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插入式热式气体质量流量计在环保领域中的应用

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文章附图

   随着环境保护意识的加强,对生活、工业上废水废气排放的检测和控制也越来越重视。对于废液的监控,可以采用电磁流量计;但是由于环保废气的多粉尘、混合组分及要求低压损、防爆、防腐蚀的特点,监控仪表相对难选。一般的流量仪表有压损,要求气体介质相对纯净,如果采用高级仪表,价格偏高,所以,在精度要求不是很高的场合,可以采用热式气体质量流量计。

一、插入式热式流量计测量原理及流量计算

   热式质量流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物质或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表,目前主要用于测量气体。热式流量仪表用得最多有两类一是利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计,曾称量热式TMF;另外一类是利用热消散(冷却)效应的金氏

定律 TMF,又由于结构上检测元件伸入测量管内也称插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量计算如下:

如图所示,插人式热式气体质量流量计由两个电阻温度计组成传感器,一个测温探头,感受流体温度 T;另一个电阻温度计由电路加热到温度 T用来测量流体带走的热量变化,亦称测速探头。T.高于 T2,并保持 AT恒定,即 AT= T- T2。当流体流经传感器时,由于测速探头的自身温度 T1 高于测温探头感受的温度即流体温度 T,,流体便带走了测速探头上的一部分热量(高温向低温传递 ),使 T下降。电路为保持 AT恒定,便增加对测速探头的加热功率,使 AT= T,- T,恒定。流体带走测速探头上多少热量,电路便增加相应数量的电功率,两者之间存在着一个函数关系四。设对测速探头的加热功率为 P,流体的质量流量为 Q,则根据流体流过测速探头时所带走的热量与对测速探头的加热功率相对应的原理.

二、测点前后直管段与测量精度

环保废气管道管径大,很多都无法保证直管段的要求,那么,测量精度会因为直管段的减小而降低。如仪表厂的样本注明热式质量流量计可达到土1% 的精度,直管段是前/后为 20D/10D,如果现场条件不允许,无法选到满足要求的测点时,精度会降低。我们建议其工程处理可以采用在允许误差范围内适当减少直管段的方案,参考标准孔板直管段减少与误差增加的原则来估算。

热式气体质量流量计的直管段对误差的影响没有权威的数据,而标准孔板、喷嘴、文丘里等有数据。根据中华人民共和国化工行业标准自控安装图册 HG/T 21581-2010 的资料整理成表,供大家参考环保工程目前因为难测量,仪表价格贵,很多地方没有测量,故我们认为适当增加误差(保证系统误差在 土1.5%~ 2%之内 ),选用性价比高的热式气体质量流量计还是可取的。

三、用户订货时要注意的问题

   如果热式气体质量流量计的有关样本比较简单,用户在选用时还要向制造厂了解清楚下列问题:(1)传感器中探头的插入深度与气体管道的管径有关,制造厂有什么建议长度(注:一般大管道要插入到 1/4 管径处,即平均流速点;小管道要插入到管中心)。

(2)传感器的探头插入深度是否可调整,用户现场如何调整。

3)由于插入式气体质量流量计探头的保护套用材较少,对强腐蚀介质可选用高级耐腐蚀金属材料,比起其它流量计价格升高较少,以更好地发挥插入式气体质量流量的应用优势.