合作背景

據研究報告顯示，全球35%左右的CO2排放量主要來(lái)自于電力及熱力行業(yè)。隨著(zhù)我國雙碳目標的實(shí)施工作邁入新階段，2017年全國碳排放權交易市場(chǎng)全面開(kāi)啟，首批納入碳交易市場(chǎng)的2000多家企業(yè)均為發(fā)電企業(yè)。
為了進(jìn)一步提高碳核查的數據準確度，需要同時(shí)測量煙道中的CO2濃度和煙氣流量，目前煙道濃度測量具有較高的準確度（RSD約為1%~5%），而煙道氣體流量的測量準確度往往偏低（RSD約為3%~50%）。由于煙道口徑較大，且具有高溫高濕、流動(dòng)復雜、湍流度高等特點(diǎn)，常規方法很難做到準確測量，所以為煙囪或煙道氣體的排放測量選擇合適的檢測技術(shù)及流量計至關(guān)重要。

項目介紹

項目位于湖北十堰一大型水泥制造企業(yè)內，該企業(yè)擁有10MW純低溫余熱發(fā)電系統，每年可利用余熱發(fā)電7350萬(wàn)kW?h。四方儀器與其就“固定污染源排放測試項目”在廠(chǎng)區發(fā)電系統煙囪處設置試點(diǎn)，共同促進(jìn)精準碳監測工作的開(kāi)展。

對射式超聲波流速儀Gasboard-7900M

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Gasboard-7900M由四方儀器自主研發(fā)，產(chǎn)品基于超聲波原理，通過(guò)非接觸測量方法有效解決了管道內普遍存在的流場(chǎng)不穩定、流速低且分布不均勻等測量難點(diǎn)，在煙氣排放過(guò)程的高溫、高濕、高粉塵、多粘稠雜質(zhì)的惡劣環(huán)境中可保持連續實(shí)時(shí)的穩定監測，滿(mǎn)足市政、工業(yè)測量的需求。通用性強，可單獨工作或接入CEMS系統。產(chǎn)品采用一對或多對超聲波收發(fā)裝置分別在介質(zhì)順流和逆流方向安裝測量，利用超聲波的傳播時(shí)間差計算煙道內徑向氣流的線(xiàn)平均速度，相較于其他測量方式準確度更高。

產(chǎn)品特性

1、超聲波原理線(xiàn)平均流速測量，精度≤±1.5%F.S.。

2、抗干擾能力強，自相關(guān)檢波技術(shù)有效克服現場(chǎng)噪音干擾。

3、擴展性強，可定制2聲道或4聲道，滿(mǎn)足大尺寸煙道、漩渦流場(chǎng)及其他復雜流場(chǎng)。

4、非接觸測量，探頭不深入氣體管道內；整機與氣體接觸部分使用耐腐蝕材料，可有效抵抗煙氣腐蝕。

5、測量口徑范圍大，支持直徑0.3m以上管道安裝。

6、可同時(shí)測量氣體的溫度、壓力和流速。

7、可測量較低的流速，測量下限可達0.1m/s。

8、適合含酸、含水的氣體流量計量，不受氣體組分變化影響。

9、采用高速數據處理器，運行速度快，并具備校準、配置、查詢(xún)、診斷等功能，外部接口豐富。

技術(shù)方案

基于超聲波技術(shù)的監測優(yōu)勢，四方儀器自主研發(fā)推出了高溫超聲波流速儀Gasboard-7900系列。產(chǎn)品采用一對或多對超聲波收發(fā)裝置分別在介質(zhì)順流和逆流方向安裝測量，通過(guò)超聲波的傳播時(shí)間差計算煙道內氣體的流速，并結合煙道的截面積計算出煙氣的體積流量。本流量計采用非接觸測量方法，可有效解決管道內普遍存在的流場(chǎng)不穩定、流速分布不均勻等測量難點(diǎn)，在煙氣排放過(guò)程的高溫、高濕、高粉塵惡劣環(huán)境中可保持連續實(shí)時(shí)的穩定監測。適用于石油、煤炭、電力、天然氣、鋼鐵、建材、化工、石化、紡織、有色金屬、垃圾焚燒等行業(yè)污染源排放口的流速流量監測。

該方案具有以下優(yōu)勢：
(1)可同時(shí)測量氣體溫度、壓力、流速，也可單獨測流速。
(2)流速測量采用時(shí)間差法，測量精度高，測量精度可達0.01m/s。
(3)可測量極低的流速，測量下限可達0.1m/s。
(4)流速測量為管道軸向沿安裝超聲波收發(fā)對徑向分布的平均速度，可準確地表征管道內的流速，不受分布不均勻、氣流不穩定的影響。
(5)可采用一對和多對超聲波收發(fā)裝置，精細準確地測量復雜的流場(chǎng)條件下的流速。
(6)儀器整體（特別是與被測氣體接觸的部分）全部采用高品質(zhì)不銹鋼材質(zhì)，可以很好的避免高溫腐蝕氣體環(huán)境的干擾。
(7)整體無(wú)運動(dòng)部件，安裝維護簡(jiǎn)單，維護成本低。
(8)儀器具有一對超聲波收發(fā)裝置及多對超聲波收發(fā)裝置，可以實(shí)現靈活的配置方式。
(9)儀器數據處理采用嵌入式方式，具備校準、配置、查詢(xún)、顯示、存儲、診斷等功能，配備豐富的外部接口可以通過(guò)模擬4~20mA電流環(huán)路、RS-485等外部連接。

方案價(jià)值

經(jīng)過(guò)多天不同環(huán)境變化情況下的連續測試，根據與項目現場(chǎng)現有的CEMS皮托管流量計的數據曲線(xiàn)對比，我們可以看出四方儀器超聲波流速儀測試精度更高，數據波動(dòng)更小，性能穩定且反應靈敏，在低流速（低于5m/s）下測量更準確。
在長(cháng)期正常工作下四方儀器超聲波流速儀的數據曲線(xiàn)比皮托管流量計曲線(xiàn)更加平穩；在停爐導致短期流速突變的情況下，風(fēng)機關(guān)閉前、中、后段都能及時(shí)靈敏的反饋數據變化，反觀(guān)現場(chǎng)CEMS系統的皮托管測試數據就與現場(chǎng)實(shí)際狀況不盡相符。除圖中所示測試外，在停爐后煙囪內部的通風(fēng)測試以及溫度、壓力測試中四方儀器流量計數據也依舊保持與現場(chǎng)的流量變化相吻合。

項目現場(chǎng)