CEMS温压流一体机说明指导书.doc

温压流一体监测仪
使用说明书

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生产制造商：西安鼎研科技有限责任企业

1 概述
温压流一体监测仪（以下简称温压流监测仪）由S型皮托管、热电阻、微压差/绝压传感器组、反吹单元和信号控制处理器等组成，是专门针对烟气排放监测高尘、高温、高湿和高腐蚀环境而开发一体式流速、动压、静压、烟温监测仪，符合国家相关标准要求，适适用于烟气排放连续监测系统（CEMS）进行烟气流速、压力、温度及流量实时连续测量。
2 技术特点
l 可实时测量烟气流速、动压、静压和温度，经过4路模拟信号4~20mA有源输出。
l 自动定时或手动对动压和流速校零。
l 液晶显示各测量数据和信号，可直接读数，便于调试。
l 测量精度高，可靠性好，可长久连续工作。
l 分体式结构，皮托管全部有300mm伸缩调整范围。
l 配置自动反吹单元，可定时清理皮托管内颗粒物，反吹间隔时间可设定。
l 自带气罐，确保足够脉冲反吹气进行有效吹扫。
l 安装和接线便捷，维护量低。
l 体积小，结构紧凑，需要安装空间小。
3 技术指标
输出参数：（有源输出）

参数范围
显示分辨率
信号输出
正确度
烟气流速
（0~40）m/s
0.1m/s
（4 ~ 20）mA
±2.5%FS
烟气动压
（0~1000 ）Pa
1Pa
（4 ~ 20）mA
±2.5%FS
烟气静压
（80 ~120）kPa
（绝压）
0.1kPa
（4 ~ 20）mA
±2.5 %FS
烟气温度
（0 ~ 500 ）℃
0.1℃
（4 ~ 20）mA
±2.5%FS
反吹单元
电磁阀电源：220VAC，反吹时间：4s，反吹间隔时间：可设为1、2、4、8小时或不反吹。出厂设为每4小时反吹一次。
反吹气源要求：仪表气，压力为0.3~0.8MPa（表压），配置减压阀和表头。最大不得超出0.8MPa。
自动校零：可设定间隔时间进行自动校正动压和流速零点。
皮托管长度：1000mm、1500mm、1800mm；每根皮托管全部有300mm伸缩调整范围。
机箱尺寸：350mm×240mm×160mm
整机重量（含法兰）：约10kg
安装环境要求：温度：-25~65℃，振动：加速度小于1g。
工作电源：220VAC， 1.5A。
4 仪器原理和结构
温压流监测仪是采取皮托管法来实现烟气流速测量。利用皮托管、压力传感器和温度传感器测出烟气动压、静压和温度，这些参数和被测烟气流速呈一定百分比关系，从而可定量烟气流速。详见附录。
温压流监测仪由S型皮托管、热电阻、微压差/绝压传感器组、反吹单元和信号控制处理器等组成，整机为全不锈钢分体式结构。皮托管和法兰采取外套螺母加密封圈结构，皮托管能够在300mm范围内伸缩，同时安装拆卸便捷，便于运输和搬运。
S型皮托管和铠装热电阻采取含有高耐腐蚀性能316L不锈钢材料，同时外加316L不锈钢保护套和固定用外套螺母集成为一体式皮托管和温度探头。
信号控制处理器采集各传感器信号进行处理计算并控制反吹单元，同时有源输出烟气流速、动压、静压和温度4~20mA电流信号，用户可依据需要选择接入这些信号。信号控制处理器自带显示模块，经过按键选择需要观察数据，方便用户检修和调试。
反吹单元由双电磁阀和气罐组成。它依据信号处理控制器发出指令，定时对皮托管进行反吹，预防发生皮托管堵塞现象。反吹单元配置气罐以确保有足够脉冲气体进行反吹。
5 设备安装
5.1 选择安装位置
温压流监测仪安装位置要尽可能选择烟气流场稳定均匀直管段。具体可参考HJ/T 75- 《火电厂烟气排放连续监测技术规范》或HJ/T 76-《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》中相关要求。
5.2 对接法兰焊接和预埋
温压流监测仪安装前必需在所选择烟道开孔位置预埋或焊接内径为60~70mm不锈钢直管和对接法兰，直管应向烟道方向倾斜3°左右，法兰和烟道要确保有60~80mm扳手空间。法兰尺寸见下图，焊接法兰时要注意法兰方向，必需确保螺栓孔在正上方。

对接法兰尺寸图
5.3 仪器安装
5.3.1 法兰连接
为了便于运输通常把皮托管和机箱分开包装，在安装现场把皮托管固定法兰和和隔热垫圈插入烟道上对接法兰然后上紧提供碟形螺母即可。详见下面整体安装示意图。注意：安装法兰时不要忘记加装隔热垫圈。

整体安装示意图
5.3.2 安装皮托管和机箱
安装时把皮托管插入皮托管固定法兰并依据烟气流向调整皮托管开口方向，使皮托管一端口方向正对气流方向，为迎风口；另一端口背对气流方向，为背风口。通常机箱能够固定在高于皮托管200~500mm处即可，假如有接入反吹气才可直接安装在皮托管固定法兰上。
皮托管伸入长度有300mm调整范围，可对测量点位置进行合适调整，在整个仪器运行正常稳定后，锁紧外套螺母。
5.3.3 气路连接
注意：在接入反吹气源前要检验反吹气源是否符合要求。
注意：气路连接要预防漏气和气管打折。
外接反吹气管和仪器内部气管均为使用外径6mm内径4mm软管，具体连接见电气连接图。
连接皮托管和压力传感器组之间气管，皮托管正对气流一端和H管（GH）相连接入迎风口，背对气流一端和L管（GL）相连接入背风口，千万不要接反。连接时需要拧紧管接头螺母，以确保接头和气管可靠密封连接。气管要截成适宜长度，预防气管打折。反吹气管接入箱体上吹扫气接头。
5.3.4 电路连接：
接入220VAC电源线和信号线缆均采取压线端子，本机电源采取220VAC;输出为4路有源4-20mA信号。具体接线参见总体电气接线图和有源输出方法接线图。
注意：在接线前要确保电源关闭，在接线时要注意极性和线序。
A、连接热电阻三根引线端子插入图中端子插座里。
B、外部输出信号电缆接线：外部电缆需要6芯线缆，按有源输出接线方法（见下页有源输出接线方法图）把对应线缆分别连接信号地、温度t、压力P、动压DP和流速V4~20mA输出信号端子插头里，拧紧固定螺钉，然后依次插入对应插座内。完成接线后拧紧防水接头固定好电缆。
C、在确定电源关闭后，根据图示线序把220VAC三芯电源线接入端子。

总体电气连接图

有源输出转换电压信号接线图
6 操作和设定
在完成气源、气路和电气连接并检验无误后就能够给仪器上电并接通气源使仪器正常运行。上电后，仪器自动开始进行皮托管反吹和动压流速校零动作，两路反吹电磁阀和校零电磁阀依次动作，整个连续时间约10秒钟。 10秒后，经过显示切换按键分别查看烟气流速（V）、温度（T）、绝对压力（P）、烟气动压（DP）和调整系数（Δ）数据，参见数据显示界面图。

数据显示界面图
测量断面流速修正：
依据烟道断面流速参比试验结果，经过调整调整系数能够对输出流速值进行修正，即对测点流速乘以调整系数，使其能够反应出整个测量断面平均流速。调整系数（Δ）范围为0~2，出厂设为1，其值经过调整旋钮用小一字螺丝刀进行调整，调整旋钮在信号控制处理器面板上（见电气接线图）。按压显示切换键把液晶显示到调整系数（Δ）界面，转动调整旋钮，得到所需要调整系数。
反吹时间设定：
出厂反吹间隔时间设定为4小时，如需要依据现场情况和条件对皮托管反吹频率进行调整可根据下面说明操作。拧开面板4个螺钉，打开信号控制处理器面板，在PCB板上在液晶屏右上方有一排6位双端子排，可经过跳线帽插入对应端子对皮托管反吹间隔时间进行1、2、4、8小时或不反吹设定，具体见下图。

反吹间隔时间跳线位置图
烟气动压和流速自动和手动校零
本机带有自动校零功效，其间隔时间同反吹设定时间一致，按1、2、4、8小时间隔进行反吹和校零。如设置为不反吹，则每隔1小时自动校零。
如需要手动校零，只需把跳线帽拔下即开始校零，超出5秒后再重新插上，开始反吹和校零，两路反吹电磁阀和校零电磁阀依次动作，整个连续时间约10秒钟，期间输出信号为采样保持数据。
7 检验维护
l 维护周期
提议用户在系统安装后3天第一次检验仪器,以后30天再次检验,如无问题,则能够3个月为间隔检验。
l 维护内容
A、 检验仪器供电和反吹仪表气压力为0.3~0.6MPa（表压）。最大不得超出0.6MPa。
B、 依据现场环境和机组运行工况简单判定经过烟气温度、压力、流速等是否在合理范围之内。碰到仪器故障可先参考下表查修，如还不能排除，请立即和我们联络。
故障查修表
故障现象
可能原因
检验维修方法
温度显示0L或显著有问题
热电阻失效
正常热电阻判定：用万用表电阻档量两个红色端子为短路，红和黄之间在25℃为109.73Ω；0℃为100Ω。
更换热电阻：卸下热电阻卡套螺母，转动抽出损坏热电阻。然后把新转动插入，最终上紧卡套螺母（以不能抽动热电阻为宜）。
引线和端子接触不良
重新拧紧后检验
烟气流速显著和实际工况不符（如实际流速很大但输出为0）
皮托管堵塞或气管打折
清通皮托管或气管，或更换气管
皮托管和微差压传感器之间连接气管漏气
检验接头或更换气管
皮托管开口未对着气流方向
调整皮托管方向
烟道死区无烟气流动
调整皮托管伸入长度找有烟气流动位置
流速高低波动大
烟气旋流或紊流
更换测点，加滤波设置或装置
静压显示PL或PH
反吹气压力过高，超量程
压力传感器过载损坏或电路故障，更换主机
上电无显示
供电电源未接好或接错
主机故障
检验电源，更换主机
附录 烟气流速计算
烟气流速是烟气参数一个很关键物理量，其测量精度直接影响污染物排放总量精度，GB／T16157要求了等速采样法烟气流速测量测点位置及数量要求，对CEM系统烟气流速测量点选择可参考HJ/T 75 《火电厂烟气排放连续监测技术规范》或HJ/T 76《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》。
温度压力流量监测仪使用S型皮托管，它是由两根相同金属管并联组成。测量端有方向相反两个开口，这两个开口压力差即为烟气动压。其中，面向气流开口测得压力为全压，背向气流开口测得压力为烟气静压。因为皮托管安装方向原因，所测烟气静压略小于烟道内真实静压力，但对计算测量结果影响能够订正。其修正系数Kp为0.84±0.01。S型皮托管测压端开口较大，不易被颗料物堵塞，适于在灰尘较大烟道中使用。
烟气流速计算，测点烟气流速Vs按下式计算:

式中：
VS 湿烟气气体流速，m/s；
Pd 烟气动压，Pa；
Kp 皮托管修正系数，S型皮托管修正系数为0.84；
Pa 烟道内静压力，Pa（绝对压力）；
ρs 烟气密度，kg/m３；
ts 烟气温度,℃;
Ms 烟气分子量,在没有测量时,取烟气平均分子量为30.