煙氣流量計算公式

【專家解說】：">鍋爐煙塵測試方法
1991—09—14發(fā)布 1992—08—01實施
國家技術(shù)監(jiān)督局
國家環(huán)境保護(hù)局 發(fā)布
1、主題內(nèi)容與適用范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鍋爐出口原始煙塵濃度、鍋爐煙塵排放濃度、煙氣黑度及有關(guān)參數(shù)的測試方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于GBl3271有關(guān)參數(shù)的測試。
2、引用標(biāo)準(zhǔn)
GB l0180 工業(yè)鍋爐熱工測試規(guī)范
GB l327l 工業(yè)鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)
3、測定的基本要求
3.1 新設(shè)計、研制的鍋爐在按GBl0180標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱工試驗的同時，測定鍋爐出口原始煙塵濃度和鍋爐煙塵排放濃度。
3.2 新鍋爐安裝后，鍋爐出口原始煙塵濃度和煙塵排放濃度的驗收測試，應(yīng)在設(shè)計出力下進(jìn)行。
3.3 在用鍋爐煙塵排放濃度的測試，必須在鍋爐設(shè)計出力70%以上的情況下進(jìn)行，并按鍋爐運行三年內(nèi)和鍋爐運行三年以上兩種情況，將不同出力下實測的煙塵排放濃度乘以表l中所列出力影響系數(shù)K，作為該鍋爐額定出力情況下的煙塵排放濃度，對于手燒爐應(yīng)在不低于兩個加煤周期的時間內(nèi)測定。
表1
鍋爐實測出力占鍋爐設(shè)計出力的百分?jǐn)?shù),% 70-《75 75-《80 80-《85 85-《90 90-《95 》=95
運行三年內(nèi)的出力影響系數(shù)K 1.6 1.4 1.2 1.1 1.05 1
運行三年以上的出力影響系數(shù)K 1.3 1.2 1.1 1 1 1
3.4 測定位置：
測定位置應(yīng)盡量選擇在垂直管段，并不宜靠近管道彎頭及斷面形狀急劇變化的部位。測定位置應(yīng)距彎頭、接頭、閥門和其他變徑管的下游方向大于6倍直徑處，和距上述部位的上游方向大于3倍直徑處。
3.5 測孔規(guī)格：
在選定的測定位置上開測孔，在孔口接上直徑dn為75mm，長度為30mm左右的短管，并裝上絲堵。
3.6 測點位置、數(shù)目：
3.6.1 圓形斷面：將管道斷面劃分為適當(dāng)數(shù)量的等面積同心圓環(huán)，各測點均在環(huán)的等面積中心線上，所分的等面積圓環(huán)數(shù)由管道直徑大小而定，并按表2確定環(huán)數(shù)和測點數(shù)。
表2 圓形管道分環(huán)及測點數(shù)的確定

管道直徑D,mm 環(huán) 數(shù) 測 點 數(shù)
《200 1 2
200-400 1-2 2-4
400-600 2-3 4-6
600-800 3-4 6-8
800以上 4-5 8-10
當(dāng)測定現(xiàn)場不能滿足3.4條所述要求時，對圓形管道應(yīng)增加與第一測量直徑成90°夾角的第二測量直徑,總測點數(shù)增加一倍。
測點距管道內(nèi)壁距離如圖1所示，按表3確定。

圖1 測點距圓形管道內(nèi)壁的距離表示法（以3環(huán)為例）

表3 測點距管道內(nèi)壁距離(以管道直徑D計)

測 點 數(shù) 環(huán) 數(shù)
1 2 3 4 5
1 0.146 0.067 0.044 0.033 0.022
2 0.854 0.250 0.146 0.105 0.082
3 0.750 0.294 0.195 0.146
4 0.933 0.706 0.321 0.227
5 0.854 0.679 0.344
6 0.956 0.805 0.656
7 0.895 0.773
8 0.967 0.854
9 0.918
10 0.978
3.6.2 矩形斷面：按斷面尺寸分成若干等面積小矩形塊，測點位于等面積小矩形塊中心，如圖2所示每個小塊面積應(yīng)小于0.1m2。







測孔
圖2矩形管道測點位置

當(dāng)測定現(xiàn)場不能滿足3.4條所述的要求時，按其斷面尺寸劃分的若干等面積小矩形塊的面積應(yīng)小于0.05m2。
3.7 除塵器前后各參數(shù)的測定應(yīng)同時進(jìn)行。
3.8 測定時應(yīng)具備的測試條件：
3.8.1鼓風(fēng)、引風(fēng)系統(tǒng)完整，調(diào)風(fēng)門靈活、可調(diào)。
3.8.2除塵系統(tǒng)運行正常，不堵灰，不漏風(fēng)，耐磨涂料不脫落。
4 參數(shù)測定和計算方法
4.1 鍋爐負(fù)荷的測定
鍋爐負(fù)荷的測定應(yīng)采用流量孔板法、水表法或水箱法。當(dāng)所測鍋爐不具備上述設(shè)備時，方可采用耗煤量法。
4.2 除塵器進(jìn)、出口管道內(nèi)煙氣溫度、濕度及煙氣成分的測定。
4.2.1 溫度
溫度的測定在一般情況下可只測定中心點溫度。測溫儀器可采用玻璃溫度計或工業(yè)用熱電偶。
4.2.2 濕度
煙氣濕度的測定可采用干濕球法或冷凝法。
干濕球法所用儀器為干濕球溫度測量裝置。
煙氣含濕量的體積百分比按式（1）計算：
Pbv – C(ts – tb)(Ba+Pb)
Xsw(%) = × 100 ………………………………………..(1)
Ba + Ps
式中：Pbv——溫度為tb時飽和水蒸氣壓力，Pa；
ta——干球溫度，℃；
tb——濕球溫度，℃；
Pb——通過濕球表面時的煙氣表壓力，Pa；
Ps——測定點處煙氣靜壓，Pa；
C——系數(shù)，當(dāng)流過濕球表面的氣流速度大于2.5m／s時，等于0.00066；
Ba——大氣壓力，Pa。
冷凝法所用儀器可用煙塵測試儀或其他測試儀，但必須裝有冷凝器、干燥器，在流量計前裝有溫度計、壓力計，冷凝器后裝有溫度計。
煙氣含濕量按式(2)計算：
461.4(273+ts)Gw + PvVs
Xsw(%) = ×100 …………………………………….(2)
461.4(273+ts)Gw + (Bs+Pt)Vs
式中：Gw——冷凝器冷凝出來的水量，g；
Vs----抽取的煙氣體積(測量狀態(tài)下)，L。
Pv——通過冷凝器后，氣體飽和水蒸氣壓力(可根據(jù)冷凝器出口氣體飽和溫度tv查得)，Pa；
tt——流量計前煙氣溫度，C；
Pr——流量計前指示壓力，Pa；
461.4——水蒸氣氣體常數(shù)，Pa。
4.2.3 煙氣成分的測定
煙氣成分采用奧式氣體分析儀或測氧儀測定。
4.3 除塵器進(jìn)、出口管道內(nèi)氣體壓力的測定。
測量儀器可采用校正后的標(biāo)準(zhǔn)皮托管或其他經(jīng)過校正的非標(biāo)準(zhǔn)型皮托管(如S型皮托管)，配U型壓力計或傾斜式壓力計測定。
管道內(nèi)平均動壓Pd按式(3)計算：
√Pd1 +√Pd2 +……+√Pdn
Pd = ( )2 ………………………………………….(3)
n
式中：Pd——管道測定斷面平均動壓，Pa；
Pd1、Pd2……………Pdn——各測點動壓，Pa；
n ——測點數(shù)。
管道內(nèi)平均靜壓萬按式(4)計算：
Ps = Ps1 = Ps2 = …………= Psn ………………………………………………………..(4)
管道內(nèi)全壓為測定斷面靜壓Ps與平均動壓Pd之代數(shù)和；
P = Pd + Ps …………………………………………………………………………………………..(5)
4.4 除塵器進(jìn)、出口管道內(nèi)的煙塵濃度的測定。
4.4.1 煙塵濃度的測定采用等速采樣過濾計重法。
4.4.2 按等速采樣原則測定時，其采樣嘴直徑不得小于4mm，采樣嘴軸線與氣流流線的夾角不得大于5。
4.4.3 每個測定斷面采樣次數(shù)不得少于3次，每個測點連續(xù)采樣時間不得少于3 min，但每臺鍋爐測定時所采集樣品累計的總采氣量不得少于1m2，取3次采樣的算術(shù)平均值作為管道的煙塵濃度值。
4.4.4 煙塵濃度按式(6)計算：
G
C = × 106 …………………………………………………………………………...(6)
Vnd
G = g2 - g1 ………………………………………………………………………………(7)

式中：C——煙氣中煙塵濃度，mg/Nm3干煙氣；
G——采樣所得的煙塵量，g；
g1——濾筒初重，g；
g2——濾筒終重，g；
Vnd——標(biāo)態(tài)采氣總體,N1干煙氣。
4.4.5 鍋爐出口煙塵濃度，在已測定鍋爐煙塵氣排放濃度和除塵器收塵量的情況下，
也可按式（8）計算：

Gc
Cj = Cc + …………………………………………………………………….(8)
Q’N
式中：Cj、Cc——除塵器進(jìn)、出口管道內(nèi)煙塵的濃度，mg／Nm3；
Gc——除塵器收集的煙塵量，mg／h；
Q’N——除塵器排出的干煙氣量，Nm3／h。
4.5 煙氣密度的計算
測試工況下濕煙氣密度γs：按式(9)計算：
273 Ba+Ps
γs = γn × × ………………………………………………………(9)
273+ts 101325
式中：γN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕煙氣密度，kg／Nm3濕煙氣，一般情況下γn可取用1.34kg/Nm3濕煙氣；
ts——測量斷面內(nèi)煙氣平均溫度，℃；
Ps——測量斷面內(nèi)煙氣靜壓，Pa；
Ba——大氣壓力，Pa。
4.6 除塵器進(jìn)、出口管道內(nèi)煙氣流速及流量的計算
4.6.1 煙氣流速按式(10)計算：
Pdi
Vsi = 1.414Kp ……………………………………………(10)
γs
式中：Vsi——測定點流速，m／s；
Kp ----皮托管修正系數(shù)；
γs——管道內(nèi)濕氣密度，kg／m3濕煙氣；
Pdi——測定點煙氣動壓，Pa。
4.6.2 在測定工況下煙氣流量按式(11)計算：
Q ＝ 3600 × F × Vs ………………………………………………………………………………..(11)
ΣVsi
Vs = …………………………………………………………………………………………………….(12)
n
式中：Q——測定工況下的煙氣流量，m3濕煙氣／h；
F——測定斷面面積，m2；
Vs——測定斷面煙氣平均流速，m／s；
n——測點數(shù)。
4.6.3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕煙氣流量按式(13)計算：
Ba+Ps 273
QN = 3600×F× Vs× × ……………………………………….(13)
101325 ts + 273
式中：QN——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下濕煙氣的流量，Nm3濕煙氣／h；
Ps——測定斷面煙氣靜壓，Pa；
ts——測定斷面煙氣的平均溫度，℃。
4.6.4 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣流量按式(14)計算：
Q’N = QN(1一 Xsw)…………………………………………………………………………………....(14)
式中：Q’N——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣的流量，Nm3干煙氣／h。
4.7 除塵器阻力計算：
ΔP＝Pj-Pc …………………………………………………………………………..(15)
式中： ΔP——除塵器阻力，Pa；
Pj——除塵器進(jìn)口平均全壓，Pa；
Pc——除塵器出口平均全壓，Pa。
4.8 過量空氣系數(shù)計算
在采集塵樣的過程中，分別在采樣前、采樣中、采樣后先后取三個氣樣。
過量空氣系數(shù)as按式(16)或式(17)計算：
21
as ＝ ………………………………………………………..(16)
21 - O2
21
as =
21 – 79 O2 ………………………...(17)

100-(RO2+O2)
式中：02、R02——測定煙氣中的氧氣和三原子氣體的百分含量。
4.9 煙塵排放濃度和排放量的計算
4.9.1煙塵排放濃度
煙塵排放濃度按GB13271—91第6.2條的要求，應(yīng)折算到過量空氣系數(shù)α＝1.8時的煙塵濃度。
煙塵排放濃度按式(18)計算
as - s
C＝CS - ……………………．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．…．(18)
a
式中：C——折算合理過量空氣系數(shù)的煙塵排放濃度，mg／Nm3干煙氣：
Cs——實測煙塵排放濃度，mg／Nm3干煙氣；
as——在排放點實測的過量空氣系數(shù)。
4.9.2 煙塵排放量
G＝Cs×QN’×10-6 ……………………………………………………………………………………(19)
式中：G——煙塵排放量，kg／h；
Cs——實測煙塵排放濃度，mg／Nm3干煙氣；
QN’——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣流量，Nm3干煙氣／h。
4.10 除塵器平均效率計算
當(dāng)除塵系統(tǒng)沒有漏風(fēng)時，除塵器平均效率按式(20)計算：
Cj-Cc
η(%)＝ ×100 ……………………………………………………………..(20)
Cj
式中:Cj——除塵器進(jìn)口煙塵濃度，mg／Nm3干煙氣；
Cc——除塵器出口煙塵排放濃度，mg／Nm3干煙氣。
當(dāng)除塵系統(tǒng)有漏風(fēng)時，除塵器平均效率按式(21)或(22)計算：
G
η(%) = × 100 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．·(21)
Cc.Qc.10-6 + G
Cj.Qj – Cc.Qc
η(%) = × 100 ………………………………………………..(22)
Cj.Qj
式中： Qj---除塵器進(jìn)口煙氣量，Nm3干煙氣/h;
Qc——除塵器出口煙氣量，Nm3／h；
G——除塵器收塵量，kg／h。
兩級除塵器串聯(lián)時，除塵效率按式(23)計算：
η = η1 + η2 - η1η2 ……………………………………………………………….…………………(23)
4.11 煙氣黑度觀測
按林格曼煙氣濃度圖觀測，觀測要求、方法見該圖用法說明書。
5 測定儀器的檢定
凡屬溫度、壓力、流量測量儀器均按國家有關(guān)檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，檢定合格后方可投入測試。