隨著國家“雙碳"戰(zhàn)略目標(biāo)的推進(jìn)和全國碳排放權(quán)交易市場的開啟，越來越多的企業(yè)開始重視碳排放量核算工作。目前，國際上常用的碳排放量化方法主要分為核算法和實(shí)測法。其中，核算法是指通過活動(dòng)數(shù)據(jù)乘以排放因子或通過碳質(zhì)量平衡來量化碳排放量；而實(shí)測法則是通過直接測量煙氣流量和煙氣中溫室氣體濃度來計(jì)算碳排放量。大量實(shí)踐表明，在有條件安裝連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的煙氣排口，使用實(shí)測法核算碳排放量，其數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高、實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，而煙氣流量的在線監(jiān)測是實(shí)測法的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，市面上廣泛使用的煙氣流量監(jiān)測技術(shù)主要有三種：皮托管流量計(jì)、熱式質(zhì)量流量計(jì)和超聲波流量計(jì)。
目前國內(nèi)大多煙道是采用皮托管式流量計(jì)，常用于煙道氣體流速測量的皮托管分為標(biāo)準(zhǔn)皮托管（L形皮托管）與 S形皮托管兩種。與L形皮托管相比，S形皮托管的測壓孔開口較大，不易被顆粒物堵塞，且便于在后壁煙道中使用，目前我國固定污染源煙道流速測量主要以S型皮托管為主。
S型皮托管是由 2 根外形相同的金屬管焊接而成，測頭上有2個(gè)方向相反的開口，2 個(gè)開口截面互相平行。測量時(shí)，正對氣流來向的開口稱為總壓孔，背向氣流來向的開口稱為靜壓孔，將皮托管的尾端與微壓計(jì)相連，差壓△P與流量 Q之間關(guān)系符合伯努利方程，通過測量差壓值求得流量。
其中，A表示煙道截面積；K表示流速校正系數(shù)；ΔP表示靜壓差，ρ表示氣體密度。
目前國內(nèi)有少量煙道氣測量采用這種流量計(jì)，適用于純凈介質(zhì)和流場穩(wěn)定的測量環(huán)境。熱式流量計(jì)利用熱的擴(kuò)散來工作，其探頭中有兩個(gè)溫度檢測原件：一個(gè)是未被加熱端，一個(gè)是加熱端。未被加熱端是用來測量流體介質(zhì)自身的溫度，作為一個(gè)參照端；加熱端是測量端，其挨著熱源，用于測量被流體介質(zhì)帶走后的恒熱源表面的溫度。氣體質(zhì)量流量與參考端和測量端之間的溫度差成比例關(guān)系。
其中，A表示煙道截面積；P表示加熱電阻的功率；ΔK表示參考端和測量端之間的溫度差。
由超聲換能器和信號處理單元構(gòu)成，利用聲波在流體中傳播時(shí)會(huì)因?yàn)榱黧w的流動(dòng)方向不同而傳播速度不同，測量超聲波在流體中逆流傳播時(shí)間和順流傳播時(shí)間，從而計(jì)算出流體流動(dòng)的速度和流量。
其中，A表示煙道截面積；tA為超聲波順煙氣流傳輸時(shí)間；tB為超聲波逆煙氣流傳輸時(shí)間；L為超聲波傳輸路徑長度；θ為超聲波軸線與煙氣流向夾角。
市面上主流流量計(jì)技術(shù)比較
總結(jié)
通過綜合比較市面上常見的三種煙氣流量計(jì)，超聲波流量計(jì)憑借其優(yōu)勢脫穎而出。它在全流速范圍內(nèi)，尤其是在流速低于5m/s時(shí)，能夠提供高精度的測量結(jié)果。同時(shí)，超聲波流量計(jì)的測量下限低，對復(fù)雜工況的適應(yīng)性強(qiáng)。其采用非接觸式測量方式，大大減少了設(shè)備的維護(hù)頻率及成本，并且具備在線自動(dòng)校準(zhǔn)功能。這些特點(diǎn)使得超聲波流量計(jì)特別適合在大煙道等流場紊亂的復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行流量監(jiān)測，能夠確保測量數(shù)據(jù)與現(xiàn)場工況的變化保持高度一致，從而提供準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測結(jié)果。
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