用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置及系統(tǒng)，屬一種發(fā)電廠煙道的煙塵測(cè)量輔助裝置，取樣裝置包括加熱腔體，加熱腔體還與置于煙道內(nèi)的多點(diǎn)取樣嘴相連通，多點(diǎn)取樣嘴至少具有兩個(gè)進(jìn)氣口，且至少兩個(gè)進(jìn)氣口不在同一水平面上；加熱腔體的內(nèi)部分為加熱區(qū)與測(cè)量區(qū)等結(jié)構(gòu)。通過多點(diǎn)取樣嘴同時(shí)對(duì)大截面煙道中的多處煙氣進(jìn)行采集，在煙道內(nèi)煙塵氣體分布不均以及煙塵各處濃度不同的情況下，采集煙道內(nèi)不同位置的煙氣在加熱腔體內(nèi)混合后，再進(jìn)行加熱及測(cè)量，有效提升了取樣對(duì)于煙道內(nèi)實(shí)際經(jīng)過煙氣中的煙塵的代表性，且通過多點(diǎn)氣流采集也可在煙道內(nèi)煙氣流量低時(shí)確保煙塵濃度測(cè)量的穩(wěn)定性，直接利用煙道內(nèi)煙氣的流速使其由進(jìn)入加熱腔體中。
【專利說明】
用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電廠煙道的煙塵測(cè)量輔助裝置，更具體的說，本實(shí)用新型主要涉及一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]近期，隨著《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB13223-2011》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，2014年7 月1日起，所有火力發(fā)電廠燃煤鍋爐煙塵排放限值全部達(dá)到30mg/m3以下，重點(diǎn)地區(qū)火力發(fā)電廠鍋爐煙塵排放限值全部達(dá)到20mg/m3以下。2014年9月，國(guó)家發(fā)改委、能源局、環(huán)保部聯(lián)合文件
[2014]2093號(hào)文關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》(2014-2020年)的通知指出，到2020年現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物中煙塵排放限值要低于10mg/Nm3。在上述政策背景下，中國(guó)各大發(fā)電企業(yè)陸續(xù)進(jìn)行超低排放(也叫超潔凈排放、又叫近零排放)相關(guān)技術(shù)改造。其主要技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)如下:(1)通常在靜電除塵器之前增加低溫省煤器或者低低溫省煤器，這種技術(shù)通常叫做低溫電除塵技術(shù)改造或者叫低低溫電除塵器改造；(2)在脫硫吸收塔后增加的濕式電除霧器(也叫濕式電除塵器)降低粉塵顆粒物的排放；(3)在脫硫吸收塔上部增設(shè)高效除霧器;(4)對(duì)靜電除塵器的控制電源進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。
[0003]通過上述措施，經(jīng)過實(shí)踐證明，可以將煙_排放口的顆粒物濃度降至國(guó)家規(guī)定水平。隨之對(duì)應(yīng)的煙氣特點(diǎn)是由于我國(guó)發(fā)電廠大氣污染物治理的主要技術(shù)為濕法脫硫及濕式電除塵器方式，因此導(dǎo)致在煙囪排放口處的煙氣特點(diǎn)為高濕度、低濃度(<20mg/m3)、氣體中含有大量液滴等情況?？偟膩碚f，當(dāng)前火電發(fā)電廠煙肉排放口的煙氣有如下特征:一是溫度低、濕度大，當(dāng)前絕大部分發(fā)電廠脫硫吸收塔的出口煙溫在50攝氏度左右。煙氣濕度為過飽和狀態(tài)，且含有>30mg/m3的液滴;二是煙氣流速在5米至30米之間；三是煙氣有一定的腐蝕性，脫硫吸收塔出口液滴的PH值等于2;四是煙塵濃度超低，一般在脫硫吸收塔出口煙塵濃度低于20mg/m3,濕式電除塵器出口煙塵濃度低于10mg/m3 ;
[0004]針對(duì)上述工況，當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)采用的濕煙氣煙塵測(cè)量技術(shù)均為抽取式點(diǎn)測(cè)量在線技術(shù)。具體來說，就是將待測(cè)煙氣從煙道中抽取出來，然后經(jīng)過加熱或者是稀釋，將煙氣中水滴去掉，然后進(jìn)行測(cè)量的方法。國(guó)際上主要知名公司有三家公司的產(chǎn)品，分別為德國(guó) Durag公司的D-R820F濕煙氣專用粉塵儀、英國(guó)PCME公司的STACK 181WS濕煙氣煙塵儀、德國(guó) SICK|MAHAK(西克麥哈克)的FWE200高濕煙氣煙塵儀;其測(cè)量計(jì)數(shù)都是抽取式測(cè)量法。就取樣方式來講，為點(diǎn)測(cè)量取樣方法，通行方法是使用一根金屬材料或者特氟龍管材料制作的、 具有一定長(zhǎng)度圓直管(有的廠家在末端使用一定弧度的彎頭)，進(jìn)行抽取采樣，然后進(jìn)行測(cè)量的方法。
[0005]上述測(cè)量方法在主要應(yīng)用歐洲的火電機(jī)組和垃圾焚燒鍋爐煙塵排放監(jiān)測(cè)使用。但是上述測(cè)量方法應(yīng)用至中國(guó)超低排放火電機(jī)組來說，有一定的不適應(yīng)性。而對(duì)于中國(guó)超低排放火電機(jī)組來說，中國(guó)國(guó)內(nèi)火電機(jī)組普遍煙道尺寸偏大，一般長(zhǎng)度大于4米、寬度大于6 米，截面積在數(shù)十平米以上，煙氣流速在20米/秒，因此如此大的截面積的煙道，煙道流場(chǎng)分為特點(diǎn)是紊流流場(chǎng)，由于紊流流場(chǎng)的存在，因此需要測(cè)量煙塵氣體流場(chǎng)分布不均，因此取樣難以有代表性。同時(shí)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)超低排放技術(shù)的火電機(jī)組，其顆粒物濃度排放水平很低，達(dá)到超低濃度的狀態(tài)，按照標(biāo)準(zhǔn)要求煙塵濃度不超過l〇mg/Nm3,實(shí)際運(yùn)行水平要遠(yuǎn)低于10mg/ Nm3，一般在5mg/Nm3以下，跟現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量帶來很大的難度?？偨Y(jié)起來，常規(guī)現(xiàn)在正常使用取樣器存在如下缺點(diǎn):一是取樣探桿尺寸設(shè)計(jì)較短，取樣難以有代表性。例如德國(guó)Durag D-R820F 探桿尺寸為1.1米，為金屬材質(zhì)，前端半圓形管。德國(guó)SICK FWE200探桿尺寸為0.6米，特氟龍材質(zhì)，前端半弧形。英國(guó)PCME 181WS的探桿尺寸為1.1米特氟龍材質(zhì)，前端直管，前述取樣探桿長(zhǎng)度，難以滿足中國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)組需要。由于中國(guó)國(guó)內(nèi)火電機(jī)組普遍煙道尺寸偏大，一般長(zhǎng)度大于4米、寬度大于6米，截面積在數(shù)十平米以上，煙氣流速在20米/秒，因此如此大的截面積的煙道，煙道流場(chǎng)分為特點(diǎn)是紊流流場(chǎng)，由于紊流流場(chǎng)的存在，因此需要測(cè)量煙塵氣體流場(chǎng)分布不均，因此取樣難以有代表性。二是取樣流量偏小，大部分廠商取樣流量設(shè)計(jì)低于 601/min，由于中國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)組，超低排放改造以后，其煙塵濃度普遍較低，一般低于5mg/m3， 同時(shí)濃度分布不均勻，因此取樣流量低，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)值不穩(wěn)定。因而有必要針對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的煙道煙塵在線測(cè)量裝置進(jìn)行研究和改進(jìn)?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的之一在于解決針對(duì)不足，提供一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中抽取點(diǎn)式在線測(cè)量裝置在煙塵氣體分布不均的大截面煙道中取樣不具有代表性，以及因濃度分布不均造成取樣流量低，測(cè)量數(shù)值不穩(wěn)定等技術(shù)問題。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]本實(shí)用新型一方面提供了一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置， 所述的取樣裝置包括加熱腔體，所述加熱腔體還與用于置于煙道內(nèi)的多點(diǎn)取樣嘴相連通， 所述多點(diǎn)取樣嘴至少具有兩個(gè)進(jìn)氣口，且所述至少兩個(gè)進(jìn)氣口不在同一水平面上;所述加熱腔體的內(nèi)部分為加熱區(qū)與測(cè)量區(qū)，所述加熱區(qū)內(nèi)設(shè)有加熱器，所述測(cè)量區(qū)的外部還安裝有測(cè)量?jī)x表，所述測(cè)量?jī)x表的測(cè)量端通過第一管道與測(cè)量區(qū)相連通;所述加熱腔體的測(cè)量區(qū)還通過第二管道與返回氣導(dǎo)引嘴相連通。
[0009]作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述多點(diǎn)取樣嘴的至少兩個(gè)進(jìn)氣口均朝向煙道內(nèi)煙氣的來源方向。
[0010]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述多點(diǎn)取樣嘴為三個(gè)上部具有弧形彎頭的管狀組件， 所述進(jìn)氣口置于弧形彎頭的端部，且所述的管狀組件均分別與加熱腔體相連通。
[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述三個(gè)上部具有弧形彎頭的管狀組件均垂直安裝在加熱腔體的上部，且它們上部弧形彎頭的弧形對(duì)應(yīng)的角度均為90度。
[0012]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述加熱腔體內(nèi)部與多點(diǎn)取樣嘴相連通的上部為加熱區(qū)，所述加熱區(qū)的下部為測(cè)量區(qū)。
[0013]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述加熱腔體整體呈圓桶狀，且所述加熱腔體的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有中空夾層。
[0014]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的加熱器為安裝在加熱腔體底部的加熱棒，所述加熱棒縱向置于加熱腔體的內(nèi)部，且貫穿測(cè)量區(qū)與加熱區(qū)，所述加熱棒置于加熱區(qū)中的部分為發(fā)熱段。
[0015]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述加熱腔體的測(cè)量區(qū)與第二管道之間還安裝有樣氣輸出噴嘴組件，所述樣氣輸出噴嘴組件的入口端面積大于其出口端的面積。
[0016]本實(shí)用新型另一方面提供了一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣系統(tǒng)，所述的取樣系統(tǒng)為將上述的取樣裝置安裝在截面為矩形的發(fā)電廠大截面橫向煙道上， 其中加熱腔體、多點(diǎn)取樣嘴及返回氣導(dǎo)引嘴置于煙道的內(nèi)部，測(cè)量?jī)x表、第二管道置于煙道的外部。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果之一是:通過多點(diǎn)取樣嘴同時(shí)對(duì)大截面煙道中的多處煙氣進(jìn)行采集，在煙道內(nèi)煙塵氣體分布不均以及煙塵各處濃度不同的情況下，采集煙道內(nèi)不同位置的煙氣在加熱腔體內(nèi)混合后，再進(jìn)行加熱及測(cè)量，有效提升了取樣對(duì)于煙道內(nèi)實(shí)際經(jīng)過煙氣中的煙塵的代表性，且通過多點(diǎn)氣流采集也可在煙道內(nèi)煙氣流量低時(shí)確保煙塵濃度測(cè)量的穩(wěn)定性;并且直接將多點(diǎn)取樣嘴安裝在煙道內(nèi)部，直接利用煙道內(nèi)煙氣的流速使其由多點(diǎn)取樣嘴的進(jìn)氣口直接進(jìn)入加熱腔體中，無需使用真空栗等動(dòng)力部件進(jìn)行抽取，有效簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)及能源消耗，且更適用于通過多點(diǎn)取樣嘴對(duì)煙道中的煙氣進(jìn)行采樣；同時(shí)本實(shí)用新型所提供的一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尤其適用于安裝于火力發(fā)電廠的煙道內(nèi)使用，應(yīng)用范圍廣闊。【附圖說明】
[0018]圖1為用于說明本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中，1為加熱腔體、11為加熱區(qū)、12為測(cè)量區(qū)、13為中空夾層、2為多點(diǎn)取樣嘴、21 為進(jìn)氣口、22為弧形彎頭、23為管狀組件、3為加熱器、31為加熱棒、4為測(cè)量?jī)x表、5為第一管道、6為第二管道、7為返回氣導(dǎo)引嘴、8為樣氣輸出噴嘴組件、9為煙道。【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0021]參考圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，該取樣裝置包括加熱腔體1，將加熱腔體1與用于置于煙道10內(nèi)的多點(diǎn)取樣嘴2相連通，而該多點(diǎn)取樣嘴2至少應(yīng)具有兩個(gè)進(jìn)氣口 21，并且至少兩個(gè)進(jìn)氣口21不能處于同一水平面上，換言之，在裝置使用時(shí)至少兩個(gè)進(jìn)氣口 21將處于煙道9內(nèi)的不同位置;前述加熱腔體1的內(nèi)部可分為加熱區(qū)11與測(cè)量區(qū)12，在一般情況下，加熱區(qū)11與測(cè)量區(qū)12之間沒有明顯的邊界，即兩個(gè)區(qū)域?qū)嶋H上是相互連通的；在加熱區(qū)11內(nèi)安裝有加熱器3,在測(cè)量區(qū)12的外部安裝測(cè)量?jī)x表4,該測(cè)量?jī)x表4的測(cè)量端通過第一管道5與測(cè)量區(qū)12相連通，即測(cè)量?jī)x表由第一管道5從測(cè)量區(qū)12中獲得待測(cè)氣體;而前述加熱腔體1的測(cè)量區(qū)12還通過第二管道6與返回氣導(dǎo)引嘴7相連通，即在使用時(shí)即可將測(cè)量完畢的煙氣排出至煙道9中。優(yōu)選的是，為與煙氣在裝置中的流向相匹配，可如圖1所示將加熱腔體1內(nèi)部與多點(diǎn)取樣嘴2相連通的上部設(shè)置為加熱區(qū)11，將加熱區(qū)11的下部設(shè)置為測(cè)量區(qū)12。
[0022]在本實(shí)施例中，通過多點(diǎn)取樣嘴2同時(shí)對(duì)大截面煙道9中的多處煙氣進(jìn)行采集，在煙道9內(nèi)煙塵氣體分布不均以及煙塵各處濃度不同的情況下，采集煙道9內(nèi)不同位置的煙氣在加熱腔體1內(nèi)混合后，再進(jìn)行加熱及測(cè)量，有效提升了取樣對(duì)于煙道9內(nèi)實(shí)際經(jīng)過煙氣中的煙塵的代表性，且通過多點(diǎn)氣流采集也可在煙道內(nèi)煙氣流量低時(shí)確保煙塵濃度測(cè)量的穩(wěn)定性;并且在使用時(shí)可直接將多點(diǎn)取樣嘴2安裝在煙道9內(nèi)部，直接利用煙道9內(nèi)煙氣的流速使其由多點(diǎn)取樣嘴2的進(jìn)氣口 21直接進(jìn)入加熱腔體1中，無需使用真空栗等動(dòng)力部件進(jìn)行抽取，有效簡(jiǎn)化了裝置的結(jié)構(gòu)及能源消耗，且更適用于通過多點(diǎn)取樣嘴對(duì)煙道中的煙氣進(jìn)行米樣.[〇〇23]正如上述所提到的，為便于煙道9內(nèi)的煙氣直接由進(jìn)氣口21經(jīng)多點(diǎn)取樣嘴2進(jìn)入加熱腔體1的內(nèi)部，最好在安裝點(diǎn)取樣嘴2時(shí)直接將其進(jìn)氣口 21正對(duì)朝向煙道9中煙氣的來源方向安裝，進(jìn)而最大限度的利用煙道9內(nèi)煙氣的流速，保證采樣及測(cè)量操作順利進(jìn)行。[〇〇24]再參考圖1所示，上述已經(jīng)提到本實(shí)用新型直接利用煙道9內(nèi)煙氣的流速，使煙氣由多點(diǎn)取樣嘴2的進(jìn)氣口21直接進(jìn)入加熱腔體1中，因此上述多點(diǎn)取樣嘴2是本實(shí)用新型中較為重要的一個(gè)部件，因此在本實(shí)用新型用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)明人對(duì)其進(jìn)行了跟進(jìn)，具體為將多點(diǎn)取樣嘴2改進(jìn)為由三個(gè)上部具有弧形彎頭22的管狀組件23組成的結(jié)構(gòu)，上述的進(jìn)氣口 21置于每個(gè)弧形彎頭22的端部，并且管狀組件23需均分別與加熱腔體1相連通。即圖1所示出的結(jié)構(gòu)，而當(dāng)煙氣由進(jìn)氣口 21進(jìn)入弧形彎頭22時(shí)，氣流的流向即發(fā)生了變化，進(jìn)而縱向進(jìn)入加熱腔體1的內(nèi)部進(jìn)行加熱及測(cè)量。
[0025]進(jìn)一步的，更進(jìn)一步優(yōu)化上述多點(diǎn)取樣嘴2結(jié)構(gòu)的參數(shù)，獲得更為優(yōu)異的采樣效果，還可將三個(gè)上部具有弧形彎頭22的管狀組件23均垂直安裝在加熱腔體1的上部，并將它們上部弧形彎頭22的弧形對(duì)應(yīng)的角度均設(shè)置為90度。
[0026]同時(shí)為便于裝置生產(chǎn)，可將上述加熱腔體1直接整體呈圓桶狀的結(jié)構(gòu)，并且防止進(jìn)入加熱腔體1的煙氣溫度下降過快，且提升加熱器3的加熱效率，可如圖1所示的在加熱腔體 1的內(nèi)壁與外壁之間增設(shè)中空夾層13。與前述的結(jié)構(gòu)相匹配，發(fā)明人還對(duì)上述的加熱器3結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，具體為采用安裝在加熱腔體1底部的加熱棒31作為加熱器，而加熱棒31縱向置于加熱腔體1的內(nèi)部，并且貫穿測(cè)量區(qū)12與加熱區(qū)11，由于測(cè)量區(qū)12中無需再對(duì)煙氣進(jìn)行加熱，因此處于降低能源消耗，可僅將加熱棒31置于加熱區(qū)11中的部分設(shè)置發(fā)熱段。
[0027]仍然參考圖1所示，發(fā)明人在試驗(yàn)過程中還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)經(jīng)由測(cè)量區(qū)12測(cè)量后煙氣在由返回氣導(dǎo)引嘴7進(jìn)入煙道9中時(shí)，如在第二管道6內(nèi)的流速過慢，將影響整個(gè)裝置的使用效率，因此在本實(shí)用新型用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，在上述加熱腔體1的測(cè)量區(qū)12與第二管道6之間增設(shè)了樣氣輸出噴嘴組件8,該樣氣輸出噴嘴組件8的入口端面積大于其出口端的面積，通過增設(shè)該樣氣輸出噴嘴組件8,利用“大進(jìn)小出”的原理，使氣流的氣壓變大，進(jìn)而使加熱腔體1中已完成測(cè)量的氣體迅速排走，避免氣體在加熱腔體1中過久的滯留，影響后續(xù)進(jìn)入加熱腔體1的煙氣測(cè)量。
[0028]正如上述所提到的，本實(shí)用新型的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置是用于安裝在大界面煙道中使用的，因此本實(shí)用新型的另一應(yīng)用實(shí)施例是將上述任意一個(gè)實(shí)施例中的取樣裝置安裝在截面為矩形的發(fā)電廠大截面橫向煙道9上，其中加熱腔體1、多點(diǎn)取樣嘴2及返回氣導(dǎo)引嘴7置于煙道9的內(nèi)部，測(cè)量?jī)x表4、第二管道6置于煙道9的外部。[〇〇29]仍然參考圖1所示，在上述的基礎(chǔ)上，再對(duì)上述煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置的各個(gè)功能說明如下:
[0030]上述多點(diǎn)采樣嘴2亦可直接采用一個(gè)前部為90度彎頭，中部為直管，后部是法蘭組成的結(jié)構(gòu)體。由于待測(cè)煙道尺寸不同，可以設(shè)計(jì)為單點(diǎn)采樣嘴、兩點(diǎn)采樣嘴、三點(diǎn)采樣嘴、四點(diǎn)采樣嘴組成。其作用是將正對(duì)氣流方向的煙氣轉(zhuǎn)向，導(dǎo)引氣流作用。
[0031]加熱腔體1是一個(gè)雙層不銹鋼圓筒形結(jié)構(gòu)，整體長(zhǎng)度1.2米，整體內(nèi)徑250mm，外徑尺寸300mm。其作用有三個(gè):一是在加熱腔體前部完成樣氣混合;二是在加熱腔體內(nèi)加熱區(qū)完成樣氣的升溫;三是在加熱腔體內(nèi)測(cè)量區(qū)完成樣氣的測(cè)量。其中設(shè)計(jì)具有中空夾層的主要目的保溫，防止內(nèi)部熱量散失，本加熱腔體1內(nèi)外涂有特氟龍涂層，以提高抗腐蝕能力，同時(shí)也利用的特氟龍涂層不沾特性，減少顆粒物在腔體內(nèi)壁上附著。在加熱腔體1內(nèi)，最大風(fēng)速設(shè)計(jì)為小于3米/秒。
[0032]加熱器3中的加熱棒31主要作用通電后產(chǎn)生提供熱量，加熱樣氣，因?yàn)闅怏w在加熱腔體停滯時(shí)間設(shè)計(jì)為〇.5秒至1.5秒，為了保障加熱和溫升效果，可在加熱棒上增設(shè)翅片，即翅片加熱器，并且為防止灰塵在翅片加熱器粘結(jié)，翅片加熱器通體噴涂特氟龍涂層。電加熱棒的設(shè)計(jì)是在整體設(shè)計(jì)為1.1米，前半段長(zhǎng)度〇.85米為加熱段，后半段0.25米為非加熱段。 設(shè)計(jì)非加熱段的因?yàn)榧訜岫螠囟容^高，可以達(dá)到300度，而測(cè)量?jī)x表的工作溫度在200度左右，因此防止測(cè)量區(qū)溫度過高對(duì)儀表有損壞，因此設(shè)計(jì)后半段不加熱。
[0033]樣氣輸出噴嘴組件8是一個(gè)漸縮噴嘴結(jié)構(gòu)，其入口直徑與出口直徑比為3:1，其作用是將入口風(fēng)速提高約9倍，樣氣經(jīng)過這個(gè)結(jié)構(gòu)后，風(fēng)速提高近9倍，提高的氣體動(dòng)能，用來克服后面連接管道沿程阻力，能夠順利返回?zé)煹?。[〇〇34]返回氣導(dǎo)引嘴7是一段316L不銹鋼直管，內(nèi)徑32毫米，厚4毫米，長(zhǎng)800毫米。其作用是將測(cè)量后樣氣送回?zé)煹?，在?dǎo)氣管的尾部，設(shè)計(jì)成斜面結(jié)構(gòu)，作用是形成負(fù)壓面，近一步提高樣氣抽回?zé)煹赖哪芰Α?br>[0035]另一方面，上述多點(diǎn)取樣嘴2與加熱腔體1、加熱腔體1與樣氣輸出噴嘴組件8、測(cè)量?jī)x表4與加熱腔體，第二管道分別與樣氣輸出噴嘴組件8及返回氣導(dǎo)引嘴7之間均可采用法蘭安裝，以進(jìn)一步簡(jiǎn)化裝置的安裝工序及可拆卸性；同時(shí)上述測(cè)量?jī)x表4所使用的是現(xiàn)有技術(shù)中常用的煙塵濃度測(cè)量?jī)x表，故在本實(shí)用新型中對(duì)于上述測(cè)量?jī)x表4的結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理不再詳述。
[0036]除上述以外，本實(shí)用新型還具有如下特點(diǎn):
[0037]1)利用煙道中煙氣的動(dòng)能，利用煙道中煙氣的動(dòng)能，其實(shí)也是間接利用發(fā)電廠鍋爐自帶引風(fēng)機(jī)的動(dòng)力，利用取樣嘴的90度彎頭結(jié)構(gòu)，將氣流以很低阻力損失進(jìn)行轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)無外部真空栗的多點(diǎn)均勻取樣。
[0038]整個(gè)樣氣流動(dòng)過程總結(jié)為:取樣嘴實(shí)現(xiàn)等速轉(zhuǎn)向—進(jìn)入加熱腔體減速形成近等壓區(qū)實(shí)現(xiàn)氣體混合—出加熱腔后用漸漸縮噴嘴提速增加氣體動(dòng)能，經(jīng)過導(dǎo)管進(jìn)入返回氣管。
[0039]整體樣氣流動(dòng)速度劃分為:在取樣嘴與煙道風(fēng)速基本等速(速度為5?30米之間) 加熱腔體速度(1?3米)，漸縮噴嘴提速(5?30米)，導(dǎo)氣管流入煙道(5?30米)。
[0040]由于不需要單獨(dú)抽取動(dòng)力，也不要設(shè)計(jì)單獨(dú)抽取裝置及后續(xù)保溫裝置及相應(yīng)流速跟蹤控制系統(tǒng)，極大的降低外部抽取裝置的成本和維護(hù)工作量，降低了產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本。
[0041]2)加熱腔體的等比例采樣、混樣設(shè)計(jì)模型及設(shè)計(jì)方法為:
[0042]樣嘴設(shè)計(jì)為圓形彎頭，無論是單點(diǎn)取樣、2點(diǎn)取樣、3點(diǎn)取樣、多點(diǎn)取樣
[0043]其所有取樣嘴截面積之和遠(yuǎn)小于加強(qiáng)腔體內(nèi)截面，最佳比例為1:10,最大比例為 1:15,最小比例為1:5;設(shè)計(jì)公式如下:
[0044]SI +S2 +S3+---+Sn = 1/10 Sjsq
[0045]其中:Sn為取樣嘴的截面積，Sjsq為加熱腔內(nèi)腔截面積；
[0046]此種設(shè)計(jì)公式下，保證了加熱腔體內(nèi)氣體流速低于3米/秒，加熱腔體內(nèi)氣體動(dòng)壓力在5Pa以下，在加熱腔端部形成近似等壓截面，有利于各進(jìn)氣嘴氣體流入和混合。[〇〇47]3)防止煙氣酸腐蝕和灰塵粘結(jié)及減少風(fēng)阻的工藝為:
[0048]為了防止煙氣的酸腐蝕和灰塵的粘結(jié)及沿程風(fēng)阻，在煙氣取樣嘴內(nèi)外部及加熱腔內(nèi)外以及測(cè)量室部件中內(nèi)外全部噴涂特氟龍層，即有效防止酸腐蝕，又可以避免灰塵的粘結(jié)帶來測(cè)量成分損失，同時(shí)減少阻力損失。
[0049]4)取樣嘴、混樣、加熱、測(cè)量功能一體化的測(cè)量結(jié)構(gòu)[〇〇5〇]在目前已知的同類似的廠家中，其取樣探頭、加熱腔體、測(cè)量池(或者測(cè)量池)均為分體獨(dú)立結(jié)構(gòu)，各部件之間用軟管線和硬管線連接。設(shè)備龐大、笨重，本設(shè)計(jì)取樣嘴、取樣探桿、混樣、加熱、測(cè)量集中到一個(gè)組合結(jié)構(gòu)上來，來完成測(cè)量的目的。結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、不易出現(xiàn)介質(zhì)泄漏，不易出現(xiàn)待測(cè)樣氣組份的丟失。具有成本低、易加工、易調(diào)試、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0051]在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。 在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
[0052]盡管這里參照本實(shí)用新型的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是， 應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請(qǐng)公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征在于:所述的取樣裝 置包括加熱腔體(1)，所述加熱腔體(1)還與用于置于煙道(9)內(nèi)的多點(diǎn)取樣嘴(2)相連通， 所述多點(diǎn)取樣嘴(2)至少具有兩個(gè)進(jìn)氣口(21)，且所述至少兩個(gè)進(jìn)氣口(21)不在同一水平 面上;所述加熱腔體(1)的內(nèi)部分為加熱區(qū)(11)與測(cè)量區(qū)(12)，所述加熱區(qū)(11)內(nèi)設(shè)有加熱 器(3)，所述測(cè)量區(qū)(12)的外部還安裝有測(cè)量?jī)x表(4)，所述測(cè)量?jī)x表(4)的測(cè)量端通過第一 管道(5)與測(cè)量區(qū)(12)相連通;所述加熱腔體(1)的測(cè)量區(qū)(12)還通過第二管道(6)與返回 氣導(dǎo)引嘴(7)相連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征在 于:所述多點(diǎn)取樣嘴(2)的至少兩個(gè)進(jìn)氣口(21)均朝向煙道(9)內(nèi)煙氣的來源方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征 在于:所述多點(diǎn)取樣嘴(2)為三個(gè)上部具有弧形彎頭(22)的管狀組件(23)，所述進(jìn)氣口(21) 置于弧形彎頭(22)的端部，且所述的管狀組件(23)均分別與加熱腔體(1)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征在 于:所述三個(gè)上部具有弧形彎頭(22)的管狀組件(23)均垂直安裝在加熱腔體(1)的上部，且 它們上部弧形彎頭(22)的弧形對(duì)應(yīng)的角度均為90度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征在 于:所述加熱腔體(1)內(nèi)部與多點(diǎn)取樣嘴(2)相連通的上部為加熱區(qū)(11)，所述加熱區(qū)(11) 的下部為測(cè)量區(qū)(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征 在于:所述加熱腔體(1)整體呈圓桶狀，且所述加熱腔體(1)的內(nèi)壁與外壁之間設(shè)有中空夾 層(13)。7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征 在于:所述的加熱器(3)為安裝在加熱腔體(1)底部的加熱棒(31)，所述加熱棒(31)縱向置 于加熱腔體(1)的內(nèi)部，且貫穿測(cè)量區(qū)(12)與加熱區(qū)(11)，所述加熱棒(31)置于加熱區(qū)(11) 中的部分為發(fā)熱段。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣裝置，其特征 在于:所述加熱腔體(1)的測(cè)量區(qū)(12)與第二管道(6)之間還安裝有樣氣輸出噴嘴組件(8)， 所述樣氣輸出噴嘴組件(8)的入口端面積大于其出口端的面積。9.一種用于發(fā)電廠大截面煙道的煙塵測(cè)量多點(diǎn)取樣系統(tǒng)，其特征在于:所述的取樣系 統(tǒng)為將權(quán)利要求1至7任意一項(xiàng)所述的取樣裝置安裝在截面為矩形的發(fā)電廠大截面橫向煙 道(9)上，其中加熱腔體(1)、多點(diǎn)取樣嘴(2)及返回氣導(dǎo)引嘴(7)置于煙道(9)的內(nèi)部，測(cè)量 儀表(4)、第二管道(6)置于煙道(9)的外部。
【文檔編號(hào)】G01N15/06GK205607712SQ201620402877
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】賈金柱, 杜煜
【申請(qǐng)人】南京波瑞自動(dòng)化科技有限公司