研究煙氣排放連續監測系統流速誤差影響

葉淳錚

摘 要：近年來，我國經濟發展迅速，人們的生產生活水平得到提高。我國在發展初期，大力發展重工業，忽視了對環境的保護。隨著科技的發展，我國乃至國際都不斷加強對環境的保護。環境污染有：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。為了保護環境，我國加強對煙氣排放的監測，顆粒物 CEMS 、氣態污染 物 CEMS 、 煙氣參數測 定子系統構成煙氣排放連續監測系統。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系，因此，必須確保煙氣排放流速的準確性。文章下述內容從造成煙氣流速計量失誤的因素出發，對誤差進行分析，找出存在的問題，并提出合理的措施，提高我國監測的準確性，為我國持續發展奠定堅實的基礎。

關鍵詞：煙氣排放連續監測系統;流速;誤差;環境;分析;CEMS流速;措施;發展

引言

我國逐漸提高對環境的重視，努力改善環境，提高人們的生活質量。大氣污染，極易造成人們產生各種疾病，出現霧霾等現象，為了改善這一環境，我國提高煙氣排放連續監測系統的技術，提升監測的準確性。煙氣排放連續監測系統是由：顆粒物CMES、氣態污染 物 CMES、煙氣參數測定子系統共同組成，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。在監測中，能夠對空氣中的煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流速、煙氣流量、乃至含水量都能夠進行測量，通過對比相關數據，將檢測結果以數據的形式傳送給相關部門。煙氣排放連續監測系統在我國大型化工企業中運用較廣例如：玻璃廠、化工廠、燃煤發電廠、鋼鐵冶金、垃圾處理廠等企業運用較為廣[1]。這些企業在氣體排放時，都容易排除有毒、污染性氣體，因此，必須加強對此類企業的煙氣排放監測力度，才能夠減少環境污染。

環境管理、規劃以及質量監測都離不開CMES監測的數據，同時，CMES監測數據能夠為我國的環境執法、排污收費、總量減排、排污許可等一系列操作提供依據。若提供的數據缺乏準確性，那么就會對我國一些經濟發展的決策造成不可挽回的影響，致使我國的決策缺乏科學依據作為支撐，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系，關系到企業排污睡繳納和環保部門排污總量的控制，文章下述內容從CMES監測出發，找出存在的問題，并提出合理的解決方案。

一、概述煙氣排放連續監測系統的原理

其中煙氣排放連續監測系統中的CMES煙氣流速測量主要包括：皮托管連續檢測系統、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進行煙流量測量，可以直接在橫截面直管段中設置一個與流速方向垂直的靶板，原理是，當煙流體在經過靶板周圍時，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。當雷諾數范圍在一定數值內，那么煙流流過流量計的流量數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）簡介熱式質量流量計流速測量原理

經過熱式質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境溫度以上，另一個溫度傳感器就是感應介質溫度[2]。在介質的流速增加之后，相應的介質帶走的熱量也會相應的增多，這兩個傳感器的溫度就會隨著介質的流速進行變化，也就可以證明，介質流量的變化，關乎到感應器的溫度變化。

（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傳播的時間和流量的關系進行準確的測量。介質靜止狀態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性方程作為差壓流量計流測速的依據，當流體經過傳感器時，那么連個就會產生差壓，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定的流速測量和更高的測量準確性。在檢測排放煙氣中，檢測系統多長期處于高溫中，濕度較高，我國多采用CMES檢測對大型污染源進行監測，就目前而言，我國通常給采用皮管托流量計作為重點監測方式。

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，通過數據測采集以及控制，經過對數據進行出路后，就能夠得出污染源的流量并且進行數據的傳送[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，在日常監測中，差壓變送器輸出方式和流速數學計算模型不符。舉個例子如下表1：這是北京某企業型號為SCS-900的煙氣在線監測系統流速檢定，在檢測中的條件是：檢測器的皮托管系數設置為0.822，速度場系數設置是0.87，煙氣檢測系統的溫度為0攝氏度。

（3）對壓力、溫度變送器準確度引入流速檢測系統進行誤差分析

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，必須進行準確的誤差分析，并且將皮托管的系數設置為0.84，提高檢測的準確性。

三、總結

綜上所述，差壓變送器輸出方式和輸出數據的準確性能夠對CMES流速計算的影響較大，在對溫度、壓力、變壓器設定恒定值時，要確保等級范圍，避免誤差的出現。除此之外，在對CMES的檢測中，也應該確保變壓器與數學計算模型相對應，提高CMES流速監測的準確性，只有提高其準確性，才能夠對我國環境的保護提出合理的建議，確保企業排放污染物的含量，為我國的健康可持續發展打下堅固的基礎。

參考文獻

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

[2]梅昌利.固定污染源煙氣排放連續監測系統問題探討[J].工程建設與設計， 2019（6）：164-165.

[3]陳云.煙氣排放連續監測系統（CEMS）運維淺析[J].山東工業技術， 2019（20）170-170.