研究煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)流速誤差影響

葉淳錚

摘 要：近年來，我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們的生產(chǎn)生活水平得到提高。我國在發(fā)展初期，大力發(fā)展重工業(yè)，忽視了對環(huán)境的保護。隨著科技的發(fā)展，我國乃至國際都不斷加強對環(huán)境的保護。環(huán)境污染有：水污染、噪音污染、大氣污染。其中大氣污染造成的因素很對，一些廢氣、有毒氣體排放到空氣中，就會造成空氣污染。為了保護環(huán)境，我國加強對煙氣排放的監(jiān)測，顆粒物 CEMS 、氣態(tài)污染 物 CEMS 、 煙氣參數(shù)測 定子系統(tǒng)構(gòu)成煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。煙氣的流速直接與氣體排放總量以及顆粒物體排放率有直接關(guān)系，因此，必須確保煙氣排放流速的準(zhǔn)確性。文章下述內(nèi)容從造成煙氣流速計量失誤的因素出發(fā)，對誤差進行分析，找出存在的問題，并提出合理的措施，提高我國監(jiān)測的準(zhǔn)確性，為我國持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng);流速;誤差;環(huán)境;分析;CEMS流速;措施;發(fā)展

引言

我國逐漸提高對環(huán)境的重視，努力改善環(huán)境，提高人們的生活質(zhì)量。大氣污染，極易造成人們產(chǎn)生各種疾病，出現(xiàn)霧霾等現(xiàn)象，為了改善這一環(huán)境，我國提高煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)，提升監(jiān)測的準(zhǔn)確性。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是由：顆粒物CMES、氣態(tài)污染 物 CMES、煙氣參數(shù)測定子系統(tǒng)共同組成，其中在對排放的煙氣進行污染物濃度進行測定時，通常采用采樣方式和非采樣方式。在監(jiān)測中，能夠?qū)諝庵械臒煔鉁囟?、煙氣壓力、煙氣流速、煙氣流量、乃至含水量都能夠進行測量，通過對比相關(guān)數(shù)據(jù)，將檢測結(jié)果以數(shù)據(jù)的形式傳送給相關(guān)部門。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)在我國大型化工企業(yè)中運用較廣例如：玻璃廠、化工廠、燃煤發(fā)電廠、鋼鐵冶金、垃圾處理廠等企業(yè)運用較為廣[1]。這些企業(yè)在氣體排放時，都容易排除有毒、污染性氣體，因此，必須加強對此類企業(yè)的煙氣排放監(jiān)測力度，才能夠減少環(huán)境污染。

環(huán)境管理、規(guī)劃以及質(zhì)量監(jiān)測都離不開CMES監(jiān)測的數(shù)據(jù)，同時，CMES監(jiān)測數(shù)據(jù)能夠為我國的環(huán)境執(zhí)法、排污收費、總量減排、排污許可等一系列操作提供依據(jù)。若提供的數(shù)據(jù)缺乏準(zhǔn)確性，那么就會對我國一些經(jīng)濟發(fā)展的決策造成不可挽回的影響，致使我國的決策缺乏科學(xué)依據(jù)作為支撐，煙氣的流速直接與氣體排放總量以及顆粒物體排放率有直接關(guān)系，關(guān)系到企業(yè)排污睡繳納和環(huán)保部門排污總量的控制，文章下述內(nèi)容從CMES監(jiān)測出發(fā)，找出存在的問題，并提出合理的解決方案。

一、概述煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的原理

其中煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中的CMES煙氣流速測量主要包括：皮托管連續(xù)檢測系統(tǒng)、靶式流量計測定煙道、熱平衡儀測定某一點固定點的排氣質(zhì)量流量。

（1）簡介靶式流量計流速測量原理

通過靶式流量在煙道內(nèi)進行煙流量測量，可以直接在橫截面直管段中設(shè)置一個與流速方向垂直的靶板，原理是，當(dāng)煙流體在經(jīng)過靶板周圍時，由于受推力的影響，推力的大小與流體的動能和靶板的面積成正比。當(dāng)雷諾數(shù)范圍在一定數(shù)值內(nèi)，那么煙流流過流量計的流量數(shù)與靶板所受的推力則成正比，在對靶板所受的力進行測量時，通常采用力傳感器進行檢測。

（2）簡介熱式質(zhì)量流量計流速測量原理

經(jīng)過熱式質(zhì)量流量計測量煙道的煙流時，其中包含兩個溫度傳感器，這兩個溫度傳感器中，一個傳感器被加熱到高于環(huán)境溫度以上，另一個溫度傳感器就是感應(yīng)介質(zhì)溫度[2]。在介質(zhì)的流速增加之后，相應(yīng)的介質(zhì)帶走的熱量也會相應(yīng)的增多，這兩個傳感器的溫度就會隨著介質(zhì)的流速進行變化，也就可以證明，介質(zhì)流量的變化，關(guān)乎到感應(yīng)器的溫度變化。

（3）簡介超聲波流量計流速測量原理

超聲波流量計流速測量原理就是通過對聲波在流動介質(zhì)傳播的時間和流量的關(guān)系進行準(zhǔn)確的測量。介質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下的聲波傳播速度與流體軸向平均流速在聲波傳播方向上的分量組成聲波在流體中的實際傳播速度。

（4）簡述差壓流量計流速測量原理

通過伯努力方程和流動連續(xù)性方程作為差壓流量計流測速的依據(jù)，當(dāng)流體經(jīng)過傳感器時，那么連個就會產(chǎn)生差壓，流量的平方與差壓形成正比。

差壓流量計包含：矩陣式煙氣流量計、皮托管式流量煙氣計，矩陣式煙氣流量計可以直接計算面流速，可以起到有效的防止流速取壓口堵塞，除此之外，更具有皮托管不具備的更加穩(wěn)定的流速測量和更高的測量準(zhǔn)確性。在檢測排放煙氣中，檢測系統(tǒng)多長期處于高溫中，濕度較高，我國多采用CMES檢測對大型污染源進行監(jiān)測，就目前而言，我國通常給采用皮管托流量計作為重點監(jiān)測方式。

二、流速誤差分析

（1）流速誤差影響因素

如圖一所示，煙氣測量參數(shù)包含四大部分：煙氣溫度變送器、煙氣壓力變送器、煙氣差壓變送器、煙氣濕度變送器，通過數(shù)據(jù)測采集以及控制，經(jīng)過對數(shù)據(jù)進行出路后，就能夠得出污染源的流量并且進行數(shù)據(jù)的傳送[3]。其中，在檢測中，可以對煙氣流量的溫度和濕度進行監(jiān)測。

（2）差點變壓器輸出方式引入流速誤差分析

線性輸出和開方輸出是差點變壓器的主要輸出方式，因此，在日常監(jiān)測中，差壓變送器輸出方式和流速數(shù)學(xué)計算模型不符。舉個例子如下表1：這是北京某企業(yè)型號為SCS-900的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)流速檢定，在檢測中的條件是：檢測器的皮托管系數(shù)設(shè)置為0.822，速度場系數(shù)設(shè)置是0.87，煙氣檢測系統(tǒng)的溫度為0攝氏度。

（3）對壓力、溫度變送器準(zhǔn)確度引入流速檢測系統(tǒng)進行誤差分析

通過檢測可知，CMES通常配套的溫度為0到300攝氏度，壓力則為-2到2kPa，因此，在對溫度進行分析時，必須進行準(zhǔn)確的誤差分析，并且將皮托管的系數(shù)設(shè)置為0.84，提高檢測的準(zhǔn)確性。

三、總結(jié)

綜上所述，差壓變送器輸出方式和輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性能夠?qū)MES流速計算的影響較大，在對溫度、壓力、變壓器設(shè)定恒定值時，要確保等級范圍，避免誤差的出現(xiàn)。除此之外，在對CMES的檢測中，也應(yīng)該確保變壓器與數(shù)學(xué)計算模型相對應(yīng)，提高CMES流速監(jiān)測的準(zhǔn)確性，只有提高其準(zhǔn)確性，才能夠?qū)ξ覈h(huán)境的保護提出合理的建議，確保企業(yè)排放污染物的含量，為我國的健康可持續(xù)發(fā)展打下堅固的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]方軍毅，鐘琰.煙氣自動監(jiān)測系統(tǒng)常見問題檢查及解決方法[J].科技與創(chuàng)新， 2017（13）：62-63.

[2]梅昌利.固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)問題探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計， 2019（6）：164-165.

[3]陳云.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）運維淺析[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2019（20）170-170.