一、煙氣溫度測定
由煙氣CEMS配置的熱電偶或熱電阻溫度傳感器連續測定,溫度的示值偏差不大于±3℃。
二、煙氣含濕量測定
1、連續測定法
由非分散紅外測定儀、濕度傳感器連續測定煙氣含濕量或由煙氣CEMS配置的氧傳感器連續測定煙氣除濕前和除濕后氧的含量,計算煙氣含濕量。
2、手工測定方法
選用重量法、冷凝法或干濕球法中的任一種方法測定,取平均值輸入 CEMS。
三、煙氣成分測定
氧和二氧化碳測定
①氧:由氧分析儀連續測定煙氣中的O2,儀器測定范0%～≤25%,分辨率0.01%;
②二氧化碳:非分散紅外分析儀連續測定煙氣中的CO2,儀器測定范圍5%～20%,分辨率0.01%。
四、煙氣壓力測定
由CEMS配置的皮托管和微壓差傳感器及壓差傳感器連續測定煙氣動壓和靜壓動壓微壓差傳感器測定范圍0～1000Pa或0～2000Pa,分辨率應不大于2Pa,精密度應不低于2%;靜壓壓差傳感器測量范圍0～±10kPa,分辨率應不大于10Pa,精密度應不低于4%。
五、煙氣流速和流量的測定
1、皮托管法
1)儀器
①煙氣CEMS配置的皮托管流速測量系統。
②由皮托管和微壓差計組成的流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器。
2)測定方法
①按規定選定測量點位,將煙氣CEMS配置的流速測量系統的皮托管固定在煙道(或管道)壁的一側并連接好測量系統。連續測量斷面上一點的煙氣流速。
②按采樣位置和采樣點的規定,在選定的測量位置和各測點上,用流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器測定各點的動壓,計算各測點的平均流速和測定橫斷面煙氣的平均流速。
3)計算
式中:Kv——速度場系數;
Vp平均值——測定斷面某一固定點(或測量線)上的濕排氣平均流速,m/s;
Vs平均值——測定斷面的濕排氣平均流速,m/s;
Fp——流速連續測量系統測定的固定點(或測量線)所在斷面的面積,m2;
Fs——流速測定儀所測量斷面的面積,m2。
4)說明
①速度場系數是指通過煙道(或管道)斷面煙氣的平均流速與相同時間區間通過同一斷面(或非同一斷面)中某一固定點(或測量線的煙氣平均流速的比值。
②測定煙道(或管道)截面一點(或測量線上)煙氣流速測量系統,需要用手方法(皮托管法或其他方法)進行校準,建立煙道(或管道)截面一點的流速與煙道(或管道)截面流速的關系,即利用速度場系數將測量點(或測量線)上的平均流速轉換為測量斷面煙氣的平均流速。
③皮托管通常是測定煙道或管道截面點的流速,它的改進型為均勻探頭皮托管,亦稱阿牛巴皮托管,皮托管上開有4個或4個以上的孔,管上開孔位置與煙道橫截面上一系列等面積測區的中心相對應,使管上的開孔面對氣流,測出煙道截面直徑線的平均全壓。由位于全壓孔后面,孔位與煙道截面中心位置對應的測孔測煙氣靜壓。因為安裝在不同的煙道(煙道尺寸不同)管上開孔的位置是不同的,所以在設計探頭前必須準確確定煙道的直徑。如果要安裝兩個探頭,必須互相垂直,測出的流速更準確。S型皮托管測定低的煙氣流速比較困難,通常用于測定5m/s以上的氣流。
④為防止易結塊的顆粒物、酸氣及水滴可能使系統發生故障,需要采用高壓反吹技術定期反吹皮托管。氣源為壓縮空氣,壓力為4～7kg/cm2,反吹時間周期視煙氣中顆粒物的特性和濃度而定,般為15min～8h,反吹持續時間為5～10s。反吹時,必須注意防止反吹氣體冷卻探頭,造成酸和其他氣體冷凝。
2、熱傳感法(熱導法)
1)原理
基于熱從一個加熱體傳輸到流動的氣體。主要由兩個熱傳感器組成,一個加熱,另一個不加熱,即速度傳感器加熱,溫度傳感器不加熱。當流動的煙氣使加熱傳感器變冷時,增加通過傳感器的電流,使保持恒溫,增加的電流相當于傳感器熱損失,未加熱的傳感器用于補償煙氣溫度的變化。增加的電流越多,煙氣流速越高,增加的電流越少,煙氣流速越低。
2)儀器
①煙氣CEMS配置的熱傳感流速測量系統。
②由皮托管和微壓差計組成的流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器。
3)測定方法
①將煙氣CEMS配置的熱傳感流速測量系統安裝在煙道或管道壁一側并連接好測量系統。連續測量斷面上一點的煙氣流速。測量點位同皮托管法。
②同皮托管法(3)測定方法②。
4)計算
同皮托管法(4)。
5)說明
①熱傳感器探頭置于煙道中,較易受到污染因此要及時清除沉積在熱傳感器上的煙塵。
②熱傳感流速測量系統直接測定煙氣的質量流量(kg/h)而不是體積流量(m3/h),但可用煙氣的密度換算成體積流量。煙氣的密度與煙氣的組成有關,煙氣的含濕量、CO2等的變化對儀器的校正會產生一定的影響。
③熱傳感流速測量系統測定煙氣流速(流量)時,不需要知道煙氣的壓力和溫度。可以使用多組熱傳感探頭測定煙道或管道截面的平均流量當用一個傳感器時,仍需要用手工方法(皮托管法或其它方法)進行校準,利用速度場系數確定煙氣流速。
3、超聲波法
1)原理
通過測量超聲波順氣流方向和逆氣流方向傳播的時間,計算氣流的流速。
2)儀器
①煙氣CEMS配置的超聲波流速測量系統。
②由皮托管和微壓差計組成的流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器。
3)測定方法
①將煙氣CEMS配置的超聲波流速測量系統安裝在煙肉(煙道或管道)壁兩側并連接好測量系統。連續測量斷面測量線上的煙氣線速度。
②同皮托管法(3)測定方法②。
4)計算
按下式計算煙氣流速:
式中:Vs平均值——煙氣流速;
l——A與B的距離;
θ——煙道與AB間距離l的夾角;
tA——聲脈沖從A傳到B的時間(順氣流方向);
tB——聲脈沖從B傳到A的時間(逆氣流方向)。
5)說明
①超聲波法測定元件不直接與煙氣接觸,但安裝精度要求高,價格較貴。
②儀器產生的超聲脈沖頻率為50kHz,在煙道兩側各安裝一臺接收/發射器,典型的夾角為45°。
③超聲波測量煙氣流速不受密度、溫度、壓力的影響。
④由于儀器為跨煙囪系統,不易受到腐蝕和顆粒物堆積的影響。但顆粒物仍會弄臟發射/接收器,因此直接用清潔空氣進行吹掃。
⑤當超聲波流速測量系統安裝在矩形煙道上時,需將所測斷面的線平均流速用速度場系數轉換為測量斷面煙氣的平均流速。
4、靶式流量計法
1)原理
在煙道(或管道)中垂直于煙氣方向上安裝圓型的靶,氣流經過時由于受阻而沖擊靶,靶上所受的作用力與煙氣流速之間存在著一定關系。因此通過力矩轉換的方式測出靶上所受的動壓,計算氣流的流速。
2)儀器
①煙氣CEMS配置的靶式流量計流速測量系統。
②由皮托管和微壓差計組成的流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器。
3)測定方法
①將煙氣CEMS配置的靶式流量計流速測量系統安裝在水平煙道(或管道)壁一側并連接好測量系統。連續測量斷面上一點的煙氣流速。測量點位同皮托管法。
②同皮托管法(3)測定方法②。
4)計算
同皮托管法(4)。
5)說明
①靶式流量計流速測量系統適合測量水平煙道(或管道)內煙氣的流速。
②要防止圓型靶的外沿沉積煙塵而改變靶的面積和重量,要及時清除外沿積。
5、光閃爍法
1)原理
基于煙道(或管道)中煙氣的素流常以渦流形式存在。在不同的渦流中,氣體的溫度不一樣,某些較熱、某些較冷,此種溫度即可表示出氣流的強度。
當氣流的溫度改變時,它的密度也改變,同時也改變了對光的折射率。當光穿過冷熱不同的渦流時,由于折射率不同,光波相位起了不規則的改變,就像隔著火爐看對面的景物,會發生扭曲的現象一樣。不同相位光波涉的結果,也引起光強度的閃爍。像星光的閃爍,其實也就是受到大氣紊流的干擾所至。當束圓形的光,經過紊流的干擾后,即形成不規則的明暗區,并隨時閃動。可用光學儀測量這種閃動,從而推算出光源發射器與接收器之間氣流的平均流速。
2)儀器
①煙氣CEMS配置的光閃爍流速測量系統。
②由皮托管和微壓差計組成的流速測定儀或自動跟蹤煙塵采樣器。
3)測定方法
①將煙氣CEMS配置的光閃爍流速測量系統安裝在煙囪(或煙道,或管道)壁兩側并連接好測量系統。連續測量斷面測量線上的煙氣線速度。
②同皮托管法(3)測定方法②。
4)計算
同皮托管法(4)。
5)說明
①為防止煙塵污染與煙氣接觸的光學窗,要在光學窗處形成空氣幕,并定期進行預防性維護,清洗光學器件。
②引起光信號強度減低的因素有,光源(發光二極管)老化、接收單元靈敏度下降,光學件內部的灰塵和(或)介于發射裝置和接收單元之間光徑內的大顆粒物等。由于儀器安裝在煙道上,安裝位置的振動造成儀器光路準直的變化是必須注意的問題。通過提供自動增益補償外界因素引起的損失,由儀器的自檢功能檢測性能下降并以標識予以顯示。