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煙氣溫度檢測

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-24 00:01:00 更新時(shí)間：2025-07-23 00:01:01

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

煙氣溫度檢測

煙氣溫度是工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、燃燒效率評估以及污染物排放控制中的關(guān)鍵參數(shù)之一。準(zhǔn)確測量煙氣溫度，對于優(yōu)化工藝過程、保障設(shè)備安全運(yùn)行、提高能源利用效率、確保污染物（如顆粒物、硫氧化物、氮氧化物等）治理設(shè)施在最佳溫度窗口高效運(yùn)行、以及滿足環(huán)保法規(guī)要求都具有極其重要的意義。無論是火電廠、垃圾焚燒廠、鋼鐵廠、化工廠還是各類工業(yè)鍋爐窯爐，其排放的煙氣溫度都是必須嚴(yán)格監(jiān)控的指標(biāo)。過高或過低的煙氣溫度都可能影響后續(xù)環(huán)保設(shè)施（如脫硫塔、脫硝系統(tǒng)、布袋除塵器、濕式電除塵器等）的處理效果，甚至損壞設(shè)備，同時(shí)溫度數(shù)據(jù)也是計(jì)算煙氣排放量、污染物濃度折算和評估熱損失的重要基礎(chǔ)。

檢測項(xiàng)目

煙氣溫度檢測的核心項(xiàng)目即為煙氣溫度值。根據(jù)應(yīng)用場景和規(guī)范要求，可能包括：

瞬時(shí)溫度：某一時(shí)刻煙道或煙囪內(nèi)某一點(diǎn)的煙氣溫度。
平均溫度：在特定時(shí)間段內(nèi)（如一個(gè)運(yùn)行周期或測試周期）或煙道特定截面上的平均煙氣溫度。
溫度分布：測量煙道截面上不同位置的溫度，了解溫度場的均勻性。
溫度變化趨勢：連續(xù)監(jiān)測溫度隨時(shí)間的變化，用于診斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)或工藝穩(wěn)定性。

檢測儀器

煙氣溫度檢測主要使用溫度傳感器或測溫儀表，常用儀器包括：

熱電偶：
- 原理：基于塞貝克效應(yīng)，利用兩種不同導(dǎo)體組成的閉合回路在兩端存在溫差時(shí)產(chǎn)生熱電動勢來測溫。
- 類型：常用的有K型（鎳鉻-鎳硅）、S型（鉑銠10-鉑）、R型（鉑銠13-鉑）等。K型因其良好的線性、較寬的溫度范圍（-200°C至+1300°C）和性價(jià)比，在煙氣檢測中應(yīng)用廣泛。S型和R型（貴金屬熱電偶）精度更高，適用于更高溫度或需要高精度的場合。
- 特點(diǎn)：測量精度較高，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格適中。需要冷端補(bǔ)償。
熱電阻：
- 原理：利用金屬導(dǎo)體（如鉑、銅）或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的特性測溫。
- 類型：Pt100（鉑熱電阻，0°C時(shí)電阻為100Ω）是最常用的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)熱電阻。
- 特點(diǎn)：在一定的溫度范圍內(nèi)（尤其是中低溫），精度和穩(wěn)定性通常優(yōu)于熱電偶。但在高溫和存在腐蝕性氣體的煙氣環(huán)境中，應(yīng)用不如熱電偶廣泛。
熱敏電阻：
- 原理：利用半導(dǎo)體材料電阻隨溫度顯著變化的特性測溫。通常電阻值隨溫度升高而降低（NTC型）。
- 特點(diǎn)：靈敏度高，體積小。但測溫范圍相對較窄（通常-50°C至+300°C），線性度較差，適用于對精度要求不高或特定溫區(qū)的點(diǎn)測溫。
紅外測溫儀/熱像儀：
- 原理：非接觸式測溫，通過探測物體表面發(fā)射的紅外輻射能量來確定其表面溫度。
- 特點(diǎn)：無需接觸被測煙氣，響應(yīng)快，可測量運(yùn)動物體或難以接觸的位置表面溫度（如煙道外壁估算內(nèi)溫，或通過觀察窗測量）。測量結(jié)果受煙氣/粉塵濃度、發(fā)射率設(shè)定、測量距離、視場角等因素影響較大，通常用于快速掃描、表面溫度監(jiān)測或作為輔助手段。
溫度變送器：將熱電偶或熱電阻等傳感器的信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號（如4-20mA）或數(shù)字信號（如HART協(xié)議、RS485等），便于遠(yuǎn)傳和接入控制系統(tǒng)。
便攜式煙氣分析儀內(nèi)置溫度傳感器：許多用于煙氣成分（O2, CO, NOx, SO2等）檢測的便攜式儀器都集成了熱電偶，用于同時(shí)測量測點(diǎn)處的煙氣溫度。

檢測方法

煙氣溫度的檢測方法主要取決于使用的儀器類型和安裝方式：

接觸式測溫（熱電偶/熱電阻）：
- 測點(diǎn)選擇：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求（如HJ75）選擇有代表性的測量斷面（通常為煙道平直段，下游距離變徑或彎頭>6倍當(dāng)量直徑，上游>3倍當(dāng)量直徑）。
- 開孔與安裝：在煙道壁上開合適的測孔，安裝帶有法蘭或螺紋的測溫套管（保護(hù)管）。將熱電偶或熱電阻插入套管內(nèi)，確保測溫端（熱接點(diǎn)或電阻體）暴露在煙氣中，并位于煙道中心區(qū)域或代表點(diǎn)上。插入深度通常要求至少達(dá)到煙道直徑的1/3。注意套管材質(zhì)需耐高溫、耐腐蝕（常用不銹鋼310S，高溫高腐蝕環(huán)境可選陶瓷或剛玉管）。
- 固定與密封：牢固固定測溫元件，確保測孔密封良好，防止漏風(fēng)影響測量精度和設(shè)備安全。
- 接線與信號處理：正確連接補(bǔ)償導(dǎo)線（熱電偶）或?qū)Ь€（熱電阻）至溫度變送器或顯示儀表/數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。對于熱電偶必須進(jìn)行冷端補(bǔ)償。
非接觸式測溫（紅外測溫儀/熱像儀）：
- 目標(biāo)選擇與定位：將儀器對準(zhǔn)待測的煙氣區(qū)域或煙氣通過的設(shè)備表面（如煙道壁）。目標(biāo)應(yīng)充滿儀器視場。
- 參數(shù)設(shè)置：準(zhǔn)確設(shè)定被測物的發(fā)射率（針對煙氣本身或煙道內(nèi)壁）。選擇合適的光譜范圍。
- 測量：穩(wěn)定儀器，避免振動和背景熱源干擾，觸發(fā)測量，讀取或記錄溫度值（或熱圖像）。
連續(xù)在線監(jiān)測：將固定安裝的熱電偶/熱電阻通過變送器接入DCS或CEMS系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)的溫度監(jiān)測和記錄。
手工/便攜式測量：使用便攜式熱電偶測溫儀或帶溫度探頭的煙氣分析儀，按照規(guī)范要求在多個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行測量（如網(wǎng)格法），計(jì)算平均溫度。

檢測標(biāo)準(zhǔn)

煙氣溫度的檢測需遵循相關(guān)的國家、行業(yè)或國際標(biāo)準(zhǔn)，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、代表性和可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

HJ 75-2017 《固定污染源煙氣（SO2、NOx、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》：
- 對CEMS系統(tǒng)中溫度連續(xù)監(jiān)測設(shè)備的安裝位置、性能要求（示值誤差、響應(yīng)時(shí)間）、校準(zhǔn)、維護(hù)和數(shù)據(jù)記錄等做出了詳細(xì)規(guī)定。
HJ/T 397-2007 《固定源廢氣監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》：
- 規(guī)定了手工監(jiān)測時(shí)煙氣溫度測量的點(diǎn)位布設(shè)（測點(diǎn)數(shù)目、位置）、測量方法（常用熱電偶法）、儀器要求（精度±1°C或更好）、測量程序和數(shù)據(jù)記錄要求。
GB/T 16157-1996 《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》：
- 雖然主要針對顆粒物采樣，但其中對采樣斷面選擇、測點(diǎn)位置、煙氣狀態(tài)參數(shù)（包括溫度）測量的要求是通用的基礎(chǔ)規(guī)范。
JJG（建設(shè)）0001-1992 《工業(yè)熱電偶、熱電阻檢定規(guī)程》 / JJF 1637-2017 《廉金屬熱電偶校準(zhǔn)規(guī)范》：
- 對用于煙氣測溫的熱電偶、熱電阻的計(jì)量檢定/校準(zhǔn)方法、設(shè)備和周期進(jìn)行了規(guī)定，確保量值溯源和準(zhǔn)確性。