一種抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用窄激光吸收原理，利用高溫?zé)釢癯槿》▽ε欧盼矚庵邪焙窟M(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對正在運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)的抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)。包括依次聯(lián)接的高溫取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、高溫?zé)釢穹ü鈱W(xué)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述光學(xué)分析系統(tǒng)采用激光分析系統(tǒng)，包括光學(xué)測量池。本發(fā)明減少了現(xiàn)場工況條件變化對測量的干擾，解決了現(xiàn)場震動影響對光路影響問題，同時(shí)可以在線及時(shí)標(biāo)定，保證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
【專利說明】一種抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用窄激光吸收原理，利用高溫?zé)釢癯槿》▽ε欧盼矚庵邪焙窟M(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對正在運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)的抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)，特別是用于火力發(fā)電運(yùn)行設(shè)備在線維護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前針對設(shè)備維護(hù)的方法，大都是對排放出的尾氣進(jìn)行測量，了解運(yùn)作工藝是否合理，設(shè)備是否正常運(yùn)作，目前所采用的檢測方法，特別是在電廠，大都是檢測尾氣中氨的含量，主要的方法是在取樣點(diǎn)上加工固定點(diǎn)，將檢測設(shè)備直接固定在取樣點(diǎn)上，這樣的操作方法叫做直測法。
[0003]直測法的操作簡單是其優(yōu)點(diǎn)，但由于取樣點(diǎn)大都設(shè)在煙道上，煙道大都含有大量的粉塵、水分和其它雜質(zhì)，而目前所用的大都激光檢測設(shè)備，對測量環(huán)境有比較高的要求，只有在干擾因素最低狀態(tài)下，才能得到比較精確的測量結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是一種抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)，采作320°C高溫抽取法，解決了以上存在的問題，并對系統(tǒng)進(jìn)行了整體配套設(shè)計(jì)。通過精確檢測樣氣中氨等重要組分含量，及時(shí)調(diào)整制造工藝，達(dá)到對在線運(yùn)行設(shè)備的長期穩(wěn)定維護(hù)。
[0005]本發(fā)明的主要技術(shù)方案:一種抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括依次聯(lián)接的高溫取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、高溫?zé)釢穹ü鈱W(xué)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述光學(xué)分析系統(tǒng)采用激光分析系統(tǒng)，包括光學(xué)測量池。
[0006]一般地，本發(fā)明所述的取樣系統(tǒng)包括高溫采樣探頭、伴熱管及高溫抽氣泵，通過高溫抽氣泵的抽取力，采樣探頭從取樣點(diǎn)取到樣氣，通過伴熱管線到達(dá)預(yù)處理系統(tǒng)。
[0007]所述的采樣探頭采用280-320°C度高溫采樣探頭，包括不銹鋼粉末前置過濾器和陶瓷內(nèi)置過濾器。
[0008]所述的伴熱管線采用耐200°C以上高溫、耐腐性和抗氧化的材質(zhì)，其加熱方法采用電加熱絲法。
[0009]所述的預(yù)處理系統(tǒng)包括過濾器、高溫電磁閥、高溫針閥和高溫流量計(jì)，以上均安裝于180°C以上高溫加熱箱內(nèi)。
[0010]所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光學(xué)測量池包括光學(xué)凸透鏡、極聚光透鏡、數(shù)字檢測器和分析儀，以上均置于密封結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0011]所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光學(xué)測量池通過數(shù)字檢測器的控制，對窄波段激光吸收，實(shí)現(xiàn)對±0.15PPM級別極微弱成分的測量。
[0012]所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是高溫?zé)釢穹ü鈱W(xué)分析系統(tǒng)設(shè)有兩組反吹系統(tǒng):光路反吹系統(tǒng)和測量池反吹系統(tǒng)。
[0013]所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光路反吹系統(tǒng)使用高純凈化的空氣進(jìn)行反吹，對分析儀進(jìn)行連續(xù)的吹掃，保證其通路一直處于正壓狀態(tài)；測量池反吹系統(tǒng)采用純度為99.999%的氮?dú)膺M(jìn)行反吹，并通過PLC的控制使其每12小時(shí)進(jìn)行一次，保證測量池一直處于無沉淀物及其它物質(zhì)的干擾狀態(tài)。
[0014]所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、PLC控制系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定系統(tǒng)。
[0015]本發(fā)明采用抽取法穩(wěn)定了測量條件，減少了現(xiàn)場工況條件變化對測量的干擾，解決了現(xiàn)場震動影響和對光難的問題，同時(shí)可以在線及時(shí)標(biāo)定，保證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。采用標(biāo)定功能，核定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，防止誤差超過檢測要求；采用測量池反吹系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的潔靜度，延長維護(hù)時(shí)間和使用壽命；采用光路反吹系統(tǒng)，保證光路無其它因素干擾。
[0016]本發(fā)明高溫取樣系統(tǒng)在取樣初點(diǎn)和排出點(diǎn)分別采用高溫抽氣泵和噴射泵兩種設(shè)備，可以保證取氣量的穩(wěn)定性；采用的伴熱管線全程180°C — 200°C，具有優(yōu)越的與外部絕熱性能，可以在一 20°C — 60°C的外部環(huán)境中使用；取樣系統(tǒng)采用了優(yōu)選的不銹鋼和鋁合金材質(zhì)，耐高溫、耐腐蝕，可以達(dá)到最高使用溫度220°C。
[0017]本發(fā)明的溫度控制，氣路控制均采用目前最精度的控制元件，并進(jìn)行了最優(yōu)化的功能調(diào)配。
[0018]所有預(yù)處理部件均固定在高溫箱內(nèi)，系統(tǒng)分析系統(tǒng)核心及關(guān)鍵部件配置進(jìn)口件(如:抽氣泵、高溫電磁閥、高溫流量計(jì)等)，保證了系統(tǒng)品質(zhì)，延長系統(tǒng)使用壽命和提高可靠性，先進(jìn)取樣預(yù)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)具備了運(yùn)行周期長、維護(hù)量小、操作簡單方便等特點(diǎn)。
[0019]本發(fā)明系統(tǒng)采用全程高溫方式，保證樣氣溫度保持在180土 1°C，有效的防止水汽冷凝和結(jié)晶對分析儀造成的干擾。
[0020]本發(fā)明的光學(xué)分析系統(tǒng)在解決測量設(shè)備方面的性能可靠性、使用方便性、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等方面具備了國際領(lǐng)先水平，測量歷史數(shù)據(jù)比對結(jié)果表面明優(yōu)于國外類似設(shè)備應(yīng)用實(shí)際情況。
[0021]本發(fā)明系統(tǒng)采用了機(jī)械加膠合密封結(jié)構(gòu)，保證在200°C狀態(tài)下完全無泄漏。采用上下分離外型結(jié)構(gòu)，保證高溫箱溫度對電氣箱的影響可以忽略。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有的直測法框架示意圖。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例在線監(jiān)測系統(tǒng)的框架圖。
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理流程圖。
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例在線監(jiān)測系統(tǒng)的外型結(jié)構(gòu)布置圖。
[0026]圖5為本發(fā)明實(shí)施例在線監(jiān)測系統(tǒng)的光學(xué)原理圖。
[0027]圖中，1-分析儀，2-采樣探頭；3_伴熱管；4_高溫箱；5_過濾器；6_高溫電磁閥；7-高溫抽氣泵；8-高溫針閥；9-高溫流量計(jì)；10_光學(xué)測量池；11_噴射泵；12_高溫球閥。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明加以詳細(xì)描述。
[0029]實(shí)施例；本發(fā)明實(shí)施例如附圖2、4所示，抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)，包括依次聯(lián)接的取樣系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、光學(xué)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述光學(xué)分析系統(tǒng)采用激光分析系統(tǒng)，包括光學(xué)測量池10。
[0030]采樣探頭2、伴熱管3、高溫抽氣泵7組成了取樣部分，通過高溫抽氣泵7的抽取力，采樣探頭2從取樣點(diǎn)取到樣氣，通過伴熱管線3到達(dá)預(yù)處理系統(tǒng)。
[0031]取樣用的采樣探頭2采用恒定電加熱，恒定加熱溫度為280°C，也可長時(shí)間極限加熱320°C，根據(jù)具體解決方案來設(shè)定溫度。
[0032]通過取樣探頭2采取全程180°C高溫的樣氣，經(jīng)過其中高溫?zé)Y(jié)過濾器過濾后進(jìn)入伴熱管3并持續(xù)此高溫狀態(tài)，防止樣氣中一些露點(diǎn)低的成分冷凝結(jié)晶，對設(shè)備造成損傷。系統(tǒng)采用全程高溫的方式，保證樣氣溫度保持在180土 TC，有效的防止水汽冷凝對分析儀造成的干擾。
[0033]所有高溫取樣預(yù)處理部件均安裝于高溫箱4內(nèi)，過濾器5、高溫電磁閥6、高溫針閥8、高溫流量計(jì)9、高溫球閥12組成了先進(jìn)取樣預(yù)處理系統(tǒng)，此部分全部處于180°C以上高溫中，因?yàn)榘丙}的露點(diǎn)約為140°C左右同，全程180°C以上高溫可以防止樣氣中氨成分結(jié)晶。系統(tǒng)分析系統(tǒng)核心及關(guān)鍵部件配置進(jìn)口件(如:高溫抽氣泵7、高溫電磁閥8、高溫流量計(jì)9、高溫球閥12等)，保證了系統(tǒng)品質(zhì)，延長系統(tǒng)使用壽命和提高可靠性，使系統(tǒng)具備了運(yùn)行周期長、維護(hù)量小、操作簡單方便等特點(diǎn)。
[0034]過濾器5會將樣氣中大于0.1um的粉塵和顆粒物過濾除去，防止管路被阻堵。
[0035]高溫電磁閥6進(jìn)行氣路切換，保證樣氣路和標(biāo)氣路的準(zhǔn)確切換，每24小時(shí)進(jìn)行一次標(biāo)定，并自動進(jìn)行校對，檢測其工作的準(zhǔn)確性。
[0036]高溫針閥8和高溫流量計(jì)9、控制氣路負(fù)壓段(抽氣泵前)氣體流量，高溫球閥12控制氣路負(fù)壓段(抽氣泵后)氣體流量，使進(jìn)入檢測設(shè)備光學(xué)測量池10內(nèi)的樣氣量控制在要求范圍內(nèi)。
[0037]噴射泵11加快光學(xué)測量池中樣氣的排出量，縮短池內(nèi)樣氣的更新周期，從而使檢測數(shù)據(jù)、標(biāo)定周期的效率得到更大的提高。
[0038]加熱溫度都可以通過各自的外部溫控器或PLC (可編程控制器)等進(jìn)行精細(xì)控制調(diào)節(jié)，溫度控制的上下誤差±2度，也可以根據(jù)實(shí)際要求，進(jìn)行誤差設(shè)置。
[0039]新型激光分析系統(tǒng)在解決測量設(shè)備方面的性能可靠性、使用方便性、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性等方面具備了國際領(lǐng)先水平。
[0040]光學(xué)測量池10和光學(xué)部件組成了對極微弱成分的測量，可以達(dá)到±0.15PPM級別。
[0041]利用光的透射和折射原理，設(shè)計(jì)了一個光學(xué)部件，可以實(shí)現(xiàn)光的能量和聚集功能在使用過程中達(dá)到極性，并通過數(shù)字檢測器的控制，實(shí)現(xiàn)窄波段激光吸收原理。
[0042]綜合以上優(yōu)選的原則，必須對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行周期性的標(biāo)定，通過標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定系統(tǒng)確定整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
[0043]為了保持測量池?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確性，此發(fā)明設(shè)置了兩組反吹系統(tǒng):光路反吹系統(tǒng)和測量池反吹系統(tǒng)。
[0044]光路反吹使用經(jīng)過高純凈化的空氣進(jìn)行反吹，對分析儀I進(jìn)行連續(xù)的吹掃，保證其通路一直是正壓狀態(tài)，減小因周圍環(huán)境變化引起的干擾。
[0045]光學(xué)測量池10的反吹采用純度為9.99%的氮?dú)膺M(jìn)行，并通過PLC的控制使其每12小時(shí)進(jìn)行一次，保證測量池一直處于無沉淀物及其它物質(zhì)的干擾狀態(tài)。[0046]配合系統(tǒng)整體高溫使用原則，設(shè)計(jì)了新的密封結(jié)構(gòu)，采用了機(jī)械密封和膠合密封兩種方式，使整個氣路在200°C高溫和30個PSI氣壓下可以完全密封流通。
[0047]本發(fā)明實(shí)例區(qū)別于目前直測法測氨方法，采用了一種新型的采用抽取法穩(wěn)定了測量條件，減少了現(xiàn)場工況條件變化對測量的干擾，解決了現(xiàn)場震動影響對光路影響問題，同時(shí)可以在線及時(shí)標(biāo)定，保證了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)包括儀表均有標(biāo)定和反吹，對系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)和標(biāo)定。
[0048]以上所述為本發(fā)明中一項(xiàng)較佳的實(shí)施例，并非指本發(fā)明僅限于此保護(hù)，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種抽取式高溫?zé)釢穹煔庠诰€監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括依次聯(lián)接的高溫?zé)釢穹ㄈ酉到y(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、光學(xué)分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；所述光學(xué)分析系統(tǒng)采用激光分析系統(tǒng)，包括光學(xué)測量池。
2.如權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是取樣系統(tǒng)包括高溫采樣探頭、伴熱管及高溫抽氣泵，通過高溫抽氣泵的抽取力，采樣探頭從取樣點(diǎn)取到樣氣，通過伴熱管線到達(dá)預(yù)處理系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是采樣探頭采用280-320°C度高溫采樣探頭，包括不銹鋼粉末前置過濾器和陶瓷內(nèi)置過濾器。
4.如權(quán)利要求2所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是伴熱管采用耐200°C以上高溫、耐腐性和抗氧化的材質(zhì)，其加熱方法采用電加熱絲法。
5.如權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是預(yù)處理系統(tǒng)包括過濾器、高溫電磁閥、高溫針閥和高溫流量計(jì)，以上均安裝于180°C以上高溫加熱箱內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光學(xué)測量池包括光學(xué)凸透鏡、特殊光學(xué)元器件、數(shù)字檢測器和分析儀，以上均置于密封結(jié)構(gòu)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光學(xué)測量池通過數(shù)字檢測器的控制，對窄波段激光吸收，實(shí)現(xiàn)對±0.15PPM級別極微弱成分的測量。
8.如權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光學(xué)分析系統(tǒng)設(shè)有兩組反吹系統(tǒng):光路反吹系統(tǒng)和測量池反吹系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求8所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是光路反吹系統(tǒng)使用高純凈化的空氣進(jìn)行反吹，對分析儀進(jìn)行連續(xù)的吹掃，保證其通路一直處于正壓狀態(tài)；測量池反吹系統(tǒng)采用純度為99.999%的氮?dú)膺M(jìn)行反吹，并通過PLC的控制使其每12小時(shí)進(jìn)行一次，保證測量池一直處于無沉淀物及其它物質(zhì)的干擾狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理、PLC控制系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)氣標(biāo)定系統(tǒng)。
【文檔編號】G01N1/24GK103852433SQ201410111608
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月25日
【發(fā)明者】顧潮春, 彭永華, 萬智 申請人:南京霍普斯科技有限公司