一篇講透——
煙氣流速與煙氣密度
煙塵綜合測(cè)試儀關(guān)鍵參數(shù)
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)。
01 S型皮托管和修正系數(shù)
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(chǎng)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(chǎng)家提供的標(biāo)定值，通常為0.84，在出廠(chǎng)前，廠(chǎng)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)。
02 動(dòng)靜壓和流速測(cè)量
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)）
03 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。
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