熱式氣體流量計(jì)在CEMS系統(tǒng)中的應(yīng)用

一、問題的提出
大多應(yīng)用在熱力廠和發(fā)電廠的CEMS系統(tǒng)，測量流量過程分析面對的困難與問題很多：高溫、高粉塵、高水份、負(fù)壓及腐蝕性等；工況條件通常是：煙氣介質(zhì)溫度在150℃左右，熱電廠的一次風(fēng)或二次風(fēng)一般在200℃，但個(gè)別也有的400℃左右，；流速一般在30m/s左右；準(zhǔn)確度一般要求在1~2%左右；粉塵顆粒0～1000mg/m3；壓力測量范圍：-70～70mbar。在這種條件下，應(yīng)保證必要的檢測準(zhǔn)確度，應(yīng)有較快的反應(yīng)速度；應(yīng)易安裝、易標(biāo)定；防塵、防濺、防腐等防護(hù)要求；應(yīng)有較高的自動化程度，較少的維護(hù)工作量。 針對這些問題，我們通常有兩種儀表可以選擇：皮托管；熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
二、皮托管流量計(jì)與熱式流量計(jì)的比較
1、皮托管流量計(jì)
結(jié)構(gòu)圖

原理：通過測量壓力來測量流速，操作時(shí)將測速管放在管內(nèi)任意位置，使內(nèi)管管口與流動方向向垂直，測得該位置上的動壓與靜壓能之差，以hA或△p=RgρA。一般將測速管放在管中心，測得的是管中心的最大速度。速度計(jì)算公式：V=（2△p/ρ）1/2
用皮托管測量流速存在的問題：
1）為實(shí)現(xiàn)流速的測量，儀表得配備差壓變送器，尤其是在小流速（10m/S）的的測量，由皮托管產(chǎn)生的壓力很小，目前所配的微差壓變送器的精度受本身制造工藝的影響，精度無法考慮；其流量系數(shù)受測管大小、工藝管徑比、安裝等因素的影響。也就是說，要想兼顧整個(gè)量程段的準(zhǔn)確度，從原理上是不可能的。
2）抗腐蝕性問題。一般皮托管應(yīng)用在CEMS系統(tǒng)中時(shí)，材質(zhì)選用304、316L不銹鋼，為了防止腐蝕，采取噴涂或套四氟材料等措施，但通過實(shí)際的應(yīng)用時(shí)，都達(dá)不到理想的效果。
3）安裝、維護(hù)問題。由于用皮托管測量流速采用皮托管+差壓變送器來實(shí)現(xiàn)，無形中增加了安裝的復(fù)雜性，增加了整個(gè)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)緊湊性。由于在CEMS系統(tǒng)中的應(yīng)用易出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，為此大多采用皮托管測量流速的廠家，增加了反吹裝置。這無形中增加了單位面積的安裝復(fù)雜度和維護(hù)復(fù)雜度；
4）準(zhǔn)確度問題。準(zhǔn)確度取決于：安裝方向；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；變送器的精度。一般設(shè)計(jì)精度在3%左右。
5）含塵的氣體測量不宜測量。
優(yōu)點(diǎn)：
皮托管原理測量流速的原理優(yōu)點(diǎn)：耐高溫；方法簡單；價(jià)格適中
2、熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)
目前在CEMS系統(tǒng)中應(yīng)用的熱式質(zhì)量流量計(jì)不多，下面以SAILSORS品牌TF100為例說明
(1)結(jié)構(gòu)：
探桿材質(zhì)：316L、哈氏合金C-276、鈦材、鉭材等可選
探頭材質(zhì)：316L、哈氏合金C-276、鈦材、鉭材等可選
(2)原理
熱式質(zhì)量流量計(jì)是利用熱傳導(dǎo)原理檢測流量的儀表，即流動中的流體與熱源之間熱量交換關(guān)系來測量流量的儀表。可用表達(dá)式來具體說明：P/△T=A+B（Q）m
其中A，B是與氣體物理性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。從上述公式可以看出：加熱功率與熱源的溫度差的比值可以得出質(zhì)量流量Q。在實(shí)際的應(yīng)用中，我們把加熱功率或溫度差任一個(gè)參數(shù)固定來測量流體的質(zhì)量。前者為恒功率法；后者為恒溫差法。
(3)特點(diǎn)
專家系統(tǒng)算法；計(jì)算機(jī)輔助制造技術(shù)；寬量程比；大口徑，低流速；低壓損；質(zhì)量流量測量無須溫壓補(bǔ)償；低流速測量非常靈敏。
(4)應(yīng)用
在CEMS系統(tǒng)中，國外大都選用熱式質(zhì)量流量計(jì)。不但是它的精度高，而且最重要的是它安裝方便性、操作的便利性、抗腐蝕性等睹多優(yōu)點(diǎn)，是業(yè)界的首選儀表之一。
在國內(nèi)，由于大家對熱式質(zhì)量流量計(jì)的認(rèn)識不足，再加上價(jià)格因素的原因，造成了在CEMS系統(tǒng)中熱式質(zhì)量流量計(jì)產(chǎn)品的應(yīng)用不太理想，也不普及。在眾多系統(tǒng)集成商應(yīng)用中，由于CEMS系統(tǒng)中介質(zhì)成分比較惡劣，常有顆粒、灰塵、水分及腐蝕性成分，易在傳感部位（熱式流量計(jì)的探針部分、皮托管在靜壓、動壓的部分）形成堵塞，造成測量的不準(zhǔn)確問題甚至是不能測量。大多數(shù)廠家（尤其是皮托管）都采用吹掃裝置。SAILSORS公司利用在流量方面的優(yōu)勢，推出的針對CEMS系統(tǒng)中TF100C、D熱式質(zhì)量流量計(jì)。它不但具備了熱式質(zhì)量流量計(jì)的所有功能，而且最重要的是它也具備了除塵、除污的功能。
三、TF100C、D熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)在CEMS中的具體應(yīng)用


2、TF100C、D熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)介紹
（1）TF100C結(jié)構(gòu)

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