cems溫壓流一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
1 概述
cems溫壓流一體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱溫壓流監(jiān)測(cè)儀）由S型皮托管、熱電阻、微壓差/絕壓傳感器組、反吹單元和信號(hào)控制處理器等組成，是專門針對(duì)煙氣排放監(jiān)測(cè)的高塵、高溫、高濕和高腐蝕環(huán)境而開發(fā)的一體式流速、動(dòng)壓、靜壓、煙溫監(jiān)測(cè)儀，符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，適用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）進(jìn)行煙氣流速、壓力、溫度及流量的實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量。
2 技術(shù)特點(diǎn)
- 可實(shí)時(shí)測(cè)量煙氣的流速、動(dòng)壓、靜壓和溫度，通過4路模擬信號(hào)4~20mA有源輸出。
- 自動(dòng)定時(shí)或手動(dòng)對(duì)動(dòng)壓和流速校零。
- 液晶顯示各測(cè)量數(shù)據(jù)和信號(hào)，可直接讀數(shù)，便于調(diào)試。
- 測(cè)量精度高，可靠性好，可*連續(xù)工作。
- 配備自動(dòng)反吹單元，可定時(shí)清理皮托管內(nèi)的顆粒物，反吹間隔時(shí)間可設(shè)定。
- 安裝和接線便捷，維護(hù)量低。
- 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，需要的安裝空間小。
特別說明：靜壓量程更改為（60 ~140）kPa（絕壓）
3 技術(shù)指標(biāo)
輸出參數(shù)：（有源輸出）
| 參數(shù)范圍 | 顯示分辨率 | 信號(hào)輸出 | 準(zhǔn)確度 |
煙氣流速 | （0~40）m/s | 0.1m/s | （4 ~ 20）mA | ±2.5%FS |
煙氣動(dòng)壓 | （0~1000 ）Pa | 1Pa | （4 ~ 20）mA | ±2.5%FS |
煙氣靜壓 | （60 ~140）kPa （絕壓） | 0.1kPa | （4 ~ 20）mA | ±2.5 %FS |
煙氣溫度 | （0 ~ 500 ）℃ | 0.1℃ | （4 ~ 20）mA | ±2.5%FS |
反吹單元
電磁閥電源：220VAC，反吹時(shí)間：4s，反吹間隔時(shí)間：可設(shè)為1、2、4、8小時(shí)或不反吹。出廠設(shè)為每4小時(shí)反吹一次。
反吹氣源要求：儀表氣，壓力為0.3~0.8MPa（表壓），配備減壓閥和表頭。zui大不得超過0.8MPa。
自動(dòng)校零：可設(shè)定間隔時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)校正動(dòng)壓和流速的零點(diǎn)。
皮托管長(zhǎng)度：1000mm、1500mm、1800mm；可根據(jù)客戶需求訂制。
機(jī)箱尺寸：335mm×230mm×100mm
整機(jī)重量（含法蘭）：約10kg
安裝環(huán)境要求：溫度：-25~65℃，振動(dòng)：加速度小于1g。
工作電源：220VAC， 1.5A。
4 儀器原理和結(jié)構(gòu)
溫壓流監(jiān)測(cè)儀是采用皮托管法來實(shí)現(xiàn)煙氣流速的測(cè)量。利用皮托管、壓力傳感器和溫度傳感器測(cè)出煙氣的動(dòng)壓、靜壓和溫度，這些參數(shù)與被測(cè)煙氣流速呈一定比例關(guān)系，從而可定量煙氣的流速。
溫壓流監(jiān)測(cè)儀由S型皮托管、熱電阻、微壓差/絕壓傳感器組、反吹單元和信號(hào)控制處理器等組成，整機(jī)為全不銹鋼分體式結(jié)構(gòu)。皮托管和法蘭采用外套螺母加密封圈結(jié)構(gòu)，安裝拆卸便捷，便于運(yùn)輸和搬運(yùn)。
S型皮托管和鎧裝熱電阻采用具有高耐腐蝕性能的316L不銹鋼材料，同時(shí)外加316L不銹鋼保護(hù)套和固定用的外套螺母集成為一體式皮托管和溫度探頭。
信號(hào)控制處理器采集各傳感器信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算并控制反吹單元，同時(shí)有源輸出煙氣的流速、動(dòng)壓、靜壓和溫度的4~20mA電流信號(hào)，用戶可根據(jù)需要選擇接入這些信號(hào)。信號(hào)控制處理器自帶顯示模塊，通過按鍵選擇需要觀察的數(shù)據(jù)，方便用戶檢修和調(diào)試。
反吹單元由雙電磁閥和氣罐組成。它根據(jù)信號(hào)處理控制器發(fā)出的指令，定時(shí)對(duì)皮托管的進(jìn)行反吹，防止發(fā)生皮托管堵塞現(xiàn)象。
5 設(shè)備安裝
5.1 選擇安裝位置
溫壓流監(jiān)測(cè)儀的安裝位置要盡量選擇煙氣流場(chǎng)穩(wěn)定均勻的直管段。具體可參考HJ/T 75-2007 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》或HJ/T 76-2007《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》中的相關(guān)要求。
5.2 對(duì)接法蘭焊接和預(yù)埋
溫壓流監(jiān)測(cè)儀的安裝前必須在所選擇的煙道開孔位置預(yù)埋或焊接內(nèi)徑為65~75mm的不銹鋼直管和對(duì)接法蘭，直管應(yīng)向煙道方向傾斜3°左右，法蘭和煙道要保證有60~80mm的扳手空間。法蘭尺寸見下圖，焊接法蘭時(shí)要注意法蘭的方向，必須保證螺栓孔在正上方。
對(duì)接法蘭尺寸圖
5.3 儀器安裝
5.3.1 法蘭連接
為了便于運(yùn)輸一般把皮托管和機(jī)箱分開包裝，在安裝現(xiàn)場(chǎng)把皮托管固定法蘭和和隔熱墊圈插入煙道上的對(duì)接法蘭然后擰緊即可。注意：安裝法蘭時(shí)不要忘記加裝隔熱墊圈。
整體安裝示意圖
5.3.2 安裝皮托管和機(jī)箱
安裝時(shí)把皮托管插入皮托管固定法蘭并根據(jù)煙氣流向調(diào)整皮托管的開口方向，使皮托管一端口方向正對(duì)氣流方向，為迎風(fēng)口；另一端口背對(duì)氣流方向，為背風(fēng)口。一般機(jī)箱可以固定在高于皮托管200~500mm處即可，如果有接入反吹氣才可直接安裝在皮托管固定法蘭上。
對(duì)測(cè)量點(diǎn)的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在整個(gè)儀器運(yùn)行正常穩(wěn)定后，鎖緊外套螺母。
5.3.3 氣路連接
注意：在接入反吹氣源前要檢查反吹氣源是否符合要求。
注意：氣路連接要防止漏氣和氣管打折。
外接反吹氣管和儀器內(nèi)部的氣管均為使用外徑6mm內(nèi)徑4mm的軟管，連接皮托管與壓力傳感器組之間的氣管，皮托管正對(duì)氣流的一端與管相連接入迎風(fēng)口，背對(duì)氣流的一端與管相連接入背風(fēng)口，千萬(wàn)不要接反。連接時(shí)需要擰緊管接頭螺母，以保證接頭和氣管可靠密封連接。氣管要截成合適的長(zhǎng)度，防止氣管打折。反吹氣管接入箱體上的吹掃氣接頭。
5.3.4 電路連接：
接入的220VAC電源線和信號(hào)線纜均采用壓線端子，本機(jī)電源采用220VAC;輸出為4路有源4-20mA信號(hào)。
注意：在接線前要確保電源關(guān)閉，在接線時(shí)要注意極性和線序。
A、連接熱電阻的三根引線的端子插入圖中的端子插座里。
B、外部輸出信號(hào)電纜接線：外部電纜需要6芯線纜，按有源輸出接線方式把對(duì)應(yīng)的線纜分別連接信號(hào)地、溫度t、壓力P、動(dòng)壓DP和流速V的4~20mA輸出信號(hào)的端子插頭里，擰緊固定螺釘，然后依次插入對(duì)應(yīng)的插座內(nèi)。完成接線后擰緊防水接頭固定好電纜。
C、在確定電源關(guān)閉后，按照?qǐng)D示的線序把220VAC三芯電源線接入端子。
6 操作和設(shè)定
在完成氣源、氣路和電氣連接并檢查無誤后，就可以給儀器上電并接通氣源使儀器正常運(yùn)行。上電后，儀器自動(dòng)開始進(jìn)行皮托管反吹和動(dòng)壓流速校零動(dòng)作，兩路反吹電磁閥和校零電磁閥依次動(dòng)作，整個(gè)持續(xù)時(shí)間約10秒鐘。 10秒后，通過顯示切換按鍵分別查看煙氣流速（V）、溫度（T）、壓力（P）、煙氣動(dòng)壓（DP）和調(diào)整系數(shù)（Δ）的數(shù)據(jù)。
測(cè)量斷面流速的修正：
根據(jù)煙道斷面流速的參比試驗(yàn)結(jié)果，通過調(diào)節(jié)調(diào)整系數(shù)可以對(duì)輸出的流速值進(jìn)行修正，即對(duì)測(cè)點(diǎn)流速乘以調(diào)整系數(shù)，使其可以反映出整個(gè)測(cè)量斷面的平均流速。調(diào)整系數(shù)（Δ）范圍為0~2，出廠設(shè)為1，調(diào)整旋鈕在信號(hào)控制處理器的面板上。
7 煙氣流速和動(dòng)壓自動(dòng)和手動(dòng)校零
本機(jī)帶有手動(dòng)和自動(dòng)校零功能。
自動(dòng)校零的間隔時(shí)間同反吹設(shè)定的時(shí)間*，按1、2、4、8小時(shí)的間隔進(jìn)行反吹和校零。如設(shè)置為不反吹，則每隔1小時(shí)自動(dòng)校零。
如需要手動(dòng)校零，只需把跳線帽拔下即開始校零，超過5秒后再重新插上，開始反吹和校零，兩路反吹電磁閥和校零電磁閥依次動(dòng)作，整個(gè)持續(xù)時(shí)間約10秒鐘，期間輸出信號(hào)為采樣保持?jǐn)?shù)據(jù)。
另重新給儀器上電也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)校零的功能。
8 檢查維護(hù)
l 維護(hù)周期
建議用戶在系統(tǒng)安裝后3天*次檢查儀器,而后30天再次檢查,如無問題,則可以3個(gè)月為間隔檢查。
- 維護(hù)內(nèi)容
- 檢查儀器的供電和反吹儀表氣壓力為0.3~0.6MPa（表壓）。zui大不得超過0.6MPa。
- 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和機(jī)組運(yùn)行工況簡(jiǎn)單判斷通過煙氣溫度、壓力、流速等是否在合理范圍之內(nèi)。遇到儀器故障可先參考下表查修，如還不能排除，請(qǐng)及時(shí)與我們。
故障查修表
故障現(xiàn)象 | 可能原因 | 檢查維修方法 |
溫度顯示0L或明顯有問題 | 熱電阻失效 | 正常的熱電阻判定：用萬(wàn)用表電阻檔量?jī)蓚€(gè)紅色端子為短路，紅和黃之間在25℃為109.73Ω；0℃為100Ω。 更換熱電阻：卸下熱電阻卡套螺母，轉(zhuǎn)動(dòng)抽出損壞的熱電阻。然后把新的轉(zhuǎn)動(dòng)插入，zui后上緊卡套螺母（以不能抽動(dòng)熱電阻為宜）。 |
引線和端子接觸不良 | 重新擰緊后檢查 | |
煙氣流速明顯與實(shí)際工況不符（如實(shí)際流速很大但輸出為0） | 皮托管堵塞或氣管打折 | 清通皮托管或氣管，或更換氣管 |
皮托管與微差壓傳感器之間的連接氣管漏氣 | 檢查接頭或更換氣管 | |
皮托管開口未對(duì)著氣流方向 | 調(diào)整皮托管方向 | |
皮托管因腐蝕兩個(gè)管子連通 | 更換皮托管 | |
煙道死區(qū)無煙氣流動(dòng) | 調(diào)整皮托管伸入長(zhǎng)度找有煙氣流動(dòng)的位置 | |
流速高低波動(dòng)大 | 煙氣旋流或紊流 | 更換測(cè)點(diǎn)，加濾波設(shè)置或裝置 |
靜壓顯示PL或PH | 反吹氣壓力過高，超量程 | 壓力傳感器過載損壞或電路故障，更換主機(jī) |
上電無顯示 | 供電電源未接好或接錯(cuò) 主機(jī)故障 | 檢查電源，更換主機(jī) |
附錄 煙氣流速計(jì)算
煙氣的流速是煙氣參數(shù)的一個(gè)很重要的物理量，其測(cè)量精度直接影響污染物排放總量的精度，GB／T16157規(guī)定了等速采樣法煙氣流速測(cè)量的測(cè)點(diǎn)位置及數(shù)量要求，對(duì)CEM系統(tǒng)煙氣流速的測(cè)量點(diǎn)的選擇可參考HJ/T 75 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》或HJ/T 76《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》。
溫度壓力流量監(jiān)測(cè)儀使用S型皮托管，它是由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)開口，這兩個(gè)開口的壓力差即為煙氣的動(dòng)壓。其中，面向氣流的開口測(cè)得的壓力為全壓，背向氣流的開口測(cè)得的壓力為煙氣靜壓。由于皮托管安裝方向的原因，所測(cè)的煙氣靜壓略小于煙道內(nèi)的真實(shí)靜壓力，但對(duì)計(jì)算測(cè)量結(jié)果的影響可以訂正。其修正系數(shù)Kp為0.84±0.01。S型皮托管的測(cè)壓端開口較大，不易被顆料物堵塞，適于在灰塵較大的煙道中使用。
煙氣流速的計(jì)算，測(cè)點(diǎn)煙氣的流速Vs按下式計(jì)算：
式中：
VS 濕煙氣的氣體流速，m/s；
Pd 煙氣動(dòng)壓，Pa；
Kp 皮托管修正系數(shù)，S型皮托管的修正系數(shù)為0.84；
Pa 煙道內(nèi)的靜壓力，Pa（壓力）；
ρs 煙氣密度，kg/m３；
ts 煙氣溫度,℃;
Ms 煙氣分子量,在沒有測(cè)量時(shí),取煙氣的平均分子量為30.
