

壹(yi)篇(pian)講(jiang)透——
煙(yan)氣(qi)流速(su)與煙(yan)氣(qi)密(mi)度
煙(yan)塵綜(zong)合(he)測試(shi)儀(yi)關(guan)鍵(jian)參數(shu)
煙(yan)氣(qi)流速(su)Vs是煙(yan)塵采(cai)樣和煙(yan)氣(qi)排放(fang)量計(ji)算的(de)重要(yao)參數(shu),其數(shu)值(zhi)大(da)小會影(ying)響(xiang)等速采(cai)樣流量、工況(kuang)/標(biao)況(kuang)體積、煙(yan)氣(qi)/標幹(gan)流(liu)量(liang)、煙(yan)氣(qi)排放(fang)量等結(jie)果。因此,煙(yan)氣(qi)流速(su)的(de)測定是(shi)至(zhi)關(guan)重要(yao)的(de)壹(yi)環(huan)。

01 S型(xing)皮托管和修(xiu)正系(xi)數(shu)
現場煙(yan)氣(qi)流速(su)測量壹(yi)般采(cai)用(yong)的(de)是(shi)S型(xing)皮(pi)托管,它(ta)是有(you)兩(liang)根(gen)相(xiang)同的(de)金(jin)屬(shu)管(guan)並(bing)聯(lian)組(zu)成(cheng),測量端(duan)有(you)方向(xiang)相(xiang)反的(de)兩(liang)個開口(kou)。根(gen)據(ju)各廠家(jia)制(zhi)作尺寸差別(bie),需設置皮托管系(xi)數(shu)Kp對(dui)其修正,見圖1所(suo)示。

圖1 皮(pi)托管結(jie)構圖
修(xiu)正系(xi)數(shu)的(de)確(que)定(ding)方法(fa)為標(biao)準風(feng)洞測試(shi),在(zai)實際應用(yong)中(zhong)可參照廠家(jia)提供的(de)標(biao)定(ding)值(zhi),通常為(wei)0.84,在(zai)出廠前,廠家(jia)會將(jiang)皮托管與標(biao)準流(liu)速儀(yi)同(tong)步(bu)測量,通(tong)過公(gong)式(shi)反(fan)推皮(pi)托管系(xi)數(shu)。

02 動(dong)靜(jing)壓(ya)和流(liu)速測量
流(liu)速(su)測定時(shi),面(mian)向(xiang)氣(qi)流開口(kou)測得的(de)壓(ya)力為全壓(ya),背(bei)向氣(qi)流的(de)開口(kou)測得的(de)是(shi)靜(jing)壓(ya),兩(liang)者的(de)差值(zhi)就是動壓,動(dong)壓(ya)越(yue)大(da),流速越快(kuai)。因(yin)此,皮(pi)托管▲P+壹(yi)端(duan)全壓(ya)傳(chuan)感器,▲P-壹端(duan)動壓傳(chuan)感器。見圖2所(suo)示。

圖2 皮(pi)托管動(dong)靜壓(ya)傳(chuan)感器原理(li)圖
通(tong)過測量煙(yan)氣(qi)動壓(ya),可以計(ji)算出煙(yan)氣(qi)流速(su):

式中(zhong),
Vs——煙(yan)氣(qi)流速(su),m/s;
Kp——皮托管系(xi)數(shu),壹(yi)般為(wei)0.84。
Pd——煙(yan)氣(qi)動壓(ya),Pa;(皮托管實際測量得出)
ρs——工況(kuang)下濕煙(yan)氣(qi)密(mi)度,kg/m³(與含(han)濕量(liang)、煙(yan)氣(qi)組(zu)分含(han)量有(you)關(guan))
03 煙(yan)氣(qi)密(mi)度:
為(wei)什(shen)麽(me)標(biao)準狀態下(xia)默(mo)認1.34kg/m³
很多監(jian)測人(ren)員(yuan)會疑(yi)惑(huo):“煙(yan)氣(qi)密(mi)度怎(zen)麽(me)不是(shi)固定(ding)值(zhi)?1.34這個數(shu)是(shi)瞎(xia)編的(de)嗎?” 。其實這(zhe)個(ge)數(shu)值(zhi)來(lai)自(zi)國標(biao)(GB5468-91《鍋爐(lu)煙(yan)塵測試(shi)方法(fa)》),是基於(yu)實際鍋爐(lu)煙(yan)氣(qi)組(zu)分推導(dao)的(de)科(ke)學值。
但是(shi),在(zai)實際煙(yan)道內(nei),煙(yan)氣(qi)含(han)量往往(wang)因工(gong)藝不同(tong)而有(you)明顯差異,尤其是隨著超低(di)排放(fang)改造(zao),往往(wang)煙(yan)道內(nei)含(han)濕量(liang)較(jiao)高。因此,其濕煙(yan)氣(qi)密(mi)度不是(shi)壹(yi)個固定(ding)值(zhi),理論上(shang)說(shuo),需要(yao)每次(ci)進(jin)行(xing)測量煙(yan)氣(qi)組(zu)分和含(han)濕量(liang),然(ran)後計(ji)算輸(shu)入準確的(de)煙(yan)氣(qi)密(mi)度。

最(zui)後,我(wo)們來(lai)詳(xiang)細(xi)推導(dao)壹下(xia)ρs
標(biao)準(zhun)狀態下(xia)濕煙(yan)氣(qi)密(mi)度:

Ms——排(pai)氣(qi)氣(qi)體的(de)分子(zi)量(liang),煙(yan)道內(nei)排(pai)氣(qi)為燃燒後混合(he)濕氣(qi),需要(yao)根(gen)據(ju)下(xia)方公(gong)式計算對(dui)應的(de)排(pai)氣(qi)氣(qi)體分子(zi)量(liang)。

例(li)如:某典型(xing)燃煤鍋(guo)爐(lu)煙(yan)氣(qi)中,氧氣(qi)含(han)量為6%,氮(dan)氣(qi)含(han)量為80%,CO2含(han)量14%,含(han)濕量(liang)為(wei)8%時(shi),計算:

由(you)理(li)想(xiang)氣(qi)體狀態(tai)方程 PV=nRT,
工況(kuang)狀(zhuang)態下濕煙(yan)氣(qi)密(mi)度:

其中,Ba——大(da)氣(qi)壓;
Ps——靜(jing)壓
ts——排(pai)氣(qi)溫度(煙(yan)溫)
總結(jie):
因此煙(yan)氣(qi)流速(su)的(de)測定與動(dong)壓、靜(jing)壓、大(da)氣(qi)壓、煙(yan)溫、含(han)濕量(liang)、煙(yan)氣(qi)組(zu)分含(han)量均有(you)關(guan)系(xi)。