一种管道气体流量测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种管道气体流量测量系统及方法，所述系统包括插入烟道内的

【技术实现步骤摘要】
一种管道气体流量测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种测量系统，具体涉及一种管道气体流量测量系统及方法，属于环境检测

。

技术介绍

[0002]电厂锅炉
、
工业窑炉
、
供暖锅炉等污染源的烟气排放是我国大部地区环境大气污染的主要源头，其中的二氧化硫
(SO2)、
氮氧化物
(NOx)
和二氧化碳
(CO2)
是主要污染因子，需要设置连续检测系统对排放的污染物排量进行监测，以精确测量烟气流量，使排放污染物的排放量符合相应环保标准
。
[0003]但由于烟气管道大多截面积大
、
温度高
、
流场不均匀，根据
GB/T
‑
16157
的规定，测量样气的布点需具有代表性，对于圆形烟道，采样孔应设在包括各测点在内的互相垂直的直径线上，对于矩形或者方形烟道，采样孔应设在包括各测点在内的延长线上，并且选取的点数及分布符合规定要求，一般采用单点测量或者多点切换测量
。
[0004]传统的矩阵式差压流量计通过在大截面管道上布置多个感压测点，通过各测点连通以获得其平均压差实现多点均压
。
但是这种方式的各测点连通后输出的压力进行平均，本身就无法代表各测点的平均压力，压力平均后再根据公式计算流速，其中，
v
代表烟气流速，
m/s,k
代表流速系数，
Δ
p
代表平均压力
,Pa
，
ρ
代表烟气密度，
kg/m^3。
尤其是在烟道流场不均匀的情况下，不同工况下各测点的流量系数
k
并不相同，需要现场进行标定来确定各点的流量系数
k
，测量计算出来的数据准确性差
。
[0005]现有烟道气体流量测量大多采用多点取样巡测的方式来实现出口网格测量，例如在测量截面上按网格法在各测点布置
N
个取样管，取样管路上设置电磁阀，通过控制各电磁阀的通断轮循获取
N
个取样管测量的流速值，以连续
N
个流速值的滚动平均值作为测量截面的平均流速，平均流速与测量截面的截面积相乘，即得到该截面的气体流量
。
但是这种方式对烟道的测试通常滞后于锅炉运行的迅速变化，不能获得准确的烟道截面参数，且需要轮巡测量数据，因此测量时间长
、
测量数据不够精确
。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种管道气体流量测量系统及方法，测量的数据更加精确，测量时间短，系统响应快，运输维修维护方便
。
[0007]一种管道气体流量测量系统，包括插入烟道内的
n
个探杆测试装置，
n≥4
，每个探杆测试装置上沿管道截面深度方向布设有
m
个测点，
m≥2
；
[0008]所述探杆测试装置包括探杆组件
、
测量腔体
、
保温壳
、
测控模块以及箱体，探杆组件安装在箱体外并与测量腔体相连，测量腔体
、
测控模块均设置在箱体内，保温壳安装在测量腔体外侧；
[0009]探杆组件包括基础段和
m
‑1个加长段，基础段和加长段均包括皮托管
、
连接件
、
外
套管和压力传输管，皮托管通过连接件固定在两个外套管之间，皮托管上设置有两个测压口，两个测压口的开口方向沿着气体流动方向前后布置，压力传输管布设在外套管内；
[0010]测量腔体内开设有与各测点压力传输管连通的压力测量腔，
m
×
n
个测点的压差依次通过皮托管上的两个测压口
、
压力传输管
、
压力测量腔引至测控模块，各测控模块将各测点气体流速值发送至远程烟气流量采集系统计算管道截面烟气的流量
。
[0011]进一步，各连接件内均开设有若干通孔，所述通孔用于使皮托管上的测压口与压力传输管连通
。
[0012]进一步，测控模块包括压差传感器模块
、
主控制器模块
、
电源模块和信号传输模块，各测点压差通过对应的皮托管同时传递至压差传感器模块，压差传感器模块与主控制器信号相连，主控模块根据压差数据计算获得各测点的实时速度并通过信号传输模块将各测点的速度信号发送至远程烟气流量采集系统，电源模块分别与压差传感器模块
、
主控制器模块和信号传输模块相连
。
[0013]进一步，皮托管包括底座
、
全压测压管和静压测压管，全压测压管正对气流方向，静压测压管背对气流方向，底座靠近两个测压管的一面设置为弧形面，弧形面的半径与各外套管的外径尺寸一致，各连接件均包括侧连接部与中间连接部，侧连接部为与外套管外径相同的圆形版，中间连接部与皮托管的底座配合安装
。
[0014]进一步，皮托管的底座与连接件的中间连接部之间设置有密封件，连接件的侧连接部与外套管之间设置有密封件，基础连接部的外套管与测量腔体之间设置有密封件
。
[0015]进一步，还包括反吹系统，反吹系统包括反吹管路和电磁阀组，测量腔体内开设有
m
组反吹管路，
m
组反吹管路同时连接到压缩气体管路上，电磁阀组包括
m
个电磁阀，每个电磁阀对应连接在压缩气体管路与各反吹管路之间，每个反吹管路分别与每个测点的压力传输管
、
气体浓度传输管连通，电磁阀组与主控制器模块信号相连
。
[0016]进一步，还包括压缩气体加热管路，压缩气体加热管路的进口设置在测量腔体上，测量腔体内开设有气体加热孔，各外套管和各连接件内设置有气体加热回路，压缩气体加热管路的出口与测量腔体内的压缩气体管路连通，所述压缩气体管路用于将压缩气体引入反吹系统中
。
[0017]一种管道气体流量测量方法，包括以下步骤：
[0018]S1、
根据管道形状和尺寸进行测点布置，当管道截面为圆形时，将圆形截面分为
m
个等面积圆环，取每个圆环的等面积中心线形成
m
个新的测量圆，选取圆形至少2条呈垂直相交的直径，所述直径与各测量圆相交的点即为管道截面的各测点；当管道截面为矩形或者正方形时，将矩形截面或者正方形截面分成多个等面积小矩形或者小正方形，各小矩形或各小正方形的中心即为管道截面的各测点；
[0019]S2、
按照测点位置选择合适长度的探杆组件进行现场组装；
[0020]S3
，将组装好的各探杆测试装置按照
S1
确定的各测点位置插入烟道测量截面中，并使两个测压口的开口方向沿着烟气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种管道气体流量测量系统，其特征在于，包括插入烟道内的
n
个探杆测试装置，
n≥4
每个探杆测试装置上沿管道截面深度方向布设有
m
个测点，
m≥2
；所述探杆测试装置包括探杆组件
、
测量腔体
、
保温壳
、
测控模块以及箱体，探杆组件安装在箱体外并与测量腔体相连，测量腔体
、
测控模块均设置在箱体内，保温壳安装在测量腔体外侧；探杆组件包括基础段和
m
‑1个加长段，基础段和加长段均包括皮托管
、
连接件
、
外套管和压力传输管，皮托管通过连接件固定在两个外套管之间，皮托管上设置有两个测压口，两个测压口的开口方向沿着气体流动方向前后布置，压力传输管布设在外套管内；测量腔体内开设有与各测点压力传输管连通的压力测量腔，
m
×
n
个测点的压差依次通过皮托管上的两个测压口
、
压力传输管
、
压力测量腔引至测控模块，各测控模块将各测点气体流速值发送至远程烟气流量采集系统计算管道截面烟气的流量
。2.
根据权利要求1所述的管道气体流量测量系统，其特征在于，各连接件内均开设有若干通孔，所述通孔用于使皮托管上的测压口与压力传输管连通
。3.
根据权利要求2所述的管道气体流量测量系统，其特征在于，测控模块包括压差传感器模块
、
主控制器模块
、
电源模块和信号传输模块，各测点压差通过对应的皮托管同时传递至压差传感器模块，压差传感器模块与主控制器信号相连，主控模块根据压差数据计算获得各测点的实时速度并通过信号传输模块将各测点的速度信号发送至远程烟气流量采集系统，电源模块分别与压差传感器模块
、
主控制器模块和信号传输模块相连
。4.
根据权利要求3所述的管道气体流量测量系统，其特征在于，皮托管包括底座
、
全压测压管和静压测压管，全压测压管正对气流方向，静压测压管背对气流方向，底座靠近两个测压管的一面设置为弧形面，弧形面的半径与各外套管的外径尺寸一致，各连接件均包括侧连接部与中间连接部，侧连接部为与外套管外径相同的圆形版，中间连接部与皮托管的底座配合安装
。5.
根据权利要求4所述的管道气体流量测量系统，其特征在于，皮托管的底座与连接件的中间连接部之间设置有密封件，连接件的侧连接部与外套管之间设置有密封件，基础连接部的外套管与测量腔体之间设置有密封件
。6.
根据权利要求1至5任一权利要求所述的管道气体流量测量系统，其特征在于，还包括反吹系统，反吹系统包括反吹管路和电磁阀组，测量腔体内开设有
m
组反吹管路，
m
组反吹管路同时连接到压缩气体管路上，电磁阀组包括
m
个电磁阀，每个电...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱泽恩，王佳，张川，朱元嘉，张迦玮，张苏晨，
申请(专利权)人：安荣信科技南京有限公司，
类型：发明
国别省市：