近年來(lái)空氣重污染天氣不斷發(fā)生變化，不少人對(duì)霧霾圍城發(fā)出這樣的疑問“霧霾天氣是怎么樣形成的如下圖”“到底是哪些原因?qū)е逻@么嚴(yán)重的霧霾”“往后我們是否還能呼吸到潔凈的空氣”“面對(duì)持續(xù)來(lái)臨的霧霾天氣，如何有效減少霧霾”。

 

    就如何有效減少霧霾問題則需要全社動(dòng)員，綜合治理，其中實(shí)現(xiàn)煤炭清潔利用，對(duì)燃煤電廠進(jìn)行煙氣超低排放改造是最重要的一環(huán)。

 

    什么是煙氣超低排放

 

    所謂煙氣超低排放是指燃煤鍋爐大氣污染排放濃度達(dá)到甚至優(yōu)于天然氣輪機(jī)組大氣污染物排放濃度限值。燃煤鍋爐的大氣污染物排放濃度達(dá)到以下指標(biāo)：氮氧化物排放濃度不大于50毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米，煙塵排放濃度不大于5毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方，二氧化硫排放濃度不大于35毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方。

 

    據(jù)報(bào)道，為了監(jiān)測(cè)燃煤電廠的排放，技術(shù)人員需要測(cè)量煙囪排放煙氣的速率。燃煤發(fā)電廠的煙囪包含連續(xù)測(cè)量煙氣排放濃度的監(jiān)測(cè)器，包括二氧化碳、汞、二氧化硫和氮氧化物，以及煙氣的流速。因此燃煤電廠每年都要進(jìn)行煙囪排放測(cè)試，但是這個(gè)過(guò)程可能會(huì)變得冗長(zhǎng)而耗時(shí)。為了加快這一過(guò)程，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的研究人員完成了第一次真實(shí)世界的測(cè)試，測(cè)試了燃煤電廠煙囪排放的潛在改進(jìn)方法。該過(guò)程涉及使用新的氣體流量傳感器探頭來(lái)測(cè)量流量排放，以及一種新的測(cè)量方法，可以將現(xiàn)場(chǎng)審核速度提高10倍。

 

    NIST測(cè)試涉及將四個(gè)探測(cè)器（稱為皮托管）水平插入煙囪。四個(gè)傳感器探頭分別在四個(gè)不同的位置進(jìn)行流量測(cè)量，皮托管的小型便攜式設(shè)備插入堆疊中來(lái)執(zhí)行該校準(zhǔn)。用于這項(xiàng)工作的最常見的傳感器是“S探頭”，它有兩個(gè)孔或端口。一個(gè)端口直接面向氣流并檢測(cè)管內(nèi)積聚的壓力，另一個(gè)端口面向相反的方向。流量越快，兩個(gè)端口之間的壓力差越大;；通過(guò)測(cè)量壓力差，審計(jì)人員可以計(jì)算流量的速度。總共進(jìn)行16次測(cè)量。有了這些信息，科學(xué)家們就可以測(cè)試新的導(dǎo)管設(shè)計(jì)和測(cè)量方法的精度和準(zhǔn)確性。但根據(jù)聯(lián)邦法律，內(nèi)置氣體流量傳感器需要在年度審核期間進(jìn)行校準(zhǔn)。

 

    煙囪內(nèi)的流動(dòng)包含漩渦和漩渦，但通常向上移動(dòng)。因此根據(jù)煙氣流量不一定在測(cè)試點(diǎn)直接向上行進(jìn)，故而現(xiàn)場(chǎng)年度校準(zhǔn)可能需要一天或更長(zhǎng)時(shí)間才能完成。為加快這一進(jìn)程，科學(xué)家們進(jìn)行了三項(xiàng)創(chuàng)新。首先，他們創(chuàng)造了兩種新型皮托管，其中五個(gè)孔而不是兩個(gè)，其性能優(yōu)于S型探頭，并且可能優(yōu)于目前使用的其他五孔皮托管型號(hào)。

其次，科學(xué)家們還為他們的新傳感器開發(fā)了校準(zhǔn)方案，不需要技術(shù)人員在煙囪內(nèi)旋轉(zhuǎn)探頭，以便為每次測(cè)量找到真正的流動(dòng)方向。因此，雖然傳感器必須在使用前進(jìn)行校準(zhǔn)，但在實(shí)際審核期間使用時(shí)間會(huì)少得多。第三，燃煤電廠有一個(gè)封閉的平臺(tái)，皮托管插入煙囪，但天然氣工廠的平臺(tái)對(duì)元素開放。

 

    通過(guò)測(cè)試研究人員得出結(jié)論是“探測(cè)器在煙囪中的表現(xiàn)與在NIST的測(cè)試設(shè)施中表現(xiàn)相同。不過(guò)，在未來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試將幫助研究人員解決他們遇到的最大問題例如：傳感器堵塞，其中皮托管的端口被水和顆粒物質(zhì)弄臟，并且必須在測(cè)試?yán)^續(xù)之前沖洗。

而對(duì)于測(cè)量煙囪排放的氣體流量傳感器，此傳感器是利用熱力學(xué)原理對(duì)流道中的氣體介質(zhì)進(jìn)行流量檢測(cè)，具有很好的精度與重復(fù)性。F1031微氣體流量傳感器內(nèi)置有溫度傳感器，每只都進(jìn)行專有的溫度補(bǔ)償校準(zhǔn)；同時(shí)具有線性模擬電壓輸出，方便使用。主要應(yīng)用于：工業(yè)過(guò)程控制、空氣和環(huán)境保護(hù)、便攜式儀器等。