管道中的废气在工况和标况下,流量的计算方法有何不同?

ceni
2021-06-15

前几日,有位新同事在做竣工资料时,问到管道中的废气排放量该如何计算?这里可以作个说明,无论是否用流量计测量,依据工况与标况的不同状态,废气的流量值肯定是有差异的。

在日常的废气治理工程中,会有许多原理性的基础知识也许很多废气工程师自己完全掌握。因此,这里我们可以探讨一下废气治理工程中基础参数及计算方法


废气排放量检测流程


工况流量


大家都知道,工况流量是指不考虑温度和压力变化对气体密度的影响,对废气流量的简单计量方式。一般管道内的废气流量可用孔板流量计、电子流量计、转子流量计等流量表测量后获得数值,当然也可通过测定管道流速或管道全压进行换算。

根据流体力学上常用Q=AV的公式,单位是m3/s。因此,我们假设管道的内径为d,测速管道的横截面积为S,废气的平均流速为V,废气在排放时的流量就为Q1,单位是m3/h

Q1=3600×S×V,废气流量=3600÷4×管道内径×管道内径×π×d,即Q1=900πd2V


标况流量


而标况流量,代表大气压摄氏20度或摄氏0度时的废气流量。因为气体可以压缩,同样标况流量的气体,在封闭管道中不同的压力温度时,其体积也是不同的,压力越高体积越小,体积流量也就越小。

通常国际上的标况环境的基本温度为摄氏0(273.15开尔文),这里指Tn压强为101.325千帕(1标准大气压,760毫米汞柱),这里指Pn的情况

因此,按照测定流速计算法,若管道的内径为d,现场测得废气平均流速为V,排气绝对温度为T1,单位开尔文,管道内绝对压力为P1,单位千帕,废气标况下的流量就为Qn,单位为m3/h


标况下废气流量计算公式

大家可别小看这个标况流量很多时候会遇到最初的设计阶段风量为工况流量或者标况流量,但到了实际设备配置时就会不一样因此,需要严格按照废气流量值的换算要求。

比如,我国《天然气流量的标准孔板计算方法》规定以温度293.15K20摄氏度时),压力101.325KPa作为计量气体体积流量的标准状态。因此,以上公式的Tn就变成了273.15+20


天然气体流量监测


干废气流量


另外,若要计算标况下的干燥气体流量,就要先假设E0=废气含湿量,单位为KG/m3Xw=水蒸气体积量,参数为%,废气标况下的干废气流量就为Qnd,单位为m3/h

干废气流量计算公式


这里不少要问,0.804是什么?它指的是温度0℃,一个标准大气压下,水蒸气的密度。

水蒸气在标准状态下的密度,一摩尔水为18克变为蒸气在标准状况下,是22.4升,所以18/22.4=0.80357/升。


分享
写下您的评论吧