合作背景

据研究报告显示，全球35%左右的CO2排放量主要来自于电力及热力行业。随着我国双碳目标的实施工作迈入新阶段，2017年全国碳排放权交易市场全面开启，首批纳入碳交易市场的2000多家企业均为发电企业。
为了进一步提高碳核查的数据准确度，需要同时测量烟道中的CO2浓度和烟气流量，目前烟道浓度测量具有较高的准确度（RSD约为1%~5%），而烟道气体流量的测量准确度往往偏低（RSD约为3%~50%）。由于烟道口径较大，且具有高温高湿、流动复杂、湍流度高等特点，常规方法很难做到准确测量，所以为烟囱或烟道气体的排放测量选择合适的检测技术及流量计至关重要。

项目介绍

项目位于湖北十堰一大型水泥制造企业内，该企业拥有10MW纯低温余热发电系统，每年可利用余热发电7350万kW‧h。四方仪器与其就“固定污染源排放测试项目”在厂区发电系统烟囱处设置试点，共同促进精准碳监测工作的开展。

对射式超声波流速仪Gasboard-7900M

（点击查看产品详情）

Gasboard-7900M由四方仪器自主研发，产品基于超声波原理，通过非接触测量方法有效解决了管道内普遍存在的流场不稳定、流速低且分布不均匀等测量难点，在烟气排放过程的高温、高湿、高粉尘、多粘稠杂质的恶劣环境中可保持连续实时的稳定监测，满足市政、工业测量的需求。通用性强，可单独工作或接入CEMS系统。产品采用一对或多对超声波收发装置分别在介质顺流和逆流方向安装测量，利用超声波的传播时间差计算烟道内径向气流的线平均速度，相较于其他测量方式准确度更高。

产品特性

1、超声波原理线平均流速测量，精度≤±1.5%F.S.。

2、抗干扰能力强，自相关检波技术有效克服现场噪音干扰。

3、扩展性强，可定制2声道或4声道，满足大尺寸烟道、漩涡流场及其他复杂流场。

4、非接触测量，探头不深入气体管道内；整机与气体接触部分使用耐腐蚀材料，可有效抵抗烟气腐蚀。

5、测量口径范围大，支持直径0.3m以上管道安装。

6、可同时测量气体的温度、压力和流速。

7、可测量较低的流速，测量下限可达0.1m/s。

8、适合含酸、含水的气体流量计量，不受气体组分变化影响。

9、采用高速数据处理器，运行速度快，并具备校准、配置、查询、诊断等功能，外部接口丰富。

技术方案

基于超声波技术的监测优势，四方仪器自主研发推出了高温超声波流速仪Gasboard-7900系列。产品采用一对或多对超声波收发装置分别在介质顺流和逆流方向安装测量，通过超声波的传播时间差计算烟道内气体的流速，并结合烟道的截面积计算出烟气的体积流量。本流量计采用非接触测量方法，可有效解决管道内普遍存在的流场不稳定、流速分布不均匀等测量难点，在烟气排放过程的高温、高湿、高粉尘恶劣环境中可保持连续实时的稳定监测。适用于石油、煤炭、电力、天然气、钢铁、建材、化工、石化、纺织、有色金属、垃圾焚烧等行业污染源排放口的流速流量监测。

该方案具有以下优势：
(1)可同时测量气体温度、压力、流速，也可单独测流速。
(2)流速测量采用时间差法，测量精度高，测量精度可达0.01m/s。
(3)可测量极低的流速，测量下限可达0.1m/s。
(4)流速测量为管道轴向沿安装超声波收发对径向分布的平均速度，可准确地表征管道内的流速，不受分布不均匀、气流不稳定的影响。
(5)可采用一对和多对超声波收发装置，精细准确地测量复杂的流场条件下的流速。
(6)仪器整体（特别是与被测气体接触的部分）全部采用高品质不锈钢材质，可以很好的避免高温腐蚀气体环境的干扰。
(7)整体无运动部件，安装维护简单，维护成本低。
(8)仪器具有一对超声波收发装置及多对超声波收发装置，可以实现灵活的配置方式。
(9)仪器数据处理采用嵌入式方式，具备校准、配置、查询、显示、存储、诊断等功能，配备丰富的外部接口可以通过模拟4~20mA电流环路、RS-485等外部连接。

方案价值

经过多天不同环境变化情况下的连续测试，根据与项目现场现有的CEMS皮托管流量计的数据曲线对比，我们可以看出四方仪器超声波流速仪测试精度更高，数据波动更小，性能稳定且反应灵敏，在低流速（低于5m/s）下测量更准确。
在长期正常工作下四方仪器超声波流速仪的数据曲线比皮托管流量计曲线更加平稳；在停炉导致短期流速突变的情况下，风机关闭前、中、后段都能及时灵敏的反馈数据变化，反观现场CEMS系统的皮托管测试数据就与现场实际状况不尽相符。除图中所示测试外，在停炉后烟囱内部的通风测试以及温度、压力测试中四方仪器流量计数据也依旧保持与现场的流量变化相吻合。

项目现场