CN101509846B

CN101509846B - 具有加热保温功能的高温烟气采样线

Info

Publication number: CN101509846B
Application number: CN2009100298931A
Authority: CN
Inventors: 刘德允; 章曙
Original assignee: NANJING ASSEN ENVIRONMENT TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Nanjing Assen Environmental Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-03-20
Filing date: 2009-03-20
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2029-03-20
Also published as: CN101509846A

Abstract

本发明公开了一种具有加热保温功能的高温烟气采样线，由高温烟气气管、电热丝、热导层、保温层、保护层和温度传感器构成；高温烟气气管外部用金属丝编织层包裹；电热丝为镍铬合金丝，外部涂覆PFA涂层，缠绕于所述高温烟气气管外部；热导层将烟气气管和电热丝包裹；保温层包覆在热导层外；保温层外包覆保护层；温度传感器置于热导层和金属编织层之间。由于采用电热丝双螺旋缠绕，加热、传热、保温多层复合技术，从而可以实现加热线整体温度高而均匀。因此，本发明能够确保烟气采样时烟气传输过程的各部位温度的一致性，可以有效解决烟气温度降低导致的冷凝结露和组分丢失问题，同时也保证测量结果的正确性。

Description

具有加热保温功能的高温烟气采样线

技术领域

本发明涉及一种高温烟气采样线，具体说是一种具有加热保温功能的高温烟气采样线，属于高温烟气检测采样设备。

背景技术

高温烟气一般指固定污染源如燃煤、垃圾焚烧、燃气等各种工业锅炉燃烧过程产生的气体，作为一种比较特殊的介质，一般情况下烟气的温度范围在80-120度，特别情况下可能达到160度，另外烟气中一般会存在粉尘和酸性物质如SO₂、NOX等，如何克服高温、高粉尘和酸性物质，将烟气从特定的烟道中抽取出来，并维持一定的高温而保证烟气中的水分不会因为温度下降而冷凝为液态水，从而避免烟气组分的丢失，是一个十分困难的问题。

现有PTC温控伴热线又称自调控电伴热线或自限温电热带。它是一种电热功率随系统温度自调的带状限温伴热器。温控伴热电缆的电热元件，是在两根平行金属母线之间均匀的挤包一层PTC材料制成的芯带。PTC材料经熔融挤出、冷却定型之后，分散其中的炭微粒形成无数纤细的导电炭网络。当它们跨接在两根平行母线上时，就构成芯带的PTC并联回路。电缆一端的两根母线与电源接通时，电流从一根母线横向流过PTC材料层到达另一根母线形成并联回路。PTC层就是连续并联在母线之间的电阻发热体，将电能转化成热能，对操作系统进行伴热保温。当芯带温度升到相应的高阻区时，电阻大到几乎阻断电流的程度，芯带的温度将达到高限不再升高(即自动限温)。与此同时，芯带通过护套向温度较低的被加热体系传热，达到稳态时单位时间传递的热量等于电缆的电功率。温控伴热电缆的芯带是由大量的纤细导电网络形成的PTC并联单元组成。该种类型的加热线受制于本身的材质和原理，具有以下缺点：1)伴热温度一般在100度左右，难以达到120度以上；2)伴热为并联加热，会出现损坏节点而导致伴热管线出现温度死区导致温度分布不均匀，特别在烟气传输过程，一旦出现低温段，直接产生烟气冷凝，导致烟气组分丢失；3)电伴热丝硬度高弯曲半径大，与采样气管只能平行并列，与螺旋缠绕电加热丝比较，伴热的温度场分布不均。

发明内容

为解决现有技术的PTC温控伴热线温度低、并联加热易出现局部断点和温度死区、与气管平行伴热导致温度场分布不均匀等所产生的缺点，本发明提供一种具有加热保温功能的高温烟气采样线，具有温度分布均匀性和一致性，不会出现温度死区导致烟气冷凝和烟气组分丢失，伴热线整体柔软弯曲半径小，该高温烟气采样线能够提供并维持一稳定、均匀、高温的伴热源，解决烟气采样传输过程中的烟气组分丢失问题。

本发明具有加热保温功能的高温烟气采样线，由高温烟气气管、电热丝、热导层、保温层、保护层和温度传感器构成；其特征是：

所述高温烟气气管外部用金属丝编织层包裹，具有防火、屏蔽、热传导、耐高温等特点；

所述电热丝(优选镍铬合金丝)，外部涂覆PFA涂层，缠绕于所述高温烟气气管外部；优选缠绕方式是：以双螺旋状均匀缠绕绕于所述高温烟气气管外部，所谓双螺旋状均匀缠绕是，先均匀以螺旋状缠绕于高温烟气气管外部，然后反向再均匀螺旋状缠绕一次，具有安全、可靠和温度场均匀分布等特点；

所述热导层(优选铝泊材质)，将所述烟气气管和电热丝包裹；

所述保温层包覆在热导层外，其材质为耐高温的发泡保温材料；

在所述保温层外包覆保护层，为耐热、防火纤维编织层；

所述温度传感器置于热导层和金属编织层之间，用于高温烟气气管内温度的控制，根据工况需要调整温度设置。

另一技术方案是：还有至少一根高温烟气气管直接包覆在保温层内。这些未缠绕电热丝也未包裹热导层的高温烟气气管，不具有加热保温功能，用于不需要保持烟气温度的烟气采样。

进一步改进技术方案可以是：两根及两根以上的缠绕电热丝并包覆热导层后的高温烟气气管包覆在保温层内。

由于本发明中采用电热丝双螺旋缠绕、采用加热、传热、保温多层复合技术，从而可以实现加热线整体温度高而均匀的状态。因此，本发明的加热丝可适用于烟气采样分析领域，能够确保烟气采样时烟气传输过程的各部位温度的一致性，可以有效解决烟气温度降低导致的冷凝结露和组分丢失问题，同时也保证测量结果的正确性。

附图说明

图1为本发明具有加热保温功能的高温烟气采样线结构剖面示意图。

图2为本发明具有加热保温功能的高温烟气采样线的电热丝结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，具有加热保温功能的高温烟气采样线：

高温烟气气管1，该气管外部为金属丝编织层2包裹，具有耐高温和高强度及可绕性；

电热丝3为镍铬合金制成，外部涂覆PFA涂层4(如图2所示)，PFA材质具有耐高温性能；电热丝3以螺旋状均匀缠绕于所述高温烟气气管1外部；

温度传感器5置于热导层和金属编织层之间，用于加热线温度的检测和温度的控制；

热导层6将所述烟气气管和电热丝均匀包覆其中；

保温层7包覆在导热层外，其材质为耐高温的发泡保温材料；

保护层8包覆在导热层外，由耐热、防火纤维编织制成。所述纤维可以是碳纤维、玻璃纤维(glass fiber)、聚酯纤维(polyester fiber)或是古拉维纤维(kevlar fiber)，但不仅限于此。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是，电热丝3以双螺旋状均匀缠绕于所述高温烟气气管1外部。有两根缠绕电热丝并包覆热导层后的高温烟气气管1包覆在保温层内。

实施例3

与实施例2基本相同，所不同的是：有三根缠绕电热丝并包覆热导层后的高温烟气气管1包覆在保温层内。

实施例4

与实施例1、2、3基本相同，所不同的是，还有至少一根高温烟气气管直接包覆在保温层内。

Claims

1.一种具有加热保温功能的高温烟气采样线，由高温烟气气管、电热丝、热导层、保温层、保护层和温度传感器构成；其特征是：

所述高温烟气气管外部用金属丝编织层包裹；

所述电热丝，外部涂覆PFA涂层；所述电热丝以螺旋状均匀缠绕于所述高温烟气气管外部；

所述热导层将所述烟气气管和电热丝包裹；

所述保温层包覆在热导层外；

在所述保温层外包覆保护层；

所述温度传感器置于热导层和金属丝编织层之间。

2.根据权利要求1所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：所述电热丝缠绕于所述高温烟气气管外部，其缠绕方式是：以双螺旋状均匀缠绕绕于所述高温烟气气管外部。

3.根据权利要求1所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：所述热导层材质为铝泊。

4.根据权利要求1所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：所述保温层，其材质为耐高温的发泡保温材料。

5.根据权利要求1所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：所述保护层，为耐热、防火纤维编织层。

6.根据权利要求5所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：所述耐热、防火纤维为碳纤维、玻璃纤维、聚酯纤维或是古拉维纤维。

7.根据权利要求1所述具有加热保温功能的高温烟气采样线，其特征是：还有至少一根未缠绕电热丝也未包裹热导层的高温烟气气管包覆在保温层内。

8.一种具有加热保温功能的高温烟气采样线，由至少两根高温烟气气管、电热丝、热导层、保温层、保护层和至少一个温度传感器构成；其特征是：

所述各高温烟气气管外部用金属丝编织层包裹；

所述电热丝，外部涂覆PFA涂层；所述电热丝以螺旋状均匀缠绕于所述各高温烟气气管外部；

所述热导层将所述各烟气气管和电热丝包裹；

所述保温层包覆在热导层外；

在所述保温层外包覆保护层；

温度传感器置于热导层和金属丝编织层之间。