第二章烟气参数的测定

第二章 烟气参数的测定2.仪器①标准型皮托管标准型皮托管的构造如图 5-2-7 所示它是一个弯成 90°的双层同心圆管，前端呈半圆形，正前方有一开孔，与内管相通，用来测定全压在距前端 6 倍直径出外管壁上开有一圈孔径为 1mm 的小孔，通至后端的侧出口，用于测定排气静压按照上述尺寸制作的皮托管其修正系数为 1.99 0.01，如果未经标定，使用时可取修正系数 Kp 为 0.99标准型皮托管的侧孔很小当烟道内颗粒物浓度大时，易被堵塞它是用于测量较清洁的排气②S 型皮托管S 型皮托管的结构见图 5-2-8.它是由两根相同的金属管并联组成测量端有方向相反的两个开口，测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，背向气流的开口测得的压力小于静压按照图 5-2-8 设计要求制作的 S 型皮托管，其修正系数 Kp 为 0.84 0.01制作尺寸与上述要求有差别 S 型皮托管的修正系数需进行校正其正，反方向的修正系数相差应不大于 0.01S 型皮托管的测压孔开口较大，不易被颗粒物堵塞额，且便于在厚壁烟道中使用S 型皮托管在使用前用标准皮托管在风洞中进行校正S 型皮托管的速度校正系数按下式计算： dNPSSK式中： 、 ——分别为标准皮托管和 S 型皮托管的速度校正系数；PSKN、 ——分别为标准皮托管和 S 型皮托管测得的动压值，Pa。

d③U 形压力计U 形压力计用于测定排气的全压和静压，其最小分度值应不大于10Pa压力计由 U 形玻璃管制成，内装测压也挺 i，常用测压液体有水，乙醇和汞，视被测压力范围选用压力 P 按下式计算： Pgh式中：P——压力，Pa；h——液柱差，mm；ρ——液体密度，g/cm 3;在实际工作中，常用 mmH2O 表示压力，这样压力 P=ρ*hU 形压力计的误差较大，不适宜测量微小压力④斜管微压计，斜管微压计用于测定排气的动压，测量范围 0~2000Pa，其精确度应不低于 2%，最小分度值应不大于 2Pa斜管微压计，构造见示意图 5-2-9.一端为截面积较大的容器，另一端为可调角度的玻璃管，管上刻度表示压力的读数测压时，将微压计容器开口与测定系统中压力较高的一端相连，斜管与系统中压力较低的一端相连，作用于两个液面上的压力差，使液柱沿斜管上升，压力 P 按下式计算：P= 12sinSLg令 K= 12i第二章 烟气参数的测定式中：P——压力，Pa；L——斜管斜管内液柱长度，mm；α——斜管与水平面夹角；S1——斜管截面积，mm 2；S2——容器截面积，mm 2；ρ——测压液体密度，g/cm 3，常用密度为 0.81 的乙醇；过去工厂生产的斜管微压计，刻度都以 mmH2O 作单位，修正系数 K 通常为0.1、0.2、0.3、0.6 等几档。

⑤大气压力计最小分度值应不大于 0.1kPa3.测定方法（1）准备工作①将微压计调整至水平位置②检查微压计液注中有无气泡③检查微压计是否漏气向微压计的正压端（或负压端）入口吹气（或吸气） ，迅速封闭该入口，如微压计的液柱位置不变，则表明该通路不漏气④检查皮托管是否漏气用橡皮管将全压管的出口与微压计的正压端连接，静压管的出口与微压计的负压端连接由全压管测孔吹气后，迅速堵严该测孔，如微压计的液柱位置不变，则表明全压管不落至某一位置，如页面不继续跌落，则表明静压管不漏气2）测量气流的动压（图 5-2-10）①将微压计的液面调整到零点②在皮托管上标出各测点应插入采样孔的位置③将皮托管插入采样孔使用 S 型皮托管时，应使开孔平面垂直于测量断面插入如断面上无涡流，微压计读书应在零点左右使用皮托管时，在插入烟道前，切断皮托管和微压计的通路，以避免微压计中的酒精被吸入到连接管中，使压力测量产生错误④在各测点上，使皮托管得全压测孔正对着气流方向，其偏差不得超过 10º，测出各点的动压，分别记录在表中重复测定一次，取平均值⑤测定完毕后，检查微压计的液面是否回到原点3）测量排气的静压（图 5-2-10）①将皮托管插入烟道近中心处的一个测点。

②使用 S 型皮托管测量时只用其一路测压管其出口端用胶管与 U 型压力计一端相连，将 S 型皮托管插入到烟道近中心，使其测量端开口平面平行于气流方向，所测得的压力即为静压③使用标准型皮托管时，用胶管将其静压管出口端与 U 型压力计一端相连，将皮托管伸入烟道近中心处，使其全压测孔正对气流方向，所测得的压力即为静压4)测量大气压力①使用大气压力计直接测出②也可以根据当地气象站给出的数值，加或减因测点与气象站标高不同所需的修正值，即标高每增加 10m，大气压力约减小 110Pa第二章 烟气参数的测定4.说明①在管道中流动的气体同时受到两种压力的作用，即静压和动压②静压是单位体积气体所具有的势能，他表现为气体在各个方向上作用于管壁的压力，管道内气体的压力比大气压力大时，静压为正，反之，静压为负③动压是单位体积气体所具有的动能，是气体流动的压力，由于动压仅作用于气体流动的方向，动压恒为正值④静压和动压的代数和称为全压，是气体在管道中流动时具有的总能量，全压和静压一样为相对压力，有正负之分⑤通常在风机前吸入式管道中，静压为负，动压为正，全压可能为负，也可能为正在风机后的压入式管道中，静压和动压都为正，全压也为正。

在烟道系统中，风机后大都串连烟气温度较高的烟囱，在热压作用下烟气也产生较大的能量在这种情况下，风机后至烟囱某一断面之间的烟道，静压也多为负值，全压可能为负，也可能为正四、流速 （A（1. 原理由于气体流速与气体动压的平方根成正比，可根据测得的动压计算气体的流速2. 仪器① 皮托管② 斜管压力计或流速测定仪3. 测定方法按本篇第一章一、采样位置与采样点的规定，在选定的测量位置和各测量点上，用皮托管和斜管微压计或皮托管和流速测定仪测定各点动压，重复测定一次取平均值4. 计算① 测点气流速度 Vs 按下式计算： 2(273)18.9dsdspps aPtPVKMB当干排气成分与空气近似，排气露点温度在 35~55℃之间，排气的绝对压力在97~103kPa 之间时，Vs 可按下式计算： 0.7623spsdtP对于接近常温、常压条件下（t=20℃，B a+Ps=101325Pa） ，通风管道德空气流速 Va 按下式计算： 1.9apdVK式中：Vs——湿排气的气体流速，m/s ；Va——常温常压下通风管道的空气流速，m/s ；Ba——大气压力，Pa；（A） 本方法与 GB/T-1996 等效。

第二章 烟气参数的测定Kp——皮托管修正系数；Pd——排气动压，Pa；Ps——排气静压， Pa；Ρ s——湿排气的密度，kg/m 3；Ms——湿排气气体的分子量，kg/kmol；Ts——排气温度，℃② 平均流速的计算：烟道某一断面的平均速度 可根据断面上各测点测出的流速sVVsi，由下式计算： 1 12738.9()n nsi disi is psaVPtKMB 式中： ——某一测点的动压，Pa；diPn——测点的数目当干排气成分与空气相近，排气露点温度为 35~55℃之间排气绝对压力在97~103kPa 之间时，某一断面的平均气流速度 按下式计算：sV10.7623ndiispsPKt对于接近常温、常压条件下（t=20℃，B a+Ps=101325Pa） ，通风管道中某一断面的平均空气流速 按下式计算：aV1.29ndiiapPVK5. 说明计算排气流速中排气密度和气体分子量的计算方法如下：（1） 排气密度的计算① 排气密度和其分子量、气温、压力的关系由下式计算： 83127sassMBPt式中： ——湿排气的密度，kg/m 3；s——排气气体的分子量，kg/kmol；M——大气压力，Pa；aB——排气的静压，Pa；sP——排气的温度，℃；t② 标准状态下湿排气的密度按下式计算：  2 22 21 12.4.nOCOCNswHOswXMXXM  第二章 烟气参数的测定式中: ——标准状态下湿排气的密度， kg/m3；n——湿排气气体的分子量，kg/kmol；Ms、 、 、 、 ——排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气和2OC2ON2HOM水的分子量，kg/kmol；、 、 、 ——排气中氧、一氧化碳、二氧化碳、氮气的体积百分数，2X22X%；——排气中水分含量的体积百分数，%。

sw③ 测量状态下烟道内湿排气的密度可按下式计算：式中： ——测量状态下烟道内湿排气的密度，kg/m 3；sPs——排气的静压，Pa2） 排气气体分子量的计算① 排气气体分子量的计算已知各成分气体的体积百分数 Xi 和其分子量 Mi，排气气体的分子量按下式计算：siMX式中： ——排气气体的分子量，kg/kmol；——某一成分气体的体积百分数，% ；i——某一成分气体的分子量，kg/kmol② 干排气气体分子量的计算干排气气体的分子量 Msd 按下式计算： 2 22sdOCOCNXXM③ 湿气气体分子量的计算湿排气气体分子量 Ms 按下式计算 2 22 21sOCOCNswsHOX五、流量 （A（1.原理由测定断面的湿排气平均流速和测定断面面积，得到工况下的湿排气流量；由工况下的湿排气流量和大气压力、排气静压、排气温度、排气中水分含量体积百分数得到标准状态下干排气流量2.仪器①温度计②皮托管③斜管微压计或流速测定仪④U 型压力计⑤大气压力计⑥排气中水分含量测定装置A） 本方法与 GB/T 16157-1996 等效第二章 烟气参数的测定3.测定方法按本章温度，含湿量，压力，流速的测定方法测定排气的温度、水分含量体积百分数、压力、气流流速和大气压力。

4.计算①工况下的湿排气流量 按下式计算：sQ360ssFV式中： ——工况下湿气流量，m 3/h;sQ——测定断面面积，m 2;F——测定断面的湿排气平均流速，m/s；sV②标准状态下干排气流量 按下式计算：snQ2731105ass swsBPXt式中： ——标准状态下干排气流量，m 3/h；snQ——大气压力，Pa；aB——排气静压，Pa；sP——排气温度，℃；t——排气中水分含量体积百分数，%swX④ 常温常压条件下，通风管道中的空气流量按下式计算： 360aaQFV式中： ——通风管道中的空气流量，m 3/haQ六、烟气成分烟气成分分析主要是测定烟气中 O2、CO 、CO2目前，烟气含氧量分析有电化学法，如定点为电解法，氧化锆法；物理分析法，如磁性测氧法；一氧化碳分析有非分散红外吸收法，定电位电解法等；二氧化碳分析有非分散红外吸收法奥式气体分析器法能同时测定二氧化碳、氧含量和高浓度的一氧化碳一） 非分散红外吸收法与定电位电解法测定一氧化碳非分散红外吸收法测定 CO 见本篇第四章十一（一）非分散红外吸收法定电位电解法测定 CO 见本篇第四章十一（二）顶电位电解法。

二） 奥式气体分析器法测定氧、一氧化碳、二氧化碳（A）奥式气体分析器法测定 O2、 CO、CO2 见本篇第四章十一（三）奥式气体分析器法三） 电化学法测定氧（B）1. 原理第二章 烟气参数的测定被测气体中的氧气，通过传感器半透膜充分扩散进入铅镍合金——空气电池中经电化学反应产生电能，其电流大小遵循法拉第定律与参加反应的氧原子摩尔数成正比，放电形成的电流经过负载形成电压，测量负载上的电压大小得到氧含量数值图 5-2-11 为氧传感器工作原理示意图传感器工作时的化学反应如下：阴极： 24eOHO阳极： 24PbbHe总反应： 2测定范围：0 ~25%，精密度：0.1%2. 仪器① 由气泵、流量控制装置、控制电路及显示屏组成② 采样管及样气预处理器③ 技术指标：参见本篇第四章二（三）定电位电解法测定一氧化氮测。