淺析煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

秦峰泉

摘 要：近年來我國霧霾現(xiàn)象嚴重，環(huán)保要求也越來越高，國家在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境治理的力度越來越大。氣體污染物自動監(jiān)測技術(shù)對于減少工業(yè)廢氣對環(huán)境的污染具有重要意義。本文分析了煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)在污染物總量控制監(jiān)測上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：煙氣流速（流量） 在線監(jiān)測 排放總量

1、引言

“綠水青山就是金山銀山”，我國第十三個五年規(guī)劃綱要中，推進生態(tài)文明建設(shè)首度被寫入國家五年規(guī)劃，說明生態(tài)文明建設(shè)已上升到國家戰(zhàn)略的高度。當前，中國經(jīng)濟發(fā)展步入新常態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護協(xié)調(diào)融合尤為重要，國家正在積極探索綠色生態(tài)發(fā)展新路徑。

我國排放污染物實行濃度和總量控制，流量是污染物排放總量的重要參數(shù)。2018年1月1日施行《中華人民共和國環(huán)境保護稅法》將按照污染物自動監(jiān)測數(shù)據(jù)計算。煙氣的流速（流量）在線監(jiān)測數(shù)據(jù)為排污稅的核算依據(jù)之一。

2、煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展概述

煙氣流速（流量）測量技術(shù)是伴隨著全球經(jīng)濟工業(yè)化而快速發(fā)展起來的應(yīng)用型測量技術(shù)，應(yīng)用于廢氣的排放量監(jiān)測，工業(yè)過程控制，提高設(shè)備效率和運行管理等方面，因此煙氣流速（流量）測量與能源節(jié)約、環(huán)境保護密切相關(guān)。在能源日益短缺，環(huán)境保護日益重要的今天，對煙氣流速（流量）測量的準確性、穩(wěn)定性和可靠性的需求逐漸提高，煙氣流速（流量）測量技術(shù)近年來有了飛躍式的發(fā)展。

3、煙氣流速（流量）在線監(jiān)測現(xiàn)狀

3.1測量外部環(huán)境

（1）煙道直管段短，截面積大，增加儀表安裝和測量難度；

（2）煙道尺寸很大，存在變徑，彎道，流速分布復(fù)雜、沒有規(guī)律、存在漩渦，煙道內(nèi)任意點的流速都不具有代表性；

3.2測量內(nèi)部環(huán)境

（1）煙氣為含水汽、粉塵等雜質(zhì)的多組分氣體，對測量儀表的接觸部件產(chǎn)生結(jié)垢堵塞，縮短儀表壽命，影響儀表正常工作；

（2）煙氣中含有大量顆粒物，易磨損測量儀表；

（3）脫硫脫硝系統(tǒng)煙道內(nèi)煙氣酸度高，含漿液，易腐蝕測量測量儀表；

（4）煙道中煙氣的流速從低到高，需要使用具有較寬量程比的測量儀表。

4、煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)

4.1測量方式

（1）點測量

測量煙道截面一個點的煙氣平均流速。

（2）線測量

測量煙道截面一條線的煙氣流速，得到線平均煙氣流速。

（3）面測量

測量煙道截面的煙氣平均流速。

4.2測量方法

（1）壓差法

測量儀表一側(cè)面向氣流的方向測量全壓，另一側(cè)背向氣流的方向測得的壓力小于靜壓，根據(jù)兩側(cè)壓力差通過公式計算得出煙氣流速（流量）。

（2）溫度差法

測量儀表是基于從熱傳感儀的一個加熱體將熱傳給流動的煙氣，煙氣從加熱體帶走的熱量越多物體越冷，煙氣流速越大，反則反之。

（3）時間差法

在煙道兩側(cè)各安裝一個發(fā)射/接收器組成測量儀表，典型的角度為30°～60°。儀表的發(fā)射器同時發(fā)出超聲波脈沖信號，儀表的接收器分別接收另一側(cè)發(fā)射器的超聲波脈沖信號。發(fā)射器把電信號轉(zhuǎn)換成聲脈沖信號，接收器把聲脈沖信號轉(zhuǎn)換成電信號。發(fā)射器發(fā)射的超聲波脈沖信號順氣流到達接收器的時間與逆氣流到達另一個接收器的時間的差，與氣流的流速有關(guān)，通過公式計算得到煙氣流速。

5、新型煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)

十二屆全國人大五次會議《政府工作報告》中提到：對所有重點工業(yè)污染源，實行24小時在線監(jiān)控。這對煙氣流速（流量）測量的穩(wěn)定性、準確性和可靠性有了更高的要求。在含塵，含漿，含酸，直管段短，截面大，流場紊亂的測量現(xiàn)狀下，一些新型的煙氣流速（流量）測量技術(shù)應(yīng)運而生，比如矩陣式煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)等。

矩陣式煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)原理：壓差法面測量原理，采用了風(fēng)道截面上布置多個測點的測量方式。即依據(jù)上述測量原理，根據(jù)各風(fēng)道截面尺寸的大小，直管段長短等其他因素來確定測量的點數(shù)，然后將許多個測量點等面積有機地組裝在一起，正壓側(cè)與正壓側(cè)相連，負壓側(cè)與負壓側(cè)相連，正、負壓側(cè)各引出一根總的引壓管，分別與差壓變送器的正、負端相連，測得截面的平均速度。

6、煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用

（1）工程介紹

某電廠4*600MW機組脫硫煙氣流速（流量）連續(xù)測量系統(tǒng)改造項目。原煙道尺寸為6200×10000mm，凈煙道尺寸為10700×6000mm。

（2）測量難點

原煙氣管道直管段較短，且氣流紊亂；凈煙氣管道直管段較短，且管道內(nèi)濕度大并含有大量漿液；煙氣含大量粉塵，容易堵塞測量裝置。

（3）使用前存在的問題

原脫硫煙氣流速（流量）測量系統(tǒng)準確性、線性、穩(wěn)定性均較差，易堵塞，且需對裝置定時吹掃防堵，維護工作量大，運行成本較高。

（4）解決方案

采用新型煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)，解決了直管段較短、截面積大、氣流紊亂、測量難度大的問題，確保測量的準確性、穩(wěn)定性及測量精度；每個測量探頭均配置自清灰裝置，免維護，大大減少了維護工作量及運行成本。

（5）使用后效果

使用后煙氣流速（流量）實時響應(yīng)，趨勢與主機負荷、風(fēng)門檔板開度、及增壓風(fēng)機等相關(guān)參數(shù)匹配合理適當，不僅測量準確、線性好、精度高，且防堵免維護。核心技術(shù)解決了含塵，含漿，含酸，直管段短，截面大，流場紊亂的測量環(huán)境下堵塞、腐蝕和測量數(shù)據(jù)準確性問題，提供了長期、穩(wěn)定運行的技術(shù)保障。

7、結(jié)語

“十三五規(guī)劃”提出我國將完善生態(tài)環(huán)境保護制度，加大環(huán)境綜合治理力度，大力推進污染物達標排放和總量減排；實施工業(yè)污染源全面達標排放計劃；完善污染物排放標準體系，加強工業(yè)污染源監(jiān)督性監(jiān)測；改革主要污染物總量控制制度，擴大污染物總量控制范圍。建立全國統(tǒng)一、全面覆蓋的實時在線環(huán)境監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，推進環(huán)境保護大數(shù)據(jù)建設(shè)。由此可見，煙氣流速（流量）在線監(jiān)測技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域仍有很大的應(yīng)用空間，測量裝置為適應(yīng)不同行業(yè)、不同測量環(huán)境，在設(shè)計、選型及材質(zhì)方面要充分考慮影響其技術(shù)性能的因素，確保測量數(shù)據(jù)的有效性、連續(xù)性，為環(huán)境保護的決策做好數(shù)據(jù)保障。

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