碳排放流量精準(zhǔn)監(jiān)測解決方案

    德國SICK公司Flowsic100超聲波流量儀(圖1所示)所用測量技術(shù)符合國際標(biāo)準(zhǔn)(如EN 15267 和 EPA 的性能規(guī)格6)，通過歐盟樣品檢驗(yàn)證明適用性，并獲得中國環(huán)保認(rèn)證(CCEP)。集合了現(xiàn)代超聲測量的優(yōu)點(diǎn)與超常的耐久性和很少的維護(hù)工作量。高靈敏度的傳感器可實(shí)現(xiàn) ±5ns 的時(shí)間測量，使得實(shí)現(xiàn) 0.02m/s 的流速分辨率，即便對小于 2m/s 的低流速也可以實(shí)現(xiàn)高精度的測量。超低流速下的精確測量的特性，貫穿煙道的測量方式，其線性測量結(jié)果更具有流速代表性，對于溫室氣體排放總量的數(shù)據(jù)計(jì)量尤為重要，直接關(guān)系到碳排放的市場交易。

圖1德國SICK公司Flowsic100超聲波流速儀

　　1、超聲波流量儀測量原理

　　利用聲波在流體中順流、逆流傳播相同距離時(shí)存在間差，而傳播時(shí)間差異與被測流體的流動(dòng)速度有關(guān)系，因而測出時(shí)間的差異就可以得出流體的流速。

圖2 超聲波流量儀測量原理

　　2、超聲波流量儀系統(tǒng)特點(diǎn)

　　標(biāo)準(zhǔn)型FLOWSIC100包含1對發(fā)射/接收單元，一個(gè)MCU單元和一個(gè)接線盒。MCU用于信號(hào)輸入輸出，流量換算到參考條件(標(biāo)態(tài))的計(jì)算，以及通過液晶屏進(jìn)行操控。

　　(1)通過選擇不同模塊，F(xiàn)LOWSIC100可以適用各種工況。

　　(2)測量穿過整個(gè)煙道直徑，可以做到全通徑測量，能反映整個(gè)煙道內(nèi)氣體流態(tài)，測量更精確。

　　(3)通過監(jiān)測內(nèi)部參數(shù)及聲速核查等手段，可進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。

　　(4)數(shù)字化的過程，保證測量值具有高的精度，干擾造成的影響小。

　　(5)維護(hù)量小，無需反吹，即使是高粉塵環(huán)境，也沒有堵塞情況。

　　(6)在皮托管無法應(yīng)用的條件下(流速<5m/s)，超聲波流量計(jì)依然可以準(zhǔn)確測量。

　　(7)探頭材質(zhì)有多種選擇，根據(jù)腐蝕情況可選擇PVDF、不銹鋼、鈦合金等。

　　3、多聲道超聲波煙氣流量測量系統(tǒng)解決方案

　　超聲波流量儀利用信號(hào)的傳播時(shí)間差法進(jìn)行測量，對時(shí)間的測量靈敏度可達(dá)ns量級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)對超低流速煙氣進(jìn)行精確測量。典型的超聲波流量儀采用管道對側(cè)安裝方式，測量聲道貫穿整個(gè)煙道，測量結(jié)果能更好地表征煙氣平均流速。多聲道的超聲波流量儀可以利用多個(gè)聲道之間的互相補(bǔ)償效果，對不規(guī)則流場實(shí)現(xiàn)更可靠的測量，多聲道系統(tǒng)在同等的安裝工況條件下，可以獲得更好的測量不確定度和復(fù)現(xiàn)性。

　　聲道的探頭數(shù)量不同采用不同的安裝方式，常規(guī)單聲道的探頭采用對向安裝(圖3所示)，雙聲道的探頭采用通過管道中心交叉安裝(圖4所示)，四聲道的探頭安裝位置分布采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO17089推薦的探頭布置方案，即4對探頭成對稱性平行對射式布置(圖5所示)。

　　不規(guī)則的流場可能會(huì)給實(shí)際流速測量帶來額外的為±2.5%的誤差。多聲道系統(tǒng)可以將此影響進(jìn)行一定的降低，在煙氣流場不規(guī)則的條件下，可以很好地進(jìn)行相互補(bǔ)償，部分消除不規(guī)則流場帶來的額外不確定度，根據(jù)對現(xiàn)場煙氣流速的CFD分析模擬，推薦選用不同聲道數(shù)對煙氣流速進(jìn)行測量，以獲得更好的測量不確定度和復(fù)現(xiàn)性。

　　4、超聲波煙氣流量計(jì)技術(shù)參數(shù)