关于皮托管法流速公式的说明
使用差压皮托管法测量流速,公式如下:
----------------(1)式中:——湿排气的烟气流速,m/s
——皮托管修正系数
——排气动压
——湿排气密度
(详见GB/T 16157-1996 第15页,或HJ/T 397-2007 P.12)
其中,速度场系数可以由皮托管铭牌上读出,动压开方即我们用差压变送器测量的值(对应差压变送器的开方输出特性),因此式中的不确定因子即为湿排气密度。
1、标准中的密度计算方法
我们知道,在空气中N2约占78%,O2约占21%,其他成分占1%(体积比),因此,我们可以认为在燃烧后的空气中,N2比例基本不变,主要的物质变化为O2变为CO2(CO基本少于2‰),以我们常见的火电厂现场测量点来看,O2含量基本在6%-8%左右,因此,可以预估CO2含量大概为13%-15%。
依据GB/T 16157-1996中的密度计算公式:
--------------(2)式中,——标况下气体密度,kg/m3
——标况下气体分子量,kg/kmol
、——O2、N2分子量,kg/kmol
、——O2、N2在气体中的体积百分比,%
——气体中O2、N2以外气体的平均分子量
——气体中O2、N2以外气体的体积百分比我们可以查到标准状况下空气的密度为1.293g/L,因此,可以计算得到≈0.4
我们假定在燃烧过程中除O2外其他气体状态不变,可以得到标况下湿排气密度:
---------------(3)
式中,——标况下气体密度
——标况下气体分子量
、、、、——O2、N2、CO2、CO、H2O分子量,kg/kmol
、、、、——O2、N2、CO2、CO、H2O在气体中的体积百分比,%
——气体中O2、N2以外气体的平均分子量
——气体中O2、N2以外气体的体积百分比排气密度为
-------------------------(4)式中,——湿排气密度,kg/m3
——标态下湿排气密度,kg/m3
——排气温度,℃
——测点大气压力,Pa
——排气的静压,Pa
2、DAS的密度处理方法及流速计算公式
DAS中忽略O2的变化,代入下面公式
差压测量值
--------------------(5)若我们把空气在常态(101325Pa,20℃)下的密度值1.205kg/m3代入公式(4),得到公式
差压测量值
()()差压测量值
()()
------------------(6)此即我们DAS中看到的流速计算公式。
当然,我们也可以使用空气在标态下的密度计算,数值是一样的,
另外,部分版本DAS软件的流速计算并未加入温度、压力修正,这种情况下,如果在净烟气测点影响并不大,假设温度为50℃,大概可以得到整个系数为1.05;但现在在脱硝工艺测点一般温度在300℃以上,代入得到系
数大概为1.4,影响较大,因此,在与DCS对接的时候要明确我们使用的是什么公式,并确定与DCS公式的对应。
技术服务部
2013.9.17。