NIST转向使用新的传感器来测量烟囱排放
2022年04月28日 昆明机械设备网
NIST转向使用新的传感器来测量烟囱排放
燃煤电厂每年都要进行烟囱排放测试，这个过程可能会变得冗长而耗时。为了加快这一过程，美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究人员完成了第一次真实世界的测试，测试了燃煤电厂烟囱排放的潜在改进方法。该过程涉及使用新的传感器探头来测量流量排放，以及一种新的测量方法，可以将现场审核速度提高10倍中国机械网okmao.com。
NIST作为与电力研究所（EPRI）的合作研发协议（CRADA）的一部分进行了这项工作，该机构是一个独立的非营利组织，其成员包括电力公司，企业和政府机构。
为了监测燃煤电厂的排放，技术人员需要测量 烟囱排放烟气的速率 。烟囱内的流动包含漩涡和漩涡，但通常向上移动。NIST测试涉及将四个探测器（称为皮托管）水平插入烟囱。
燃煤发电厂的烟囱 包含连续测量烟气排放浓度的监测器，包括二氧化碳，汞，二氧化硫和氮氧化物，以及烟气的流速。根据联邦法律，内置流量传感器需要在年度审核期间进行校准。
四个传感器探头分别在四个不同的位置进行流量测量，总共进行16次测量。有了这些信息，NIST的科学家们就可以测试新的导管设计和测量方法的精度和准确性。
“燃煤发电机组可以从当前的NIST工作中受益，通过改进标准和技术来更准确地测量大规模排放，增加了对所有实体统一报告的信心，”EPRI项目经理Tom Martz说道。声明。他补充说，潜在的时间节省“不是我们现在可以准确量化的东西，但这将是未来工作的一个关键目标。”
研究人员设想EPA有朝一日会制定烟囱排放校准的新标准。“我们的目标是将其作为EPA标准编写，”约翰逊说。“但行业成员仍然需要决定是否要使用它。”
燃煤发电厂的烟囱 包含连续测量烟气排放浓度的监测器，包括二氧化碳，汞，二氧化硫和氮氧化物，以及烟气的流速。根据联邦法律，内置流量传感器需要在年度审核期间进行校准。
通过将称为皮托管的小型便携式设备插入堆叠中来执行该校准。用于这项工作的最常见的传感器是“S探头”，它有两个孔或端口。一个端口直接面向气流并检测管内积聚的压力。另一个端口面向相反的方向。流量越快，两个端口之间的压力差越大; 通过测量压力差，审计人员可以计算流量的速度。
使用传统的S型探头是劳动密集型的，因为技术人员必须手动旋转传感器，直到一侧直接面向流动以进行测量。由于烟气流量不一定在测试点直接向上行进，因此现场年度校准可能需要一天或更长时间才能完成。
为加快这一进程，NIST的科学家们进行了三项创新。首先，他们创造了两种新型皮托管，其中五个孔而不是两个，其性能优于S型探头，并且可能优于目前使用的其他五孔皮托管型号。
由NIST物理学家Iosif Shinder设计的探头有两种形状：半球形和圆锥形。
科学家们还为他们的新传感器开发了校准方案，不需要技术人员在烟囱内旋转探头，以便为每次测量找到真正的流动方向。因此，虽然传感器必须在使用前进行校准，但在实际审核期间使用时间会少得多。
燃煤电厂有一个封闭的平台，皮托管插入烟囱。但天然气工厂的平台对元素开放。NIST技术员Joey Boyd说，在大约45米（145英尺）的空中，“事情发生了变化”。“当你在工作的时候，堆栈在摇晃，你下面的地板正在移动。”
当NIST研究人员分析数据时，他们的结果很有希望，他们的实验室结果同意在2％以内。
“探测器在烟囱中的表现与在NIST的测试设施中表现相同，”约翰逊说。
未来的现场测试将帮助研究人员解决他们遇到的最大问题：传感器堵塞，其中皮托管的端口被水和颗粒物质弄脏，并且必须在测试继续之前冲洗。