亚洲小视频插入式熱式氣體質量流量計在環保中應用-江蘇省盈德装备制造有限责任公司

摘要：從(cong)插入式熱(re)式質量流(liu)量計 的測(ce)量原理、流(liu)量計算.應(ying)用特點等(deng)方面來說(shuo)明其在環(huan)保🈚和空調(diao)行業中的(de)可用性，并(bing)着重介紹(shao)了熱式質(zhi)量流量計(ji)❓如何選擇(ze)測量點和(he)直管段，以(yi)及在方形(xing)管道流量(liang)測量中的(de)應用。
1前言(yan)
　　随着環境(jing)保護意識(shi)的加強，對(dui)生活、工業(ye)上廢水、廢(fei)氣排放的(de)檢🙇‍♀️測和控(kong)制也越來(lai)越重視。對(dui)于廢液的(de)監控，可以(yi)采用電磁(ci)流量計;但(dan)是由于環(huan)保廢氣的(de)多粉塵、混(hun)合組分及(ji)要求低壓(ya)損、防爆、防(fang)腐蝕的特(te)點，監控儀(yi)表相對難(nan)選。一般的(de)流量儀表(biao)有壓損，要(yao)求氣體介(jie)質相對純(chun)淨，如果采(cai)用儀表，價(jia)格偏高，所(suo)以，在精度(du)要🈲求📱不是(shi)高的場合(he)，1可以采用(yong)熱式氣體(ti)質量流量(liang)計。
2插入式(shi)熱式流量(liang)計測量原(yuan)理及流量(liang)計算
　　熱式(shi)質量流量(liang)計是利用(yong)傳熱原理(li),即流動中(zhong)的流體與(yu)熱源(流體(ti)中加熱的(de)物質或測(ce)量管外加(jia)熱體)之間(jian)熱量交換(huan)⭕關系✍️來測(ce)量流量的(de)儀表，目前(qian)主要用于(yu)測♋量氣體(ti)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。熱式流量(liang)儀表用得(de)最多有兩(liang)類，一是利(li)用流⛹🏻‍♀️動流(liu)體傳遞熱(re)量改變測(ce)量管壁溫(wen)度分布的(de)熱傳導☂️分(fen)布效應的(de)💰熱分布式(shi)流量計，曾(ceng)稱量熱式(shi)TMF;另外--類是(shi)利用熱消(xiao)散(冷卻)效(xiao)應的金氏(shi)定律TMF又由(you)于結構上(shang)檢測元件(jian)伸入測量(liang)管内,也稱(cheng)插入型❄️或(huo)侵入型。插(cha)入型的工(gong)作原理及(ji)流量計算(suan)如下:
　　如圖(tu)所示，插入(ru)式熱式氣(qi)體質量流(liu)量計由兩(liang)個電阻溫(wen)度計組成(cheng)傳感器，一(yi)個測溫探(tan)頭，感受流(liu)體溫度T2另(ling)🤩一個電阻(zu)⚽溫度☀️計由(you)🥵電路加熱(re)到溫度T1用(yong)來測量流(liu)體帶走的(de)🙇‍♀️熱量變化(hua)，亦稱測速(su)探🤞頭。T1高于(yu)T2。并保持△T恒(heng)定,即△T=T1-T2。當流(liu)體流經傳(chuan)感器🥵時，由(you)于測速探(tan)頭的自身(shen)溫度T1高😘于(yu)測溫探頭(tou)感受的溫(wen)度即流體(ti)溫度T2,流體(ti)便帶走了(le)測速探頭(tou)上的一部(bu)分熱量(高(gao)溫向低溫(wen)傳遞)，使T1下(xia)降。電路爲(wei)保持△T恒定(ding)，便增加對(dui)測速探🌐頭(tou)的加熱功(gong)率，使△T=T1-T2恒定(ding)。流體帶走(zou)測♍速探頭(tou).上多少熱(re)量，電路便(bian)增加相👅應(ying)數量的電(dian)功率，兩者(zhe)👅之間存在(zai)着一個函(han)數關系"。設(she)對測速探(tan)頭的加熱(re)功率爲P1，流(liu)體的質量(liang)流量爲Q,則(ze)根據流體(ti)流過測速(su)探頭時所(suo)帶走的熱(re)量與對測(ce)💘速探🐉頭的(de)加熱功率(lü)相對應的(de)原理，得到(dao)下列關系(xi)式:

式(1)中，PocQ
　　因(yin)此，可以通(tong)過測量加(jia)熱功率P,來(lai)測量帶走(zou)這部分熱(re)量的流體(ti)的質量流(liu)量。由于帶(dai)走着部分(fen)熱量的是(shi)流體的分(fen)子，所以，測(ce)速探頭直(zhi)接測量的(de)是流體的(de)質量流速(su)pv,此時，隻要(yao)乘上管道(dao)的橫截面(mian)積，就可以(yi)得到流體(ti)的質量流(liu)量了。由于(yu)氣體流過(guo)探頭時帶(dai)走熱量和(he)氣體的質(zhi)量流量成(cheng)比例關系(xi),也和探頭(tou)間溫差有(you)關，流量越(yue)大，兩探頭(tou)之間溫差(cha)越小，氣體(ti)質量流量(liang)與溫差之(zhi)間的聯系(xi)通過質量(liang)流速ρv建立(li)"。

式中:Qm-質量(liang)流量，kg/s;
Kv-測量(liang)頭儀表系(xi)數;
a-速度分(fen)布系數;
B一(yi)阻塞系數(shu);
x-幹擾系數(shu);
A-儀表表體(ti)(測量管道(dao))的内橫截(jie)面積，m²
ρv一質(zhi)量流速，kg/(m²·S)。
　　基(ji)于_上述原(yuan)理，對于大(da)管徑的流(liu)量測量來(lai)說,雖無相(xiang)應的大管(guan)徑标定裝(zhuang)置來對流(liu)量計進行(hang)标定，但隻(zhi)要在标準(zhun)口徑的标(biao)定裝置.上(shang)測定相應(ying)的質量🔴流(liu)速，也就可(ke)方便地測(ce)量出大管(guan)徑中流體(ti)的質量流(liu)量了。

　　由于兩(liang)個傳感器(qi)都是用性(xing)能穩定的(de)金屬鉑材(cai)料通過特(te)殊工藝密(mi)封在316L不鏽(xiu)鋼管或抗(kang)酸、堿腐蝕(shi)的K2760哈氏合(he)金或鉑套(tao)管中制成(cheng)，因此極爲(wei)堅固,并不(bu)會污染被(bei)測流體或(huo)受被測流(liu)體☎️污染，且(qie)其抗腐蝕(shi)性能相當(dang)好。
3熱式質(zhi)量流量計(ji)的應用特(te)點
　　當前TMF大(da)部分用于(yu)測量氣體(ti)，隻有少量(liang)用于測量(liang)微小液體(ti)👨‍❤️‍👨流量🍉。熱式(shi)質量流量(liang)計具有性(xing)能可靠、無(wu)可動部件(jian)、安裝方便(bian)，壓損小、量(liang)程比寬(可(ke)達1000:1)、靈敏度(du)高等特點(dian)2,特别适用(yong)于大管徑(jing)、低流速，非(fei)圓截面管(guan)道、現場空(kong)間狹窄處(chu)測量等特(te)殊工況，在(zai)環👅境保護(hu)和過程工(gong)業的應用(yong)發展迅㊙️速(su)，例如:污水(shui)處理過程(cheng)中發生的(de)氣體，燃料(liao)電池工廠(chang)各種氣體(ti)的流量✏️測(ce)量及煤粉(fen)燃燒過程(cheng)粉/氣配比(bi)控制等。
　　與(yu)常用的 孔(kong)闆流量計(ji) 、 渦街流量(liang)計 和差壓(ya)式均速管(guan)、文丘裏流(liu)量計相比(bi)較，熱式氣(qi)體⚽質量流(liu)量計有如(ru)下特點:
(1)直(zhi)接測量流(liu)體的質量(liang)流量或标(biao)準狀态下(xia)的體積流(liu)量，不需要(yao)進行溫度(du)壓力補償(chang);.
(2)一次元件(jian)結構簡單(dan)，采用不鏽(xiu)鋼或特種(zhong)合金外殼(ke)覆蓋，不❓怕(pa)髒污或腐(fu)蝕，不存在(zai)堵塞問題(ti),且表面髒(zang)⭐污極易清(qing)除。帶👅不斷(duan)流裝拆裝(zhuang)置，可實現(xian)不停氣裝(zhuang)拆，清洗維(wei)修，簡便易(yi)行;
(3)量程比(bi)特大，可達(da)1000:1，可測流速(su)範圍0.1m/s~60m/s,完全(quan)覆蓋-般工(gong)業🧑🏾‍🤝‍🧑🏼廢氣及(ji)煤氣廠輸(shu)出總管中(zhong)的流速範(fan)圍。因而隻(zhi)需在總管(guan)上裝一✏️台(tai)插入式🐆熱(re)式氣體質(zhi)量流量計(ji)，就可滿足(zu)計量要求(qiu)。大大地節(jie)省了投資(zi),簡化了系(xi)統結構，方(fang)便了管理(li),提高了系(xi)統工作的(de)可靠性;
(4)儀(yi)表精度高(gao)(+10%FS)，性能穩定(ding)(重複性士(shi)0.25%FS)，幾無壓力(li)損失，對✍️管(guan)道振動不(bu)敏感。
此外(wai)，熱式氣體(ti)質量流量(liang)計靈敏度(du)高，尤其适(shi)合于大管(guan)徑、低流速(su)的流量測(ce)量。且在大(da)管徑中使(shi)用，其性能(neng)🐕價格⛷️比更(geng)🥵顯優勢;防(fang)爆、防護、抗(kang)腐蝕設計(ji),又使它能(neng)适應惡劣(lie)工況，危🈲險(xian)場合。
　　熱式(shi)氣體質量(liang)流量計作(zuo)爲一種插(cha)入式流量(liang)計，由.上述(shu)插入式流(liu)量計的測(ce)量公式可(ke)見該流量(liang)計同樣方(fang)便适🏃‍♀️用于(yu)方形管道(dao)的氣體流(liu)量測量。環(huan)保管道一(yi)般用圓形(xing)，而空調的(de)管道🏃🏻‍♂️很多(duo)地💛方爲方(fang)形。孔👣闆等(deng)很多儀表(biao)沒有測量(liang)方形管道(dao)的數據，若(ruo)使用🐆插入(ru)式熱式氣(qi)體質量流(liu)量計，不論(lun)圓形或是(shi)方形💜管道(dao)均可通過(guo)計算獲得(de)，這也♌解決(jue)了低壓方(fang)形通風管(guan)道的流量(liang)測💃量問題(ti)。
4測點位置(zhi)的選擇
　　正(zheng)确選擇測(ce)點位置是(shi)減少測量(liang)誤差的重(zhong)要條件,測(ce)點位🌂置選(xuan)擇不當，會(hui)增加流量(liang)計的測量(liang)誤差，對于(yu)熱式氣體(ti)質量流量(liang)計，按相關(guan)資料小結(jie)，其測點位(wei)置的選擇(ze)應滿足如(ru)下要求:
(1) 盡(jin)可能保證(zheng)測點前後(hou)直觀段的(de)長度，一般(ban)要求前≥20D(D爲(wei)被測管道(dao)内徑)，後≥10D。管(guan)道内的流(liu)場分布，隻(zhi)與管道系(xi)統有關，因(yin)此，測點❤️前(qian)後均應避(bi)開“擾動源(yuan)”
(2)測點附近(jin)無“二次流(liu)”，以避免擾(rao)亂流場,測(ce)點附近應(ying)絕對避免(mian)有“回流”情(qing)況，如有，可(ke)移位安裝(zhuang)或安裝“止(zhi)回閥”如安(an)🍉裝止回閥(fa)♋，應确保測(ce)點後直管(guan)段長度210D。
(3)測(ce)點附近應(ying)避免被測(ce)氣體組分(fen)(尤其是含(han)水、含油💯、含(han)塵量💰)的起(qi)伏變化，盡(jin)可能選擇(ze)具有“穩定(ding)流”的測量(liang)點。
(4)測點附(fu)近被測氣(qi)體的流速(su)應控制在(zai)<60m/s.的範圍内(nei)。10m/s~30m/s爲經㊙️濟流(liu)速，推薦使(shi)用。易燃易(yi)爆氣體應(ying)控制在安(an)全流速範(fan)圍内。
5測點(dian)前後直管(guan)段與測量(liang)精度
　　環保(bao)廢氣管道(dao)管徑大，很(hen)多都無法(fa)保證直管(guan)段的要求(qiu)，那麽，測量(liang)精度會因(yin)爲直管段(duan)的減小而(er)降低。如儀(yi)表廠的樣(yang)本注‼️明熱(re)式質量流(liu)量計可達(da)到土1%的精(jing)度，直管段(duan)是前/後爲(wei)20D/10D,如果現場(chang)條件不允(yun)許，無法選(xuan)到滿足要(yao)求的測點(dian)時，精度會(hui)降低。我們(men)建議🏃其工(gong)程處理可(ke)以采用在(zai)㊙️允許誤差(cha)範圍内适(shi)當減少直(zhi)管段的🌈方(fang)案，參考标(biao)準孔闆直(zhi)管段減少(shao)與誤差增(zeng)加的🔅原則(ze)來估算。
　　熱(re)式氣體質(zhi)量流量計(ji)的直管段(duan)對誤差的(de)影響沒有(you)權威🛀的數(shu)據，而标準(zhun)孔闆、噴嘴(zui)、文丘裏等(deng)有數據。根(gen)據中華人(ren)民共和國(guo)化工行業(ye)标準自控(kong)安裝圖冊(ce)HG/T21581-2010的資料整(zheng)理成表，供(gong)👨‍❤️‍👨大家參考(kao)。環保🏒I程目(mu)前因爲難(nan)測量，儀表(biao)價格貴，n很(hen)多地方沒(mei)有測量，故(gu)我們認爲(wei)适當增加(jia)誤差(保證(zheng)系統誤差(cha)在±1.5%~±2%之内)，選(xuan)用性價比(bi)高的熱式(shi)質量流量(liang)計還是可(ke)取的。

　　當然(ran)我們希望(wang)有關方面(mian)能做一個(ge)測試數據(ju)，以使用戶(hu)更放🏃心⭕，亦(yi)可在很多(duo)行業推廣(guang)應用。
6用戶(hu)訂貨時要(yao)注意的問(wen)題
　　如果熱(re)式氣體質(zhi)量流量計(ji)的有關樣(yang)本比較簡(jian)單,用戶❌在(zai)選用時還(hai)要向制造(zao)廠了解清(qing)楚下列問(wen)題:
(1)傳感器(qi)中探頭的(de)插入深度(du)與氣體管(guan)道的管徑(jing)有🔞關，制造(zao)廠有什麽(me)建議長度(du)(注:一般大(da)管道要插(cha)入✌️到1/4管♉徑(jing)處，即平均(jun)流速點;小(xiao)管道要插(cha)入到管中(zhong)心)。
(2)傳感器(qi)的探頭插(cha)入深度是(shi)否可調整(zheng)，用戶現場(chang)如何調整(zheng)。
(3)由于插入(ru)式氣體質(zhi)量流量計(ji)探頭的保(bao)護套用材(cai)較少，對強(qiang)腐蝕介質(zhi)可選用高(gao)級耐腐蝕(shi)金屬材料(liao)，比起其它(ta)流量計價(jia)格升🥵高較(jiao)少，以更好(hao)地發揮插(cha)入式氣體(ti)質量流量(liang)的💜應用優(you)勢。