一種煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油化工、電力、鋼鐵、煤炭等行業(yè)燃料型工業(yè)爐的煙氣檢測(cè)裝置，具體地說涉及一種煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)鍋爐使用的煤、重油和天然氣等燃料中都含有硫，在燃燒過程中硫和氧反應(yīng)生成二氧化硫。在一定溫度下，煙氣中的過剩氧與有少量二氧化硫在催化劑氧化鐵、五氧化二釩等物質(zhì)的作用下轉(zhuǎn)換成三氧化硫。三氧化硫和恰當(dāng)?shù)乃魵夥磻?yīng)生成稀硫酸蒸汽，并會(huì)凝結(jié)在煙氣余熱回收設(shè)備上，使空氣預(yù)熱器、引風(fēng)機(jī)、煙囪等設(shè)備產(chǎn)生露點(diǎn)腐蝕及堵塞。增加設(shè)備維護(hù)成本，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致系統(tǒng)停運(yùn)影響生產(chǎn)。然而，由于煙氣酸露點(diǎn)溫度受煙氣組分、排煙溫度、煙氣氧含量及環(huán)境空氣溫度等多種因數(shù)影響，通常不是定值，很難使用計(jì)算公式確定。爐子的排煙露點(diǎn)溫度長(zhǎng)期以來靠人工估計(jì)，這不僅很難控制排煙溫度在最低值，也很難保證設(shè)備不受到露點(diǎn)腐蝕。為了避免發(fā)生酸露點(diǎn)腐蝕，需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣酸露點(diǎn)溫度，為此人們發(fā)明了酸露點(diǎn)溫度測(cè)定儀(或裝置)。
[0003]傳統(tǒng)的煙氣露點(diǎn)測(cè)量?jī)x的傳感器是通過在高溫玻璃上同時(shí)復(fù)合有電流測(cè)量電極和溫度測(cè)量電偶；測(cè)量時(shí)將傳感器置于要測(cè)的高溫?zé)煔庵?，在該傳感器背面通以冷卻風(fēng)對(duì)測(cè)量面進(jìn)行冷卻，利用信號(hào)處理器同時(shí)對(duì)傳感器鏡面電流、鏡面溫度以及煙氣溫度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)鏡面溫度達(dá)到該處煙氣酸露點(diǎn)溫度時(shí)，在測(cè)量鏡面上就有酸霧凝結(jié)膜生成，電流傳感器會(huì)有輸出值，此時(shí)的冷鏡溫度就是煙氣的酸露點(diǎn)溫度值。以這種傳感器構(gòu)成的煙氣酸露點(diǎn)儀在實(shí)際應(yīng)用中有兩個(gè)缺點(diǎn):一是當(dāng)排煙溫度低于其露點(diǎn)溫度時(shí)就無法測(cè)量煙氣酸露點(diǎn)溫度；二是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冷卻風(fēng)流量人工調(diào)整的隨機(jī)性給測(cè)量帶來了很大附加誤差。
[0004]CN201177610和CN101566593A公開的硫酸露點(diǎn)監(jiān)測(cè)分析儀使用的是壓縮空氣制冷型測(cè)量探頭。對(duì)探頭只起冷卻作用，沒有加熱裝置對(duì)探頭加熱，當(dāng)煙氣溫度低于其酸露點(diǎn)溫度時(shí)就無法測(cè)到其酸露點(diǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人為調(diào)節(jié)的隨機(jī)誤差較大。
[0005]CN201277955Y公開的酸露點(diǎn)測(cè)量裝置使用的是帶電加熱裝置的冷卻空氣制冷型測(cè)量探頭?？蓪?duì)探頭進(jìn)行加熱，當(dāng)煙氣溫度低于其酸露點(diǎn)溫度時(shí)，通過電加熱裝置對(duì)探頭加熱，使其溫度升到酸露點(diǎn)溫度之上，然后再通過利用壓縮空氣對(duì)探頭冷卻，使其冷卻到煙氣的酸露點(diǎn)。該探頭的空氣制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，人為調(diào)節(jié)的隨機(jī)誤差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置。本發(fā)明的檢測(cè)裝置能對(duì)排煙溫度進(jìn)行優(yōu)化控制，使排煙溫度略高于煙氣的酸露點(diǎn)溫度，可以避免設(shè)備發(fā)生酸露點(diǎn)腐蝕，達(dá)到最佳節(jié)能減排效果。
[0007]本發(fā)明提供的煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置主要由酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭、煙氣溫度傳感器、信號(hào)適配器、信號(hào)處理器、溫度電流顯示器、探頭溫度調(diào)節(jié)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和系統(tǒng)電源組成；酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭和煙氣溫度傳感器固定于探測(cè)桿上，酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭和煙氣溫度傳感器分別通過引線與信號(hào)適配器相連，信號(hào)適配器通過傳輸電纜與信號(hào)處理器相連；信號(hào)處理器通過電纜同時(shí)與溫度電流顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、探頭溫度調(diào)節(jié)器和系統(tǒng)電源相連。
[0008]所述的酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭主要由石英玻璃器件、鏡面溫度傳感器、電導(dǎo)測(cè)量器件、N型半導(dǎo)體制冷加熱器和P型半導(dǎo)體制冷加熱器組成；石英玻璃器件為一帶凸緣的桶狀物，其桶底由外向內(nèi)由中心向邊緣依次鑲嵌有鏡面溫度傳感器、電導(dǎo)測(cè)量器件、N型半導(dǎo)體制冷加熱器和P型半導(dǎo)體制冷加熱器；鏡面溫度傳感器和電導(dǎo)測(cè)量器件位于石英玻璃器件桶底外側(cè)，鏡面溫度傳感器為矩形，位于桶底中心，電導(dǎo)測(cè)量器件呈環(huán)狀，環(huán)繞于鏡面溫度傳感器周圍，鏡面溫度傳感器和電導(dǎo)測(cè)量器件之間通過石英玻璃器件的玻璃基底相絕緣，二者與桶底外側(cè)相平行的表面露于玻璃基底外；N型半導(dǎo)體制冷加熱器和P型半導(dǎo)體制冷加熱器位于石英玻璃器件桶底內(nèi)側(cè)，二者均呈環(huán)狀，N型半導(dǎo)體制冷加熱器位于桶底中心，P型半導(dǎo)體制冷加熱器套于N型半導(dǎo)體制冷加熱器上并相互接觸，二者均通過玻璃基底與鏡面溫度傳感器和電導(dǎo)測(cè)量器件相絕緣。
[0009]所述的酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭引線共5根，包括鏡面溫度傳感器的兩根引線、電導(dǎo)測(cè)量器件的一根引線、N型半導(dǎo)體制冷加熱器和P型半導(dǎo)體制冷加熱器的各一根引線，這5根引線均與信號(hào)適配器相連。
[0010]本發(fā)明將半導(dǎo)體制冷加熱器應(yīng)用到酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭上，通過改變加到半導(dǎo)體制冷加熱器兩極的電源極性來改變“加熱/制冷”模式，通過改變流經(jīng)半導(dǎo)體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量或制冷量的大小，從而改變煙氣酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭檢測(cè)鏡面的溫度高低。
[0011]本發(fā)明所述的酸露點(diǎn)溫度是指被測(cè)煙氣在鏡面溫度傳感器的測(cè)量鏡面上形成最薄導(dǎo)電酸膜(最小導(dǎo)電電流)時(shí)的鏡面溫度。
[0012]本發(fā)明還提供了一種煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)方法，主要包括以下步驟:
[0013]I)將煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置的頭部置于被測(cè)煙氣中，使酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭和煙氣溫度傳感器進(jìn)入升溫過程；
[0014]2)升溫過程中觀察煙氣溫度、探頭的鏡面溫度和鏡面酸膜電流的變化，此時(shí)煙氣溫度和鏡面溫度指示值將同步升高，但鏡面溫度略滯后于煙氣溫度；
[0015]3)隨時(shí)觀測(cè)探頭的鏡面酸膜電流的變化:當(dāng)鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小直到為零，而鏡面溫度還沒有達(dá)到穩(wěn)定值即還沒有達(dá)到煙氣溫度值，此時(shí)，待探頭鏡面溫度達(dá)到煙氣溫度以后啟動(dòng)冷卻模式，調(diào)節(jié)流經(jīng)半導(dǎo)體制冷加熱器回路的電流大小改變制冷量的大小，待探頭導(dǎo)電回路再次有鏡面酸膜電流生成時(shí)，記錄下此時(shí)的檢測(cè)鏡面溫度值，即是煙氣酸露點(diǎn)溫度值；
[0016]4)如果步驟3)中的鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小，但直到鏡面溫度達(dá)到穩(wěn)定值即煙氣溫度值時(shí)其值仍然不為零，此時(shí)啟動(dòng)加熱模式對(duì)探頭鏡面加熱，調(diào)節(jié)流經(jīng)半導(dǎo)體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量的大小，在探頭導(dǎo)電回路鏡面電流消失時(shí)，記錄下此時(shí)的檢測(cè)鏡面溫度即是酸露點(diǎn)溫度值；
[0017]5)如果步驟3)和步驟4)中的鏡面酸膜電流始終為零，表明煙氣不含酸腐蝕成分，此時(shí)終止酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)。
[0018]本發(fā)明的煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置主要用于檢測(cè)燃煤、燃油和燃?xì)庑凸I(yè)爐煙氣的酸露點(diǎn)溫度，可同時(shí)對(duì)測(cè)點(diǎn)處的煙氣溫度、探頭鏡面溫度及鏡面酸膜電流進(jìn)行測(cè)量顯示，其工作過程是這樣的:
[0019]使用時(shí)將酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭和煙氣溫度傳感器置于被測(cè)煙氣環(huán)境內(nèi)，探頭進(jìn)入升溫過程，在此過程中，同時(shí)觀察煙氣溫度、探頭的鏡面溫度和鏡面酸膜電流，煙氣溫度和鏡面溫度指示值將同步升高(但鏡面溫度略滯后于煙氣溫度)，一直到兩者達(dá)到穩(wěn)定不變。在測(cè)量過程中，時(shí)刻觀測(cè)探頭的鏡面酸膜電流的變化。第一種情況是:鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小直到為零，而鏡面溫度還沒有達(dá)到穩(wěn)定值(即還沒有達(dá)到煙氣溫度值)，這表明煙氣溫度大于酸露點(diǎn)溫度，這種情況下，為克服由于鏡面溫度略滯后于煙氣溫度帶來的測(cè)量誤差，通常為檢測(cè)出穩(wěn)定的露點(diǎn)溫度，應(yīng)使探頭鏡面溫度達(dá)到煙氣溫度以后采用冷卻模式，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)半導(dǎo)體制冷加熱器回路的電流大小來改變制冷量的大小，待探頭導(dǎo)電回路再次有鏡面酸膜電流生成時(shí)，記錄下此時(shí)的檢測(cè)鏡面溫度值，即是煙氣酸露點(diǎn)溫度值。第二種情況是:鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小，但直到鏡面溫度達(dá)到穩(wěn)定值(煙氣溫度值)時(shí)其值仍然不為零，這表明酸露點(diǎn)溫度高于煙氣溫度，這種情況下，為測(cè)得煙氣的酸露點(diǎn)溫度，應(yīng)繼續(xù)通過外部加熱源對(duì)探頭的測(cè)量鏡面加熱，選擇酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置的加熱模式，通過調(diào)節(jié)流經(jīng)半導(dǎo)體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量的大小，在探頭導(dǎo)電回路的鏡面酸膜電流消失時(shí)，記錄下此時(shí)的檢測(cè)鏡面溫度即是酸露點(diǎn)溫度值。第三種情況是:在測(cè)量過程中，鏡面酸膜電流始終為零，表明煙氣不含酸腐蝕成分，自然測(cè)不出酸露點(diǎn)溫度。在整個(gè)酸露點(diǎn)溫度測(cè)量過程中，將探頭鏡面溫度、鏡面酸膜電流、煙氣溫度等信號(hào)通過引線連到信號(hào)適配器，信號(hào)適配器通過傳輸電纜將信號(hào)傳輸至信號(hào)處理器，信號(hào)處理器對(duì)以上信號(hào)分別放大并轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的工程量數(shù)字信號(hào)送到溫度電流顯示器進(jìn)行顯示或打印，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器保存并可上傳到上位機(jī)。
[0020]與現(xiàn)有的測(cè)量方法及儀器裝置相比本發(fā)明有以下幾個(gè)突出優(yōu)點(diǎn):
[0021]第一、本發(fā)明所述的煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置與傳統(tǒng)的壓縮空氣冷卻探頭傳感器相比具有“冷卻-加熱”雙重功能，不但能夠檢測(cè)排煙溫度高于酸露點(diǎn)時(shí)的露點(diǎn)溫度，而且可以檢測(cè)煙溫度低于酸露點(diǎn)時(shí)的露點(diǎn)溫度。增大了測(cè)量裝置的使用范圍。
[0022]第二、本發(fā)明所述的煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，省去了壓縮空氣冷卻風(fēng)管件和閥門，使測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。探頭體積小，測(cè)量靈敏度高。
[0023]第三、該檢測(cè)裝置可根據(jù)探頭鏡面溫度自動(dòng)調(diào)整半導(dǎo)體制冷加熱器的電流大小?？朔死鋮s風(fēng)流量人工調(diào)整帶來的隨機(jī)附加誤差值，提高了測(cè)量精度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的煙氣酸露點(diǎn)溫度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1中酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為圖2的右視圖的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為圖2的左視圖的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1-酸露點(diǎn)檢測(cè)探頭，2-煙氣溫度傳感器，3-探測(cè)桿，4-信號(hào)適配器，5-傳輸電纜，6-信號(hào)處理器，7-溫度電流顯示器，8-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，9-系統(tǒng)電源，10-探頭溫度調(diào)節(jié)器，11-石英玻璃器件，12-電導(dǎo)測(cè)量器件，13-鏡面溫度傳感器，14