1热式气体流量计在CEMS系统中的应用一,问题的提出

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热式气体质量流量计的开题报告

热式气体质量流量计的开题报告

热式气体质量流量计的开题报告
文献回顾:
热式气体质量流量计是利用气体热物理性质与测量原理类似热电偶造成的电动势,从而计算出气体的质量流量。

该技术已经应用于许多领域,如计量、化工、燃气等,具有广泛的应用前景。

目前,市场上的热式气体质量流量计主要分为两大类,一类是基于恒流供热原理的传感器(主要应用于高温和高压气体),另一类是基于热能平衡原理的传感器(主要应用于常温常压气体)。

研究内容:
本研究旨在开发一种基于热能平衡原理的热式气体质量流量计,并对其进行性能测试和分析。

研究将首先对热式气体质量流量计的工作原理进行深入研究,确定该传感器的测量原理和计算方程式。

然后,根据所选的实验气体和气体流量范围,设计和制备合适的传感器。

最后,通过对传感器的静态和动态实验测试,并与标准热式气体质量流量计进行比较,评估所研发传感器的性能。

研究意义:
热式气体质量流量计具有诸多优点,如测量稳定、精度高、动态响应快等,因此在现代工业中得到了广泛应用。

本研究旨在开发基于热能平衡原理的热式气体质量流量计,可以为今后制造该类传感器提供新的思路和方法。

该研究也可促进热式气体质量流量计的应用和发展,并为相关领域的技术进步提供支持。

CEMS 常见故障及维护

CEMS 常见故障及维护

CEMS 常见故障及维护摘要:环境问题是当今世界的全球性问题之一,在环境问题中与化工行业密切相关的,对环境影响最为严重的是煤烟型大气污染,为了控制大气污染,国家法规要求不断强化,在加强污染治理的同时,对污染源监测也提出了严格的要求。

本文针对烟气连续排放监测系统经常存在的问题和故障现象做出分析,以便于维护工程师快速判断故障点、快速消除故障。

关键词:采样泵采样枪浮子流量计1、概述CEMS 由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。

气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NOx等的浓度和排放总量; 颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量; 烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等, 用于排放总量的积算和相关浓度的折算; 数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成, 实时采集各项参数, 生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度, 生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门。

2、CEMS的原理CEMS(被称为“烟气自动监控系统”, 亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”)是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置。

3、测量方法根据采样方式不同,目前国内的CEMS 测量方式包括:直接测量法、稀释法、抽取法等。

直接测量法的发射接收装置容易受粉尘污染,也容易因高温损坏。

稀释法因为数据修改非常方便,有可能被环保部门禁用。

抽取测量法:测量仪器远离测量源,存在着一定的测量滞后;烟气预处理比较复杂,容易产生泄露;分析仪容易因进水而损坏;环节较多,维护麻烦。

各种测量方法都有自己的特点,但从目前各行业使用情况统计来看抽取测量法在国内应用较为普遍。

4、常见故障及维护方法根据测量组分分析仪可以分为以下三类:单组分——只测量SO2 或者NOX;双组分——测量SO2 和O2 或者测量NOX 和O2;三组分——测量SO2,NOX,O2。

热式流量计_热式流量开关的原理及应用

热式流量计_热式流量开关的原理及应用

热式流量计、热式流量开关的原理及应用林宏杰哈尔滨电机厂股份有限责任公司计量测试中心哈尔滨市150001=摘要>介绍热式流量计和热式流量开关的基本原理以及应用。

关键词:热式流量计热式流量开关雷诺数普朗特数导热系数换热系数动力粘度中图分类号:TH814热扩散流量计测量质量流量,在气体流量测量上是非常重要的,因为温度或压力上的变化对气体的质量流量造成极大的影响。

热式流量计是一种直接测量气体质量的流量计。

1热扩散原理热扩散式流量计和热扩散式液位开关、流量开关的工作原理是一样的,区别为热式流量计只适用于气体测量,而热式流量开关适用于所有的流体测量,包括气体、油、水、浆体以及泡沫等热特性不同的流体的流量测量和液位测量。

热式产品传感元件包括两个带不锈钢套管保护的铂RTD温度敏感元件:一个为参考头,感应介质的温度;另一个为测量头,被电路部分加热。

在两个铂RTD传感头之间存在着温差(电阻差),这个温差通过电路转换为电压信号。

气体流过传感头时,带走热量。

气体带走的热量和气体的质量流量成比例关系,也和传感头之间的温差有关,流量越大,两个传感头之间的温差越小。

通过测量温差,就可得到气体的质量流量。

热式流量计包括一个热传感头和一个参考传感头,传感头外形是圆柱形,根据传热学公式:N U=hd/kf=C(Q v]d/u)n(c p u/k)1/3=CRe n Pr1/3(1)式中:N U为平均换热系数;C为系数,由Re决定;h 为换热系数;d为传感头直径,m;v]为流体速度, m/s;Q为流体密度,kg/m3;u为动力粘度,m2/s;n为系数,由Re决定;c p为比热容,J/kg#e;k为导热系数,W/m#e;Re为雷诺数;Pr为普朗特数。

圆柱形传感头的发热量:Q=hA$T=h#2P dL#$T(2)式中:L为圆柱形传感头的长度,m;$T为圆柱形传感头和流体之间的温差,e;A为传感头表面积,m2.由(1)(2)式得:Q v]=(u/d)#[1/(C#P#L#k#Pr1/3)]1/n#(Q/$T)1/n(3)式中Q v]为气体的质量流量,kg.由式(3)可知:在一定的工作条件下,(u/d)#[1/(C#P#L#k#Pr1/3)]1/n为常数,质量流量Q v]和(Q/$T)1/n成一定的比例关系。

解析热式空气质量流量计的应用场合

解析热式空气质量流量计的应用场合

解析热式空气质量流量计的应用场合
热式空气质量流量计是一种常见的流量测量装置,应用于各种领域的空气流量
测量,包括空气净化、空调系统、汽车引擎等。

以下将详细解析热式空气质量流量计的应用场合。

1.空气净化系统
热式空气质量流量计可应用于空气净化系统中,用于监测空气流量和空气质量。

在此种场合下,热式空气质量流量计需要具备高精度、高灵敏度等特点,以确保系统稳定运行。

此外,热式空气质量流量计还需要具备耐腐蚀、抗干扰等特点,以适应复杂的空气流量测量环境。

2.空调系统
热式空气质量流量计在空调系统中的应用是十分广泛的。

它可以用来监测空气
流量,控制空气质量,并调节房间的温度、湿度等参数,以保证空气质量符合标准且处于舒适范围内。

在热式空气质量流量计的选择中,需要考虑到其测量范围、灵敏度及响应时间等参数,以满足各种不同的需求。

3.汽车引擎
热式空气质量流量计在汽车引擎中的应用也十分广泛。

通过测量引擎进气管中
的空气流量及温度,以实时控制发动机的燃烧过程,从而提高发动机的效率和性能。

此时,热式空气质量流量计需要具备快速响应、高稳定性、高温抗干扰等特点,以确保发动机的正常运行。

总结
热式空气质量流量计是一种非常有用的流量测量装置,应用广泛且实用性强。

它的应用场合主要包括空气净化系统、空调系统以及汽车引擎等领域。

在其选择时需要考虑到其测量范围、灵敏度、响应时间及抗干扰等参数,以确保其能够满足不同的实际需求。

CEMS比对监测常见问题分析

CEMS比对监测常见问题分析

进行CEMS比对监测前的准备工作
(3)掌握对比监测所在污染源的基本情况
• • • • 污染源所在的地理位臵 排污企业的类型 排污企业的生产情况和近期生产计划 污染物处理设施的情况
进行CEMS比对监测前的准备工作
(3)掌握对比监测所在污染源的基本情况
• 污染源正常生产工况下的排放情况 污染物种类 排放浓度 烟气流速 烟气温度 烟气静压 烟气湿度
CEMS的组成和监测分析原理
(4)CEMS测试数据的几种数据状态 比对是在同一状态、同一条件下的比对
① CEMS实测浓度
实际工况条件下(烟道或烟囱内实际的温度、压力湿度等条件下), CEMS分析仪测量的数值
② CEMS标态干基浓度(0℃,101.325kPa)
标态干基浓度 实测干基浓度 101325 273 烟温 大气压 静压 273
进行CEMS比对监测前的准备工作
(3)掌握对比监测所在污染源的基本情况
• 排放口的基本情况
由采样烟道的形状、尺寸估算出应使用采样枪的长短以及 比对测试工作量的初步情况
• 参比方法检测环境条件
参比监测烟道直管段情况,参比测试孔情况(位臵、数目、 大小满足要求),采样平台、护栏情况,平台高度、爬梯 情况
直接 抽取 式
冷干
非分散红外 非分散紫
非分散红外 非分散紫外 DOAS GFC 电化学
DOAS 傅立叶红外
β射线法
氧化锆 电化学 顺磁氧
干湿氧
热湿
稀释抽取式
直接测量式
紫外荧光
DOAS 非分散紫外
化学发光
DOAS 非分散紫外 浊度法 散射法 光闪烁 S型皮托管 热丝法 超声波法 氧化锆 电容法
烟气含氧量
电化学法

CEMS比对监测常见问题分析

CEMS比对监测常见问题分析

两根金属管并联,开口方向面对气流测量全压,背 对气流方向测量静压,利用微差压传感器测出流速 值。
皮托管系数(背对气流方向测量压力值小于真实静
压)
2021/10/10
15
CEMS的组成和监测分析原理
通过测量烟囱或烟道中烟气的全压和静压的压差来 计算出烟气流速,克服可能由于颗粒物堵塞造成的流速 测量问题
标态 实 干 测 基 大 湿 1 浓 静 0 气 基 2 1 度 2 压 7 3 压 烟 7 1 浓 3 2 湿 35 温 度 度
2021/10/10
24
CEMS的组成和监测分析原理
(4)CEMS测试数据的几种数据状态
③ CEMS标况下折算浓度
该污染源实系 际数 过 21 % 剩 含 空 21 % 氧 气量实测值
HJ629-2011 HJ/T 56 HJ/T 57
《空气和废气监测分析方法(第四版)》
HJ/T 42 HJ/T 43 GB/T 16157-1996 GB/T 16157-1996
进行CEMS比对监测前的准备工作
(3)掌握对比监测所在污染源的基本情况
• 污染源所在的地理位置 • 排污企业的类型 • 排污企业的生产情况和近期生产计划 • 污染物处理设施的情况
2021/10/10
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参比监测项目分析方法一览表
序号 监测分析项目
1
颗粒物
2
氧量
3
二氧化硫
4
氮氧化物
5
烟ห้องสมุดไป่ตู้流速
6
烟气温度
监测分析方法 重量法
电化学法 非分散红外吸收法
碘量法 定电位电解法 非分散红外吸收法 定电位电解法 紫外分光光度法 盐酸萘乙二胺分光光度法

热式气体质量流量计用于管道煤气计量的研究

随着国民经济 的发展 , 民生活水平 日益提 人
量计量 , 一些流量计生产厂家开发了可不停气拆
卸清洗的孔板 , 一些煤气生产厂已用这种新型孔 板来计量煤气流量 , 通过定期 清洗来保持仪表正
常工作。 孔板流量计还有一个突 出的局限性 : 量程 比 太小 : 一般为 3 l :。用一 台流量计不能克服煤气 流量变化范围大的问题 , 为了适应煤气流量变化 大的要求 , 需在总管道上并接若干条分管道 , 于分
Y N Y —h n ,LU Y e n I u e g I u —ji l
( h uo t nC lg f ri nvri cec n e n lg , T eA tma o o eeo bnU ies yo S i eadT c ooy i l Ha tf n h H r i , i gi g10 8 ) a b He o j n 50 0 n l a n
就下 降 , 至无 法 工作 。为 了适 应 脏 污 流 体 的 流 甚
管道上安装孔板流量计 , 配备相应的二位式开关
阀, 根据煤气流量的实际大小来操作开关阀 , 控制 每根管道内煤气的流速以保证测量精度 , 很显然, 这样的孔板计量系统结构复杂 , 体积庞大, 工程投 资费用很高, 运行维护工作量大 , 再加上孔板流量
c a a o y u l ig a tema y e gs Has f w — mee . a d te a piai eut ae as o l s f w b ti n r ltp a l g l iz h S l o tr n p l t n rsl r lo h c o s
关键词 : 式气体质 量流量计 ; 热 管道煤 气; 传感 器
中图分类号  ̄U 9 . T 967

烟气排放连续监测系统CEMS中热式气体流量计的使用

烟气排放连续监测系统(CEMS)中热式气体流量计的使用 CEMS烟气排放连续监测系统是在烟气通过脱硫除尘以后,实现对烟气排放浓度和排放总量的连续监测。

其数据可以由计算机存储或者直接传输到环保监测部门。

 由于经济的发展和生活水平的提高, 对电的需求大增, 而中国又是世界上第一大产煤国 ( 至少缺油少气 ), 所以中国的电力以燃煤为主( 约占75%以上的能源消耗 ),这产生了一个负反馈关联效应,解决了对电力的需求,却产生了对大自然和身体的损害: (1)火力发电厂排烟中的烟尘污染影响大气质量,促使环境条件变坏。

 (2)燃用燃料含硫量大于1%的煤粉炉电厂排烟中含有S02,对生态环境是一种慢性、叠加性的长期危害。

 (3)火力发电厂排烟中的C02会形成“温室效应”。

 烟气排放中烟气流速的测量由于工况复杂,粉尘大、温度高、含水份、有腐蚀、管径大,过去用皮托管,易堵塞,而且基于差压原理,在压力较低的情况下,出现测量死区。

SAILSORS公司的TF100热式流量计采用整体结构,插入式安装,大管径只需要加长探杆,结构上探针对压力的影响很小,减小了堵塞可能,更是由于其热扩散测量原理而适合于低流速的工况。

一,热式气体流量计工作原理 热式质量流量计是利用传热原理检测流量的仪表,基于金氏定律的热扩散原理是指是利用两分别置于气流中的热电阻检测探头(铂RTD ),一个是速度传感器,一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器,加热和检测的两铂电阻组成惠斯登电桥。

当这两个RTD 被置于介质中时,其中温度传感器用于感应介质温度,速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温差。

当无气体流动时,电桥处于平衡状态,当气体流动时带走速度传感器的热量,电桥平衡被破坏。

气体速率越大,传感器传递给介质的热量越多,因此需要供给更多的功率,而电子单元加热RTD 的功率与质量流量成一定的对应关系。

其关系如公式(1)所示: ρυ=K(Q / △T)1 .67…………………(公式1) 式 中 ρ——流体的密度,Kg/m3;  υ——流体的流速,m/h;  K——标定的系数;  Q——热流量, J/h; △T——温差,℃。

热式流量计的原理和应用

热式流量计的原理和应用热扩散流量计测量质量流量,在气体流量测量上是非常重要的,因为温度或压力上的变化对气体的质量流量造成极大的影响。

热式流量计是一种直接测量气体质量的流量计。

1、热扩散原理热扩散式流量计和热扩散式液位开关、流量开关的工作原理是一样的,区别为热式流量计只适用于气体测量,而热式流量开关适用于所有的流体测量,包括气体、油、水、浆体以及泡沫等热特性不同的流体的流量测量和液位测量。

热式产品传感元件包括两个带不锈钢套管保护的铂RTD 温度敏感元件:一个为参考头,感应介质的温度;另一个为测量头,被电路部分加热。

在两个铂RTD 传感头之间存在着温差(电阻差),这个温差通过电路转换为电压信号。

气体流过传感头时,带走热量。

气体带走的热量和气体的质量流量成比例关系,也和传感头之间的温差有关,流量越大,两个传感头之间的温差越小。

通过测量温差.就可得到气体的质量流量。

热式流量计包括一个热传感头和一个参考传感头,传感头外形是圆柱形,根据传热学公式:3/13/1Pr )/()/(/e p n CR k u c u d C kf hd NU ===∞ρυ…………………………(1) 式中:NU 为平均换热系数;C 为系数;由Re 决定;h 为换热系数;d 为传感头直径,m ;υ∞为流体速度,m/s ;ρ为流体密度,kg/m 3;u 为动力粘度,m 2/s ;n 为系数,由Re 决定;c p 为比热容,J/kg ·℃;k 为导热系数,W/m ·℃;Re 为雷诺数;Pr 为普朗特数。

圆柱形传感头的发热量:T dL h T hA Q ∆∙∙=∆=π2……………………………………(2) 式中:L 为圆柱形传感头的长度,m ;ΔT 为圆柱形传感头和流体之间的温差,℃;A 为传感头表面积,m 2。

由(1)(2)式得:n n T Q k L C d u /1/13/1)/()]Pr /(1[)/(∆∙∙∙∙∙∙=∞πρυ………………………(3) 式中∞ρυ为气体的质量流量,kg 。

CEMS运维常见问题汇总

C E M S运维常见问题汇总一SO2偏值SO2测量数据偏大1:用压缩空气进行零点标定,标气标定2:检查分析仪排气管是否堵塞,用手摸有没有正常排气3:检查分析仪SO2通道温度是否在40度左右,SO2通道透光度是否在30W以上SO2测量数据偏小或者出01:用压缩空气进行零点标定,标气标定2:检查飞碟过滤器是否堵塞或者积水3:检查疏水过滤器是否积水4:检查冷凝器温度是否在5度以下5:检查预处理管路是否有积水6:检查伴热管是否加热,温度是否在120度左右7:检查采样探头是否堵塞,清理采样探头滤芯,用铁杆疏通采样探头探杆8:排除法。

检查预处理采样气管是否漏气先查室内再查伴热管和测点SO2数据异常波动1:检查分析仪SO2通道温度和透光度2:通标气看是否没动3:检查预处理气路,采样系统是否漏气4:有煤燃烧不充分,产生大量CO,CO浓度偏大,波动剧烈对SO2测量会产生干扰CO>1000PPM对很多表计(特别是便携式表计)干扰很大二NO偏值NO2测量数据偏大1:用压缩空气进行零点标定,标气标定2:检查分析仪排气管是否堵塞,用手摸有没有正常排气3:检查分析仪NO2通道温度是否在40度左右,SO2通道透光度是否在30W以上NO通道温度越大,NO数据测量越大NO2测量数据偏小1:用压缩空气进行零点标定,标气标定2:NO一般不溶于水,管路有水基本不影响NO数据3:排除法。

检查预处理采样气管是否漏气先查室内再查伴热管和测点NO数据异常波动1:检查分析仪NO2通道温度和透光度2:通标气看是否没动3:检查预处理气路,采样系统是否漏气4:检查冷凝器是否正常工作NO进口出口数据不一样1:一般NO出口数据大于进口,大10%左右2:用压缩空气和标气进行标定,检查分析仪内部通道有无问题3:检查是否漏气4:进出口误差超过50%,说明测量有问题,应对系统做检查三O2偏值O2偏大或者偏小1:零点标定(通压缩空气)2:检查分析仪O2探头电压,一般要在9mv-13mv之间3:检查预处理系统是否漏气,探头是否堵塞O2量突然增大在20左右,然后缓慢恢复正常O2量突增一般是O2探头输出电压突然增大导致,说明O2探头输出不稳定,发现这种情况应及时更换O2探头,否则会频繁出现此情况,影响折算值分析仪O2是显示星号1:说明超出测量范围,应重新用压缩空气对分析仪进行标定2:O2探头输出电压小于6mv,分析仪会出现M提示,需要更换O2探头3:O2探头输出电压小于5mv,分析仪报警F,O2量测量显示星号进口出口O2关系1:一般情况下,实际烟道内进口O2小于出口O22:由于测点不一样,采样系统预处理系统气密性不一样,会导致进出口O2量数据存在误差,1%之内正常,超出2%就说明系统有问题,需要标定和检查系统是否漏气3:采样探头老化,探头密封圈破损变形,也会导致漏气,O2量误差偏大分析仪进水后,需要把氧探头拆下来,进行清理,否则水和SO2产生,亚硫酸会腐蚀O2探头O2采样探头的更换1:打开分析仪口盖,找到氧探头2:拆下固定螺丝,轻拔出O2探头3:拔掉正负信号线,把新O2探头接上去4:注意正负极不能接反了5:接好后用电工胶带绑好6:安装时候把固定螺丝拧紧四烟尘仪(LAND 4200)1:烟尘标准现场是要求在30mg/m3以下2:烟尘现场规定,一个月标定一次,标定时要在电脑曲线上反应,0和满值,且需要持续一分钟(这是环保局检查的重点)3:烟尘仪发射端后反射端镜片需要一个月清理一次,根据现场工况可以增加清理次数4:烟尘仪的鼓风机滤芯一般3个月清理一次,根据现场工况可以增加清理次数5:烟尘仪正常测量时,发射端可以看到一个反射端反射过来的一个光斑,形状和反射端镜片一样6:光斑要在正中心,偏离越大,烟尘数据越大7:烟尘仪菜单中F值代表增值,可以对烟尘大小进行修正,T是可以过滤掉波峰波谷,使烟尘仪波动较为缓和8:烟尘仪报警时可以参考个数,对相应部件进行更换,解决不了,需要和业主反应,建议他们返厂检修五流速流量偏值1:流量校准,3个月一次,皮托管清理一次2:流量数据测量偏小偏大异常皮托管堵塞,需要及时清理接头漏气差压变送器位置偏移校准差压变送器,测量4-20MA输出电流现场存在干扰信号,可以对差压变送器安装接地线和信号保护隔离器流速波动1:负荷波动会直接导致流速波动2:起停炉会导致流速波动流速坏点1:开路后再没有达到一定负荷时,流速会出现异常不稳定2:差压变送器信号转换器损坏3:24V 电是否正常,有无4-20MA电流输出5:流速出现0和满值1:检查吹扫阀是否损坏,开关切换是否正常2:皮托管是否堵塞,脱落六采样探头1:采样探头温度,一般在120度以上,采样探头温度低会导致延期在探头出冷凝,使探头堵塞,SO2值会下降2:采样探头一般在2个月清理一次,对探头滤芯进行清理,探杆,用铁杆进行疏通3:定期检查探头密封圈,发现破损变形老化,需及时更换,否则可以导致漏气现象4:一般采样探头陶瓷滤芯半年到一年更换一次,根据现场工况可以进行调整5:由于现场腐蚀严重,一般采样探头使用寿命在3-5年,更换新的探头会减少运维工作量6:每日巡检时应该看探头温度是否在120度左右,用手轻摸探头看在不在加热,检查探头吹扫是否正常,有无压缩空气七伴热管1:伴热管温度应设定在120度2:每日巡检时,应用手摸伴热管是否在加热3:如果发现伴热管一直达不到120度,把温度设定在125度或者更高看温度是否在增加4:检查PT100温控探头在伴热管内接触且不是不好,有没有密封固定是否正常5:检查PT100温控探头处前后端伴热管有无加热段,如有需要更换探头位置6:伴热管走向从上往下走,不能出现U形状,伴热管不能90度折弯7:伴热管长时间使用会出现堵塞现象,建议3个月清理一次,疏通伴热管方法:用压缩空气进行吹扫,测点端和机柜来回吹扫,发现不通可以用细铁丝对两端管路进行疏通,还是无法通可以往伴热管内灌热水,然后用压缩空气进行吹扫8:伴热管建议3-5年更换一次,老化的伴热管冷凝严重会永祥SO2测量,且容易积水,堵塞八采样阀1:采样阀常见分两种常开和常闭,常闭的工作时通电,用手摸着发烫,吹扫标定时断电自动关闭2:采样阀会出现堵塞现象,需定期拆开时对内部通道进行清理,如发现里面密封圈老化破损需及时更换,否则会出现漏气,关不紧的情况3:一般一个采样阀使用寿命在3年左右九冷凝器1:温度设定在2-5度2:冷凝器分单极冷凝和双极冷凝,双极冷凝是两个冷凝管AB管,单极冷凝只有一个冷凝管,双冷凝除水要比单极冷凝效果好,但是对SO2的损耗也大,所以根据现场工况选择单极式样或者双极式样。

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热式气体流量计在CEMS系统中的应用 
一、问题的提出
大多应用在热力厂和发电厂的CEMS系统,测量流量过程分析面对的困难
与问题很多:高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等;工况条件通常是:烟气介质温度在150℃左右,热电厂的一次风或二次风一般在200℃,但个别也有的400℃左右,;流速一般在30m/s左右;准确度一般要求在1 ̄2%左右;粉尘颗粒0~1000mg/m3;压力测量范围:-70~70mbar。

在这种条件下,应保证必要的检测准确度,应有较快的反应速度;应易安装、易标定;防尘、防溅、防腐等防护要求;应有较高的自动化程度,较少的维护工作量。

 针对这些问题,我们通常有两种仪表可以选择:皮托管;热式气体质量流量计。

 
二、皮托管流量计与热式流量计的比较
1、
皮托管流量计
,操作时将测速管放在管内任意位置,使内管管口与流动方向向垂直,
测得该位置上的动压与静压能之差,以hA或△p=RgρA。

一般将测速管放在管中心,测得的是管中心的最大速度。

速度计算公式:V=(2△p/ρ)1/2 
用皮托管测量流速存在的问题: 1)
为实现流速的测量,仪表得配备差压变送器,尤其是在小流速(10m/S)的的测量,由皮托管产生的压力很小,目前所配的微差压变送器的精度受本身制造工艺的影响,精度无法考虑;
其流量系数受测管大小、工艺管径比、安装等因素的影响。

也就是说,要想兼顾整个量程段的准确度,从原理上是不可能的。


结构图
原理:通过测量压力来测量流速
2)抗腐蚀性问题。

一般皮托管应用在CEMS系统中时,材质选用304、316L不锈钢,为了防止腐蚀,采取喷涂或套四氟材料等措施,但通过实际的应用时,都达不到理想的效果。

 
3)安装、维护问题。

由于用皮托管测量流速采用皮托管+差压变送器来实现,无形中增加了安装的复杂性,增加了整个系统中的结构紧凑性。

由于在
CEMS系统中的应用易出现堵塞现象,为此大多采用皮托管测量流速的厂
家,增加了反吹装置。

这无形中增加了单位面积的安装复杂度和维护复杂度;
4)准确度问题。

准确度取决于:安装方向;结构设计;变送器的精度。

一般设计精度在3%左右。

 
5)含尘的气体测量不宜测量。

 
优点: 
皮托管原理测量流速的原理优点:耐高温;方法简单;价格适中 
2、热式气体质量流量计 
目前在CEMS系统中应用的热式质量流量计不多,下面以SAILSORS品
牌TF100为例说明 
(1)结构: 
探杆材质:316L、哈氏合金C-276、钛材、钽材等可选 
探头材质:316L、哈氏合金C-276、钛材、钽材等可选 
(2)原理 
热式质量流量计是利用热传导原理检测流量的仪表,即流动中的流体与热源之间热量交换关系来测量流量的仪表。

可用表达式来具体说明:P/△T=A+B(Q)m
其中A,B是与气体物理性质有关的常数。

从上述公式可以看出:加热功率与热源的温度差的比值可以得出质量流量Q。

在实际的应用中,我们把加热功率或温度差任一个参数固定来测量流体的质量。

前者为恒功率法;后者为恒温差法。

 
(3)特点 
 专家系统算法;计算机辅助制造技术;宽量程比;大口径,低流速;
低压损;质量流量测量无须温压补偿;低流速测量非常灵敏。

 
 (4)应用 
在CEMS系统中,国外大都选用热式质量流量计。

不但是它的精度高,而且最重要的是它安装方便性、操作的便利性、抗腐蚀性等睹
多优点,是业界的首选仪表之一。

 
在国内,由于大家对热式质量流量计的认识不足,再加上价格因
素的原因,造成了在CEMS系统中热式质量流量计产品的应用不太理想,
也不普及。

在众多系统集成商应用中,由于CEMS系统中介质成分比较
恶劣,常有颗粒、灰尘、水分及腐蚀性成分,易在传感部位(热式流
量计的探针部分、皮托管在静压、动压的部分)形成堵塞,造成测量
的不准确问题甚至是不能测量。

大多数厂家(尤其是皮托管)都采用
吹扫装置。

SAILSORS公司利用在流量方面的优势,推出的针对CEMS
系统中TF100C、D热式质量流量计。

它不但具备了热式质量流量计的
所有功能,而且最重要的是它也具备了除尘、除污的功能。

 
三、 TF100C、D热式气体质量流量计在CEMS中的具体应用 
2、TF100C、D热式气体质量流量计介绍 
(1)TF100C结构 
(2)TF100D结构
TF100C、D两款质量流量计都是针对CEMS系统推出的产品,它适合在不同的应用场合:TF100C适合应用在环境较为恶劣的地方(易结垢的地方);TF100D适合应用在粉尘多但湿度不大的地方。


(3)、实现原理 
对TF100C而言: 
正常测量时,探头是伸出来,与正常的热式流量计测量方法相同;刮扫时,探头做伸出/缩进运动,利用刮扫块实现对探头表面
污物的清洁。

特点:不影响测量结果。

 
对TF100D而言: 
正常测量时,气源不给气,不进行吹扫;吹扫时,气通过喷嘴直接对探头吹,这时不进行测量。

特点:重量轻;维修方便;对测
量结果影响可以忽略。

 
具体实现思路: 
下面主要是针对TF100C进行描述,TF100D由于相对简单这里再不多描述。

 
实现方法: 
有一定压力的气源由电磁阀控制,有仪表定时控制电磁阀,气源控制气动装置,上下(或左右)移动带动刮扫块,从而对热式质量
流量计的传感部件---探针实现清洁的目的。


(4)TF100C、D热式质量流量计的特点 
不但具备热式流量计的所有特点,而且最重要的是:克服了常规产品的缺点,实现了集测量、刮扫、防腐等功能与一体的功能。

不仅重量轻,而且安装方便,与常规的热式流量计产品安装方法相同。

 
(5)TF100C、D设计保证 
防腐问题解决方案 
防腐问题常是:首先是探头问题:措施采用哈氏合金C-276等;其次探杆问题:采用特氟龙、四氟喷涂或四氟材料套管保护;哈氏合金C-276。

重量设计考虑
探头采用直径19;连接杆采用直径19;TF100C采用裸板结构,总
重量应小于15公斤; 刮扫自如设计考虑 
首先合理选择定位孔,只有这样才能在保证刮扫自如的情况下,不损坏探头的探针(克服结构带来的不一致性造成对探针的损坏),从而有效地保证长期的运行的可靠性。

 定时功能实现设计考虑 
在这一部分设计当中,应从系统设计的角度来考虑,一是:系统采样时间;二是:仪表采样时间;三是:整个气动结构的刮扫时间。

一般是这样考虑的:刮扫时间应小于系统的采样时间,大约是1/5倍。

或根据用户自己定。

准确度考虑 
整机准确度:1%读数+0.5%满量程 
(6)TF100C、D热式质量流量计的特征曲线 
流速信号曲线: 流速信号曲线: 
恒功率法:流速---信号关系图 恒温差法:流速---信号关系图 
四、 结论
SAILSORS公司的TF100C、D热式质量流量计把传统的热式流量计与刮扫装置合二为一的产品,以适用,安装方便,清洁效果好的特点,一经推出就受到了业界的一致好评。

 
不同温度下的流速曲线;。

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