一篇講透——
煙氣流速與煙氣密度
煙氣流速Vs是煙塵采樣和煙氣排放量計(jì)算的重要參數(shù),其數(shù)值大小會(huì)影響等速采樣流量、工況/標(biāo)況體積、煙氣/標(biāo)干流量、煙氣排放量等結(jié)果。因此,煙氣流速的測(cè)定是至關(guān)重要的一環(huán)。
現(xiàn)場(chǎng)煙氣流速測(cè)量一般采用的是S型皮托管,它是有兩根相同的金屬管并聯(lián)組成,測(cè)量端有方向相反的兩個(gè)開(kāi)口。根據(jù)各廠家制作尺寸差別,需設(shè)置皮托管系數(shù)Kp對(duì)其修正,見(jiàn)圖1所示。
圖1 皮托管結(jié)構(gòu)圖
修正系數(shù)的確定方法為標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞測(cè)試,在實(shí)際應(yīng)用中可參照廠家提供的標(biāo)定值,通常為0.84,在出廠前,廠家會(huì)將皮托管與標(biāo)準(zhǔn)流速儀同步測(cè)量,通過(guò)公式反推皮托管系數(shù)。
流速測(cè)定時(shí),面向氣流開(kāi)口測(cè)得的壓力為全壓,背向氣流的開(kāi)口測(cè)得的是靜壓,兩者的差值就是動(dòng)壓,動(dòng)壓越大,流速越快。因此,皮托管▲P+一端全壓傳感器,▲P-一端動(dòng)壓傳感器。見(jiàn)圖2所示。
圖2 皮托管動(dòng)靜壓傳感器原理圖
通過(guò)測(cè)量煙氣動(dòng)壓,可以計(jì)算出煙氣流速:
式中,
Vs——煙氣流速,m/s;
Kp——皮托管系數(shù),一般為0.84。
Pd——煙氣動(dòng)壓,Pa;(皮托管實(shí)際測(cè)量得出)
ρs——工況下濕煙氣密度,kg/m3(與含濕量、煙氣組分含量有關(guān))
煙氣密度:
為什么標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下默認(rèn)1.34kg/m3
很多監(jiān)測(cè)人員會(huì)疑惑:“煙氣密度怎么不是固定值?1.34這個(gè)數(shù)是瞎編的嗎?” 。其實(shí)這個(gè)數(shù)值來(lái)自國(guó)標(biāo)(GB5468-91《鍋爐煙塵測(cè)試方法》),是基于實(shí)際鍋爐煙氣組分推導(dǎo)的科學(xué)值。
但是,在實(shí)際煙道內(nèi),煙氣含量往往因工藝不同而有明顯差異,尤其是隨著超低排放改造,往往煙道內(nèi)含濕量較高。因此,其濕煙氣密度不是一個(gè)固定值,理論上說(shuō),需要每次進(jìn)行測(cè)量煙氣組分和含濕量,然后計(jì)算輸入準(zhǔn)確的煙氣密度。
最后,我們來(lái)詳細(xì)推導(dǎo)一下ρs
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕煙氣密度:
Ms——排氣氣體的分子量,煙道內(nèi)排氣為燃燒后混合濕氣,需要根據(jù)下方公式計(jì)算對(duì)應(yīng)的排氣氣體分子量。
例如:某典型燃煤鍋爐煙氣中,氧氣含量為6%,氮?dú)夂繛?0%,CO2含量14%,含濕量為8%時(shí),計(jì)算:
由理想氣體狀態(tài)方程 PV=nRT,
工況狀態(tài)下濕煙氣密度:
其中,Ba——大氣壓;
Ps——靜壓
ts——排氣溫度(煙溫)
總結(jié):
因此煙氣流速的測(cè)定與動(dòng)壓、靜壓、大氣壓、煙溫、含濕量、煙氣組分含量均有關(guān)系。
END
·往期回顧·
1.《固定污染源廢氣低濃度顆粒物的測(cè)定 便攜式β射線法(征求意見(jiàn)稿)》標(biāo)準(zhǔn)解讀!
2.青島市委書(shū)記調(diào)調(diào)眾瑞&國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目工作組會(huì)議召開(kāi)!
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