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烟气流量测量的难点

来源:西安三联测控技术有限公司   2025年04月08日 09:19  

目前国内外的大型燃煤机组,多采用选择性催化还原法,俗称氨气脱硝。是把NH3作为还原剂,经喷氨格栅喷入烟道的脱硝方法。SCR(selectivecatalyticreduction)的原理,是利用氨气与烟气充分混合后,进入催化剂层,在催化剂的作用下,把NOx还原为N2和H2O。

  在SCR工艺中,需要根据烟气流量,计算和调节喷入烟道的NH3量,以达到脱硝效率的要求。烟气流量一般可通过锅炉燃料成分分析结果,以及锅炉燃烧的空气流量、燃料量等进行计算得出。但随着各地环保局对脱硝重视力度的加大,个别地区环保局要求脱硝反应器入、出口烟气流量以及NOx、O2均要上传至环保局实时监视,因此通过计算得出烟气量的方式无法满足环保局要求,取而代之的是利用流量计进行反应器入、出口烟气量的测量。

   目前脱硝反应器大部分采用高尘布置,即布置在锅炉省煤器和空预器之间,锅炉除尘器之前。其布置位置的特殊性,决定了测量介质烟气具有高温、高尘、高腐蚀的特性,而设备布置的局限性,也直接导致了反应器入、出口烟道直管段较短,给流量计的正确选型带来更大的困难。不合理的测量方式,会使得流量计使用寿命变短、导致数据失真。实际操作中,脱硝反应器入口烟道流量测量值,受不同的测量方式和流量计的影响较大。选择合适的测量方式,可以在烟气含尘量高、测量直管短的客观条件下,突破仪表堵塞、磨损严重瓶颈,获取精确的烟道流量数据。因此,电站锅炉大型烟风道流速测量方式的选择非常重要

 

 

烟气燃烧的成分

      烟道气是由于在锅炉加热和工艺炉中以化学计量比加热燃料(液体或固体或气体)和空气而在燃烧过程中排放的气体。

燃烧产生的烟气主要包括:

氮气 (N 2 )

一氧化碳 (CO)

二氧化碳 (CO 2 )

微量二氧化硫 (SO 2 )

氮氧化物 (NO, NO 2 )

悬浮颗粒物 (SPM)

水分

      烟道气是由于火力发电厂、钢铁厂和铸造厂、水泥生产厂、化肥生产加工厂、许多其他工业、商业、和其他设施。

 

测量意义

‌环保合规与排放监管‌

烟气流量是计算污染物排放总量和浓度的关键参数,直接影响环保法规执行。我国明确要求污染物排放数据需基于标准状态干烟气折算,流量测量准确性直接决定折算结果的有效性‌。

‌工艺优化与安全评估‌

实时监测流量可反映生产工艺稳定性,避免因流量异常导致设备故障或安全事故。例如,流速过高可能加剧烟道腐蚀,过低则可能引发粉尘沉积或堵塞‌。

‌污染治理与经济性平衡‌

精准的流量数据为企业优化脱硫、脱硝等治理工艺提供依据,避免资源浪费,同时减少因超标排放导致的罚款风险‌。

常用测量方案

‌超声波流量计‌

‌原理‌:通过顺流/逆流超声波传播时间差计算流速,适用于大口径烟道。

‌局限‌:价格昂贵,安装要求高(需严格对中),耐温上限约220℃‌。

‌热式气体质量流量计‌

‌原理‌:基于热传导原理,通过加热功率与温度差的关系计算质量流量。

‌局限‌:探针需定期清洁,长期高温环境可能影响传感器寿命‌。

‌皮托管法‌

‌原理‌:通过测量全压与静压差计算动压,再推算流速。

‌优势‌:成本低,结构简单,适合临时检测或验证其他设备数据‌

‌局限‌:易受粉尘堵塞,长期使用稳定性差,维护频率高‌

 

创新

西安三联测控多点组合式矩阵式流量装置、多喉径多测点传感器

 

将烟道断面划分成规则的网格,在每个节点上安装测量传感器,记录烟气压力、温度、氧量和湿度的数值,计算出烟气流量

 

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创新的多点测量技术

矩阵式风量测量装置融合了多个高精度流速传感器,每个传感器都配备了具有防堵功能的取压口。这些探头被精心布置在风道截面上,使得装置能够精确捕捉到风道内各个位置的平均流速。这种多点感测的设计有效减少了旋流和紊流的影响,从而显著降低了测量误差,确保在复杂风场中也能提供高度准确的风量数据。

较高的防堵设计

装置的取压口采用了新颖设计,不仅提高了取压效能,还具备实时自动清灰功能,特别适用于含尘量大、介质多污的工况。探头正负压侧的30°斜角设计,结合内部自动抖动的清扫棒,能有效清除介质流过时的粉尘,确保持久的防堵效果。这一设计解决了传统装置中的信号堵塞问题,实现了长期免维护运行。

高精度测量技术

矩阵式风量测量装置在流场紊乱和短直管段等复杂情况下,依然能提供高精度的测量结果。其设计优化了流体阻力,减少了锐边磨损,同时结合冷态标定与热态温度压力补偿技术,进一步提升了测量的准确性和数据可靠性。装置通过精确的压差传感器和流量计算公式,实时监测风速和风量,为空气流动控制提供了准确依据。

安装和维护便捷

矩阵式风量测量装置采用模块化设计,结构简洁,安装过程便捷高效,可迅速融入现有风管系统,节省了大量时间和人力成本。其低直管段要求进一步简化了系统测量流程。此外,简单的装置结构使得维护和清洗变得容易,减少了设备停机时间和维护工作量。

广泛的应用领域

矩阵式风量测量装置适用于多个工业领域,包括电厂输煤粉管道的风流量控制、工业烟气排放监测、矿井通风系统以及化工制造业等。在这些领域中,它都发挥着重要作用,助力实现有效、清洁的生产运营和环境保护目标。

矩阵式风量测量装置以其创新的多点测量技术、专业的防堵设计和高精度测量能力,为工业用户带来了可靠的空气流量解决方案。在粉尘多、工况复杂的环境下,该装置能持续提供稳定、精准的数据,助力设备高效、节能地运行。选择矩阵式风量测量装置,将推动工业生产向更高效、更环保的方向发展。

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