制带来挑战。

2022年12月实施的《玻璃工业大气污染物排放标准》（GB 26453—2022）大幅收紧排放限值并新增多项控制指标，对玻璃企业的环保治理和能源效率提出更高要求。通过气体分析技术，对窑炉天然气热值、炉内气氛、残氧量及烟气组分进行实时监测，并与工艺优化、设备升级、管理提升等多方面协同管控，可精准评估燃烧状态，科学调节热工参数，在降低天然气消耗的同时确保废气达标排放。因此，开展窑炉气体监测不仅是满足新标准的必要手段，更是玻璃行业实现降本增效的关键技术支撑。

二、需求分析

• 监测燃料（天然气）热值

在玻璃生产过程中，窑炉温度的稳定性直接决定了玻璃的品质（如均匀性、气泡含量、成型精度等），而窑炉温度与天然气热值密切相关，因此对燃气热值有量化要求。

由于天然气公司提供的燃气热值会存在一定波动，企业有必要自行检测热值并与供气公司计量中心数据对比，防止供气单位作假。

• 监测燃烧过程

炉窑内气体成分和浓度等参数是玻璃生产的关键参考指标，炉内气体分析仪能精准测量多种气体浓度、测算燃烧效率等，帮助掌握窑炉燃烧氛围，调节燃烧系统，优化空燃比，实现充分燃烧，提高燃烧效率。

• 监测烟气排放

通过使用烟气分析仪（系统）监测窑尾和烟气排放口的污染气体浓度，确保污染气体排放符合相关标准。在脱硫、脱硝等环保处理环节中，实时在线监测处理前后的气体成分，从而评估净化效果，促进持续改进。

三、监测难点

在玻璃行业，复杂的工况环境给气体监测带来了诸多严峻挑战。高温高湿、高腐蚀、高粉尘浓度以及气体交叉干扰等问题，不仅影响监测设备的稳定性和准确性，还增加了维护成本和安全风险。面对这些行业难题，四方光电（武汉）仪器有限公司（以下简称“四方仪器"）凭借先进的自主技术与创新的解决方案，成功突破传统监测的瓶颈，为工业气体监测提供了高效、精准、可靠的破局之道。

四、解决方案

四方仪器利用其先进的气体传感器技术和丰富的工业监测设备开发经验，针对玻璃窑炉的工况需求精心打造了一套气体监测综合解决方案。该方案巧妙融合激光拉曼、红外、紫外、可调谐半导体激光以及超声波等多种气体传感器技术，实现了对玻璃窑炉燃烧全流程的实时监测，精准涵盖燃气热值、流量、炉膛内关键指标以及环保限制因子等重要参数，能够有效评价窑炉燃烧状态，合理调节窑炉热工参数，确保窑炉运行达到节能减排要求。

四方仪器玻璃窑炉气体监测综合解决方案

1. 激光拉曼光谱气体分析仪

激光拉曼光谱气体分析仪（LRGA-6000）

产品应用于天然气、冶金、化工、玻璃、焦化等行业气体成分及热值监测。

• 多组分测量，气体间无交叉干扰

• 实时测量、秒级响应

• 原位测量，不怕水气干扰，无需复杂预处理

• 使用和维护成本低，无须载气与色谱柱等辅材

2. 红外在线气体分析系统

在线气体分析系统（Gasboard-9031EX）

产品应用于燃气热值分析、炉膛气氛检测、燃烧效率监测等。

• 多组分测量，干扰少

• 多点轮流采样，持续在线检测

• 抽取式测量，减少维护工作量

• 可提供燃烧热效率、NOx数据，优化加热炉燃烧

3. 激光气体分析系统

抽取式激光气体分析系统（GasTDL-3110）

产品广泛应用于窑尾烟气分析、炉内残氧分析、炉管泄漏气体监测等。

• 采用TDLAS技术，被测气体不受背景气体交叉干扰

• 响应快速，可实时反应气体浓度

• 防爆设计，安全系数高

• 适应复杂工况（高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性等）

五、应用案例

四川某大型玻璃企业炉内气氛监测项目

1. 用户需求：对窑炉的有关燃烧参数（CO、CO2、O2、温度）进行准确的监测，辅助窑炉燃烧控制，使燃烧效率达到最佳，提升节能降耗增效水平。

2. 解决方案：采用分布式多通道监测方案，在炉膛和炉顶取样，实现多点轮流采样与连续在线检测。

3. 实现价值：减少天然气用量，减少NOx、SO2等污染物的排放，提高产品质量。

项目现场