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烟气温度检测

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发布时间：2025-07-24 00:01:00 更新时间：2025-07-23 00:01:01

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

烟气温度检测

烟气温度是工业生产、环境监测、燃烧效率评估以及污染物排放控制中的关键参数之一。准确测量烟气温度，对于优化工艺过程、保障设备安全运行、提高能源利用效率、确保污染物（如颗粒物、硫氧化物、氮氧化物等）治理设施在最佳温度窗口高效运行、以及满足环保法规要求都具有极其重要的意义。无论是火电厂、垃圾焚烧厂、钢铁厂、化工厂还是各类工业锅炉窑炉，其排放的烟气温度都是必须严格监控的指标。过高或过低的烟气温度都可能影响后续环保设施（如脱硫塔、脱硝系统、布袋除尘器、湿式电除尘器等）的处理效果，甚至损坏设备，同时温度数据也是计算烟气排放量、污染物浓度折算和评估热损失的重要基础。

检测项目

烟气温度检测的核心项目即为烟气温度值。根据应用场景和规范要求，可能包括：

瞬时温度：某一时刻烟道或烟囱内某一点的烟气温度。
平均温度：在特定时间段内（如一个运行周期或测试周期）或烟道特定截面上的平均烟气温度。
温度分布：测量烟道截面上不同位置的温度，了解温度场的均匀性。
温度变化趋势：连续监测温度随时间的变化，用于诊断设备运行状态或工艺稳定性。

检测仪器

烟气温度检测主要使用温度传感器或测温仪表，常用仪器包括：

热电偶：
- 原理：基于塞贝克效应，利用两种不同导体组成的闭合回路在两端存在温差时产生热电动势来测温。
- 类型：常用的有K型（镍铬-镍硅）、S型（铂铑10-铂）、R型（铂铑13-铂）等。K型因其良好的线性、较宽的温度范围（-200°C至+1300°C）和性价比，在烟气检测中应用广泛。S型和R型（贵金属热电偶）精度更高，适用于更高温度或需要高精度的场合。
- 特点：测量精度较高，稳定性好，结构简单，价格适中。需要冷端补偿。
热电阻：
- 原理：利用金属导体（如铂、铜）或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性测温。
- 类型：Pt100（铂热电阻，0°C时电阻为100Ω）是最常用的工业标准热电阻。
- 特点：在一定的温度范围内（尤其是中低温），精度和稳定性通常优于热电偶。但在高温和存在腐蚀性气体的烟气环境中，应用不如热电偶广泛。
热敏电阻：
- 原理：利用半导体材料电阻随温度显著变化的特性测温。通常电阻值随温度升高而降低（NTC型）。
- 特点：灵敏度高，体积小。但测温范围相对较窄（通常-50°C至+300°C），线性度较差，适用于对精度要求不高或特定温区的点测温。
红外测温仪/热像仪：
- 原理：非接触式测温，通过探测物体表面发射的红外辐射能量来确定其表面温度。
- 特点：无需接触被测烟气，响应快，可测量运动物体或难以接触的位置表面温度（如烟道外壁估算内温，或通过观察窗测量）。测量结果受烟气/粉尘浓度、发射率设定、测量距离、视场角等因素影响较大，通常用于快速扫描、表面温度监测或作为辅助手段。
温度变送器：将热电偶或热电阻等传感器的信号转换为标准电流信号（如4-20mA）或数字信号（如HART协议、RS485等），便于远传和接入控制系统。
便携式烟气分析仪内置温度传感器：许多用于烟气成分（O2, CO, NOx, SO2等）检测的便携式仪器都集成了热电偶，用于同时测量测点处的烟气温度。

检测方法

烟气温度的检测方法主要取决于使用的仪器类型和安装方式：

接触式测温（热电偶/热电阻）：
- 测点选择：根据标准要求（如HJ75）选择有代表性的测量断面（通常为烟道平直段，下游距离变径或弯头>6倍当量直径，上游>3倍当量直径）。
- 开孔与安装：在烟道壁上开合适的测孔，安装带有法兰或螺纹的测温套管（保护管）。将热电偶或热电阻插入套管内，确保测温端（热接点或电阻体）暴露在烟气中，并位于烟道中心区域或代表点上。插入深度通常要求至少达到烟道直径的1/3。注意套管材质需耐高温、耐腐蚀（常用不锈钢310S，高温高腐蚀环境可选陶瓷或刚玉管）。
- 固定与密封：牢固固定测温元件，确保测孔密封良好，防止漏风影响测量精度和设备安全。
- 接线与信号处理：正确连接补偿导线（热电偶）或导线（热电阻）至温度变送器或显示仪表/数据采集系统。对于热电偶必须进行冷端补偿。
非接触式测温（红外测温仪/热像仪）：
- 目标选择与定位：将仪器对准待测的烟气区域或烟气通过的设备表面（如烟道壁）。目标应充满仪器视场。
- 参数设置：准确设定被测物的发射率（针对烟气本身或烟道内壁）。选择合适的光谱范围。
- 测量：稳定仪器，避免振动和背景热源干扰，触发测量，读取或记录温度值（或热图像）。
连续在线监测：将固定安装的热电偶/热电阻通过变送器接入DCS或CEMS系统，进行实时连续的温度监测和记录。
手工/便携式测量：使用便携式热电偶测温仪或带温度探头的烟气分析仪，按照规范要求在多个测点进行测量（如网格法），计算平均温度。

检测标准

烟气温度的检测需遵循相关的国家、行业或国际标准，确保测量结果的准确性、代表性和可比性。主要标准包括：

HJ 75-2017 《固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范》：
- 对CEMS系统中温度连续监测设备的安装位置、性能要求（示值误差、响应时间）、校准、维护和数据记录等做出了详细规定。
HJ/T 397-2007 《固定源废气监测技术规范》：
- 规定了手工监测时烟气温度测量的点位布设（测点数目、位置）、测量方法（常用热电偶法）、仪器要求（精度±1°C或更好）、测量程序和数据记录要求。
GB/T 16157-1996 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》：
- 虽然主要针对颗粒物采样，但其中对采样断面选择、测点位置、烟气状态参数（包括温度）测量的要求是通用的基础规范。
JJG（建设）0001-1992 《工业热电偶、热电阻检定规程》 / JJF 1637-2017 《廉金属热电偶校准规范》：
- 对用于烟气测温的热电偶、热电阻的计量检定/校准方法、设备和周期进行了规定，确保量值溯源和准确性。