烟气在线监测系统怎样实现温压流实时补偿？

一、 核心监测参数与传感器配置

1. 温度监测

• 采用铂电阻（Pt100）或热电偶传感器，直接插入烟道，测量烟气的实时工况温度（，单位：K）。

• 安装要求：与烟气充分接触，避开烟道死角，防止受外界环境温度干扰。

2. 压力监测

• 采用差压变送器或静压传感器，测量烟气的工况静压（，单位：kPa），部分系统会同时监测大气压（P0）用于修正。

• 安装要求：取压口需垂直向上，防止冷凝水进入传感器，定期吹扫避免粉尘堵塞。

3. 流速监测

• 主流技术为皮托管差压法：利用 S 型皮托管采集烟道内烟气的动压、静压，通过差压变送器计算流速；也可采用超声波流速仪（适用于低流速、腐蚀性烟气场景）。

• 流速是计算烟气流量的关键，流量数据同时用于污染物排放总量核算。

4. 含湿量监测

• 采用阻容法湿度传感器或冷凝法含湿量测量装置，实时检测烟气中的水汽体积分数（Xsw，单位：%），用于干基浓度换算。

二、 温压流实时补偿的算法原理

1.  工况浓度 → 标准状态湿基浓度换算

• ：标准状态下湿基浓度（mg/m³）

• ：传感器实测的工况浓度（mg/m³）

• ：标准大气压（101.325 kPa）

• ：标准热力学温度（273.15 K）

2.  标准湿基浓度 → 标准干基浓度换算

• ：标准状态下干基浓度（mg/m³）

• Xsw：烟气水汽体积分数（小数形式，如 10% 则代入 0.1）

三、 系统实现的硬件与软件协同流程

1. 参数采集与传输

   温度、压力、流速、含湿量传感器将模拟信号（4-20mA）或数字信号（RS485）传输至 CEMS 的 PLC / 数据采集器，采集频率为1 次 / 秒，确保实时性。

2. PLC 实时运算与修正

   PLC 内置上述补偿算法，每秒钟读取一次传感器数据，自动完成工况浓度到标准干基浓度的换算。同时，PLC 会判断参数是否在合理范围（如温度是否超出传感器量程），若出现异常则触发故障报警。

3. 数据输出与上传

• 本地显示：换算后的标准干基浓度实时显示在 CEMS 工控机或触摸屏上，同时存储历史数据（包括原始工况数据和补偿后数据）。

• 远程上传：将标准干基浓度、温压流原始参数、设备运行状态等数据，通过 4G/5G 或以太网上传至环保部门监控平台，满足联网监管要求。

4. 校准与维护保障补偿精度

• 定期校准：按 HJ 75 要求，每季度对温压流传感器进行校准，确保采集参数准确；每年进行系统整体性能测试，验证补偿算法的正确性。

• 自动吹扫：PLC 控制电磁阀定期对皮托管、取压口进行反吹，防止粉尘堵塞导致的参数测量误差。

四、 关键注意事项

1. 传感器安装位置：必须符合 “代表性采样" 要求，安装在烟道直管段（距离弯头、变径处≥5 倍烟道直径），避免流场紊乱导致的流速测量偏差。

2. 算法合规性：补偿公式需严格遵循 HJ 75-2017 标准，不得擅自修改，否则监测数据将不被环保部门认可。

3. 数据溯源：系统需同时存储工况浓度、温压流参数、补偿后浓度三类数据，便于后期核查与故障追溯。