cems溫壓流一體監(jiān)測系統(tǒng)
1 概述
cems溫壓流一體監(jiān)測系統(tǒng)（以下簡稱溫壓流監(jiān)測儀）由S型皮托管、熱電阻、微壓差/絕壓傳感器組、反吹單元和信號控制處理器等組成，是專門針對煙氣排放監(jiān)測的高塵、高溫、高濕和高腐蝕環(huán)境而開發(fā)的一體式流速、動壓、靜壓、煙溫監(jiān)測儀，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，適用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）進(jìn)行煙氣流速、壓力、溫度及流量的實(shí)時連續(xù)測量。
2 技術(shù)特點(diǎn)
- 可實(shí)時測量煙氣的流速、動壓、靜壓和溫度，通過4路模擬信號4~20mA有源輸出。
- 自動定時或手動對動壓和流速校零。
- 液晶顯示各測量數(shù)據(jù)和信號，可直接讀數(shù)，便于調(diào)試。
- 測量精度高，可靠性好，可*連續(xù)工作。
- 配備自動反吹單元，可定時清理皮托管內(nèi)的顆粒物，反吹間隔時間可設(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，反吹時間：4s，反吹間隔時間：可設(shè)為1、2、4、8小時或不反吹。出廠設(shè)為每4小時反吹一次。
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。
自動校零：可設(shè)定間隔時間進(jìn)行自動校正動壓和流速的零點(diǎn)。
皮托管長度：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：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)測儀是采用皮托管法來實(shí)現(xiàn)煙氣流速的測量。利用皮托管、壓力傳感器和溫度傳感器測出煙氣的動壓、靜壓和溫度，這些參數(shù)與被測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。
信號控制處理器采集各傳感器信號進(jìn)行處理計算并控制反吹單元，同時有源輸出煙氣的流速、動壓、靜壓和溫度的4~20mA電流信號，用戶可根據(jù)需要選擇接入這些信號。信號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)信號處理控制器發(fā)出的指令，定時對皮托管的進(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)測儀的安裝位置要盡量選擇煙氣流場穩(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)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》中的相關(guān)要求。
5.2 對接法蘭焊接和預(yù)埋
溫壓流監(jiān)測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，焊接法蘭時要注意法蘭的方向，必須保證螺栓孔在正上方。
對接法蘭尺寸圖
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)場把皮托管固定法蘭和和隔熱墊圈插入煙道上的對接法蘭然后擰緊即可。注意：安裝法蘭時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氣流方向，為迎風(fēng)口；另一端口背對氣流方向，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。
對測量點(diǎn)的位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在整個儀器運(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，皮托管正對氣流的一端與管相連接入迎風(fēng)口，背對氣流的一端與管相連接入背風(fēng)口，千萬不要接反。連接時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。
注意：在接線前要確保電源關(guān)閉，在接線時要注意極性和線序。
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應(yīng)的線纜分別連接信號地、溫度t、壓力P、動壓DP和流速V的4~20mA輸出信號的端子插頭里，擰緊固定螺釘，然后依次插入對應(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，按照圖示的線序把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，儀器自動開始進(jìn)行皮托管反吹和動壓流速校零動作，兩路反吹電磁閥和校零電磁閥依次動作，整個持續(xù)時間約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）、煙氣動壓（DP）和調(diào)整系數(shù)（Δ）的數(shù)據(jù)。
測量斷面流速的修正：
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)可以對輸出的流速值進(jìn)行修正，即對測點(diǎn)流速乘以調(diào)整系數(shù)，使其可以反映出整個測量斷面的平均流速。調(diào)整系數(shù)（Δ）范圍為0~2，出廠設(shè)為1，調(diào)整旋鈕在信號控制處理器的面板上。
7 煙氣流速和動壓自動和手動校零
本機(jī)帶有手動和自動校零功能。
自動校零的間隔時間同反吹設(shè)定的時間*，按1、2、4、8小時的間隔進(jìn)行反吹和校零。如設(shè)置為不反吹，則每隔1小時自動校零。
如需要手動校零，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作，整個持續(xù)時間約10秒鐘，期間輸出信號為采樣保持?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)場環(huán)境和機(jī)組運(yùn)行工況簡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，請及時與我們。
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：用萬用表電阻檔量兩個紅色端子為短路，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)動抽出損壞的熱電阻。然后把新的轉(zhuǎn)動插入，zui后上緊卡套螺母（以不能抽動熱電阻為宜）。 |
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 | |
皮托管開口未對著氣流方向 | 調(diào)整皮托管方向 | |
皮托管因腐蝕兩個管子連通 | 更換皮托管 | |
煙道死區(qū)無煙氣流動 | 調(diào)整皮托管伸入長度找有煙氣流動的位置 | |
流速高低波動大 | 煙氣旋流或紊流 | 更換測點(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 主機(jī)故障 | 檢查電源，更換主機(jī) |
附錄 煙氣流速計算
煙氣的流速是煙氣參數(shù)的一個很重要的物理量，其測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量的測點(diǎn)位置及數(shù)量要求，對CEM系統(tǒng)煙氣流速的測量點(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)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》。
溫度壓力流量監(jiān)測儀使用S型皮托管，它是由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成。測量端有方向相反的兩個開口，這兩個開口的壓力差即為煙氣的動壓。其中，面向氣流的開口測得的壓力為全壓，背向氣流的開口測得的壓力為煙氣靜壓。由于皮托管安裝方向的原因，所測的煙氣靜壓略小于煙道內(nèi)的真實(shí)靜壓力，但對計算測量結(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。
煙氣流速的計算，測點(diǎn)煙氣的流速Vs按下式計算：
式中：
VS 濕煙氣的氣體流速，m/s；
Pd 煙氣動壓，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,在沒有測量時,取煙氣的平均分子量為30.
