CN107664523A - 一种矩阵式全烟气流量测量装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矩阵式全烟气流量测量装置和方法，该装置包括全压测量系统、静压测量系统、差压测量元件以及固定件，所述全压测量系统由若干个测量单元组成，每个测量单元包括引压干路和引压管，所述引压干路通过固定件固定于烟道内，所述引压管管口正对烟气来流方向；所述静压测量系统平行设置于全压测量系统后背侧，其结构与所述全压测量系统相同，引压管管口背对烟气来流方向；所述全压测量系统与所述静压测量系统采用靠背管形式焊接成型，分别与设置于烟道外的差压测量元件连接；本发明还公开了该装置的测量方法；能够稳定可靠地测量烟气流量，设备安装对直管稳流段要求较低，且不易堵塞、维护简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气流量监测装置，具体涉及一种矩阵式全烟气流量测量装置和方法。
背景技术
随着环保污染问题的日益严重以及国家环保政策和要求的进一步提高，实现在线准确监测烟气污染物排放至关重要。
目前用于烟气流量在线监测的测量装置主要有热式流量计、单点式毕托管流量计、超声波流量计、多点式流量计和截面流量计等几种方式。热式流量计属于单点测量，由于烟气湿度较高且存在大量灰尘，容易在传感器表面附着灰尘，导致流量测量误差较大，需要频繁校准。单点式毕托管流量计管径一般较小，在灰尘和湿度较大时容易堵塞，导致测量数据出现为0的情况，维护量较大，且毕托管在安装时要求有足够的直管稳流段，多数工业现场不具备安装条件。超声波流量计是通过测量超声波发射和接受的时间差来计算得出流速值，测量数据较其它测量方式有较高的准确性，但其价格昂贵，难以大规模工业应用。多点式流量计主要是通过测量差压，经过计算得出流速值，但是该方法只能采集一个断面的线流速，该线流速并不能很好地代表断面流速情况，而且在安装时要求有很长的直管稳流段，多数工业现场不具备安装条件。目前现有的截面流量计大多采取法兰连接，设置于两节管道之间，对烟道管路要求较高；另外，现有截面流量计的取压管道一般较粗，工程造价较高，且容易对烟气流场造成干扰，影响测量结果精确性。
发明内容
为解决现有烟气流量监测装置及方法存在的上述缺陷，本发明的目的旨在提供一种流量测量稳定可靠、对直管段要求较低、不易堵塞、维护简便的矩阵式全烟气流量测量装置和方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种矩阵式全烟气流量测量装置，包括全压测量系统1、静压测量系统2、差压测量元件以及固定件；所述全压测量系统1由若干个测量单元3组成，每个测量单元包括引压干路4和引压干路4底部连通的引压管5，引压干路4通过固定件固定于烟道内，全压测量系统1的引压管5管口正对烟气来流方向；所述静压测量系统2平行设置于全压测量系统1后背侧，其结构与全压测量系统1相同，其引压管管口背对烟气来流方向；全压测量系统1与静压测量系统2分别与设置于烟道外的差压测量元件连接。
所述全压测量系统1与静压测量系统2是两个独立结构件，采用靠背管形式焊接成型。
优选的，所述引压干路4和引压管5为具有聚四氟乙烯涂层的316L不锈钢管。
优选的，所述引压干路4和引压管5为Φ33.7×3.5mm圆管。
优选的，所述引压干路4和引压管5根据工业现场实际使用情况考虑增加压缩空气吹扫装置，以防止管路堵塞。
所述矩阵式全烟气流量测量装置的外围框架尺寸根据烟道尺寸定制，所述测量单元3的数量按比例增减。
优选的，所述差压测量元件为微差压传感器。
所述的矩阵式全烟气流量测量装置的测量方法，将烟道分为若干个面积相同的矩形区域，每个矩形区域中均设置有一个测量单元3，这样每个矩形区域内均有引压点，能够测量全压和静压；如此，烟道内将设置有若干面积相同的测量单元3，将这些测量单元3采集的全压和静压输入到差压测量元件中，并进行平均值计算，得到烟道横截面的平均全压和平均静压，进而得出全烟气平均的测量差压；根据平均差压，即能够更加准确地计算出整个截面的流速情况，按照速度面积法，根据烟道截面的面积，进而能够得到烟道流量数据，从而更好地反应该工况下的烟气情况。
本发明具有以下优点：
1、本发明矩阵式全烟气流量测量装置在烟道内矩阵式设置若干个测量单元，把各个测量单元测量得到的差压进行均值计算，以此得到整个截面的平均流速。
2、与现有技术相比，本发明测量点密度高，分布均匀，以面代点测量整个烟道截面的平均差压，可以大幅提高测量数据的准确性与稳定性。
3、本发明所述矩阵式全烟气流量测量装置的全压取样管道与静压取样管道是两个独立结构件，采用靠背管形式焊接成型。
4、本发明所述矩阵式全烟气流量测量装置的管路采用直径Φ33.7×3.5mm、外涂聚四氟乙烯涂层的316L的不锈钢管。根据工业现场实际使用情况，可以考虑增加压缩空气吹扫装置，避免管路堵塞。
5、本发明采用整体框架式结构，对烟道管路要求低，可整体装卸，显著降低了安装维护的难度。
附图说明
图1为本发明的整体结构图。
图2为本发明的正视图。
图3为本发明的侧视图。
图4为本发明的俯视图。
其中各附图标记的含义如下：
1、全压测量系统；2、静压测量系统；3、测量单元；4、引压干路；5、引压管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作更详细的说明。
如图1、图2、图3和图4所示，本发明的一种矩阵式全烟气流量测量装置，包括全压测量系统1、静压测量系统2、差压测量元件以及固定件，所述全压测量系统1由若干个测量单元3组成，每个测量单元包括引压干路4和引压干路4底部连通的引压管5，所述引压干路4通过固定件固定于烟道内，所述引压管5管口正对烟气来流方向；所述静压测量系统平行设置于全压测量系统后背侧，其结构与所述全压测量系统相同，引压管管口背对烟气来流方向；所述全压测量系统与所述静压测量系统采用靠背管形式焊接成型，分别与设置于烟道外的差压测量元件连接。
本发明的矩阵式全烟气流量测量装置的测量方法为：将烟道分为若干个面积相同的矩形区域，每个矩形区域中均设置有一个测量单元，这样每个矩形区域内均有引压点，可以测量全压和静压；如此，烟道内将设置有若干面积相同的测量单元，将这些测量单元采集的全压和静压输入到差压测量元件中，并进行平均值计算，得到烟道横截面的平均全压和平均静压，经计算就可以得出全烟气平均的测量差压。根据平均差压，即可更加准确地计算出整个截面的流速情况，按照速度面积法，根据烟道截面的面积，进而可以得到烟道流量数据，从而更好地反应该工况下的烟气情况。
本发明的一个实施例中的引压干路4和引压管5均为直径Φ33.7×3.5mm、具有聚四氟乙烯涂层的316L的不锈钢管。聚四氟乙烯具有摩擦系数和表面能超低的特性，其摩擦系数在所有塑料中是最低的，它的表面能在所有固体材料中也是最低的，这些特性都使烟尘很难在其表面附着，因此具有聚四氟乙烯涂层的316L不锈钢管可以有效防止管路堵塞。另外，根据工业现场实际使用情况，可以考虑增加压缩空气吹扫装置，以便进一步防止管路堵塞。
本发明的一个实施例中烟气流量测量装置的尺寸可根据烟道尺寸定制，其测量单元3的数量按比例增减。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
Claims (8)
1.一种矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：包括全压测量系统(1)、静压测量系统(2)、差压测量元件以及固定件；所述全压测量系统(1)由若干个测量单元(3)组成，每个测量单元包括引压干路(4)和引压干路(4)底部连通的引压管(5)，引压干路(4)通过固定件固定于烟道内，全压测量系统(1)的引压管(5)管口正对烟气来流方向；所述静压测量系统(2)平行设置于全压测量系统(1)后背侧，其结构与全压测量系统(1)相同，其引压管管口背对烟气来流方向；全压测量系统(1)与静压测量系统(2)分别与设置于烟道外的差压测量元件连接。
2.根据权利要求1所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述全压测量系统(1)与静压测量系统(2)是两个独立结构件，采用靠背管形式焊接成型。
3.根据权利要求1所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述引压干路(4)和引压管(5)为具有聚四氟乙烯涂层的316L不锈钢管。
4.根据权利要求1或3所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述引压干路(4)和引压管(5)为Φ33.7×3.5mm圆管。
5.根据权利要求1所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述引压干路(4)和引压管(5)根据工业现场实际使用情况考虑增加压缩空气吹扫装置，以防止管路堵塞。
6.根据权利要求1所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述矩阵式全烟气流量测量装置的外围框架尺寸根据烟道尺寸定制，所述测量单元(3)的数量按比例增减。
7.根据权利要求1所述的矩阵式全烟气流量测量装置，其特征在于：所述差压测量元件为微差压传感器。
8.权利要求1至7任一项所述的矩阵式全烟气流量测量装置的测量方法，其特征在于：将烟道分为若干个面积相同的矩形区域，每个矩形区域中均设置有一个测量单元(3)，这样每个矩形区域内均有引压点，能够测量全压和静压；如此，烟道内将设置有若干面积相同的测量单元(3)，将这些测量单元(3)采集的全压和静压输入到差压测量元件中，并进行平均值计算，得到烟道横截面的平均全压和平均静压，进而得出全烟气平均的测量差压；根据平均差压，即能够更加准确地计算出整个截面的流速情况，按照速度面积法，根据烟道截面的面积，进而能够得到烟道流量数据，从而更好地反应该工况下的烟气情况。
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