CN102589938B - 转炉煤气人工取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉煤气人工取样装置，其包括串联连接的含尘量取样单元、含水量取样单元和真空泵，含尘量取样单元与能够从待测源导入待测煤气的煤气导入管连接，含水量取样单元的两端分别与含尘量取样单元和真空泵连接，真空泵与能够将煤气返回至所述待测源的煤气返回管连接，所述煤气导入管的入口端和所述煤气返回管的出口端各设置有一个阀门，所述煤气导入管上还设置有弹簧调压阀，所述弹簧调压阀位于所述煤气导入管的入口端阀门之后。本发明解决了转炉煤气因CO含量过高而无法手动取样的问题，既可以通过人工分析的方式监控转炉煤气的质量情况，而且对取样人员的身体健康和安全没有危害，提高了取样作业的安全性，对环境污染较小。

Description

转炉煤气人工取样装置

技术领域

本发明涉及一种煤气取样装置，更具体地讲，涉及一种可避免取样时煤气放散的转炉煤气人工取样装置。

背景技术

转炉煤气的含尘量是衡量转炉煤气质量的重要参数，也是保障转炉煤气系统尤其是转动设备安全运行的重要指标，但是由于现今国内普遍采用的是GB/T 12208-2008《人工煤气组分与杂质含量测定方法》所介绍的取样装置，使用这种取样装置时需要在取样过程中放散转炉煤气，并且在煤气区域内不能存在明火，所以转炉煤气就必须采用不燃烧放散的方法来保障取样作业的顺利进行。由于转炉煤气中CO含量高达70％，这使得转炉煤气放散处和其下风向处的CO含量严重超标甚至达到200PPm，远远超出30PPm的国家标准，严重危害取样人员的健康。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种转炉煤气人工取样装置，所述取样装置可以从根本上杜绝转炉煤气取样时的放散，极大的保障取样人员的安全健康。

为了实现上述目的，本发明提供了一种转炉煤气人工取样装置，所述转炉煤气人工取样装置包括串联连接的含尘量取样单元、含水量取样单元和真空泵，其中，含尘量取样单元与能够从待测源导入待测煤气的煤气导入管连接，含水量取样单元的两端分别与含尘量取样单元和真空泵连接，真空泵与能够将煤气返回至所述待测源的煤气返回管连接，所述煤气导入管的入口端和所述煤气返回管的出口端各设置有一个阀门，所述煤气导入管上还设置有弹簧调压阀，所述弹簧调压阀位于所述煤气导入管的入口端阀门之后。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述转炉煤气人工取样装置还包括第一三通阀和第一煤气排放管，所述第一三通阀设置在煤气导入管上，并且位于所述煤气导入管的入口端阀门之后；所述第一煤气排放管的一端通过第一三通阀与煤气导入管连接，所述第一煤气排放管的另一端与大气连通。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，将所述第一三通阀替换为设置在位于第一三通阀所处位置与含尘量取样单元之间的煤气导入管上以及设置在第一煤气排放管上的两个阀门。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述转炉煤气人工取样装置还包括第二三通阀和第二煤气排放管，所述第二三通阀设置在煤气导入管上并且位于所述第一三通阀与含尘量取样单元之间；所述第二煤气排放管的一端通过第二三通阀与煤气导入管连接，所述第二煤气排放管的另一端与第一煤气排放管连通。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，将所述第二三通阀替换为设置在第二煤气排放管上的一个阀门。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述转炉煤气人工取样装置还包括顺序设置在所述弹簧调压阀之后的压力表，以及设置在含水量取样单元和真空泵之间的气体流量计以及设置在所述气体流量计上的温度计。。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述含尘量取样单元包括取样器和置于所述取样器内的玻璃纤维滤膜，所述含水量取样单元包括U型管或球形干燥器和置于所述U型管或球形干燥器中的取样填充物。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述取样填充物为干燥的变色硅胶、固体氯化钙或无水硫酸铜。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述含尘量取样单元和含水量取样单元通过可拆卸单元设置在所述转炉煤气人工取样装置中，所述可拆卸单元设置在含尘量取样单元或含水量取样单元的两端，并且所述可拆卸单元包括可拆卸连接件和可拆卸阻流件。

根据本发明所述的转炉煤气人工取样装置，所述可拆卸连接件为弹性软管，所述可拆卸阻流件为弹簧卡，所述弹簧卡可拆卸地固定在所述弹性软管上。

与现有技术相比，本发明解决了转炉煤气因CO含量过高而无法手动取样的问题，既可以通过人工分析的方式监控转炉煤气的质量情况，而且对取样人员的身体健康和安全没有危害，提高了取样作业的安全性，对环境污染较小。

附图说明

图1是本发明转炉煤气人工取样装置的一种实施方式的结构示意图。

图2是本发明转炉煤气人工取样装置的另一种实施方式的结构示意图。

图3是本发明转炉煤气人工取样装置的再一种实施方式的结构示意图。

图4是本发明转炉煤气人工取样装置的又一种实施方式的结构示意图。

图5是本发明转炉煤气人工取样装置的又一种实施方式的结构示意图。

图6是本发明转炉煤气人工取样装置的又一种实施方式的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-煤气导入管的入口端阀门、2-第一三通阀、3-弹簧调压阀、4-压力表、5-可拆卸阻流件、6-取样器、7-可拆卸连接件、8-U型管、10-温度计、11-气体流量计、12-真空泵、14-煤气返回管的出口端阀门、15-第二三通阀、16-第二煤气排放管、17-取样填充物、19-第一煤气排放管、20-煤气返回管、21-待测源、22-煤气导入管、9、13、18、23、24、25-阀门。

具体实施方式

现在将参照附图来详细地描述本发明的具体实施方式，以使本发明所属领域的技术人员能够容易实施本发明。

图1至图6是本发明转炉煤气人工取样装置的多种实施方式的结构示意图。具体地，本发明的转炉煤气人工取样装置包括串联连接的含尘量取样单元、含水量取样单元和真空泵12，含尘量取样单元与能够从待测源21导入待测煤气的煤气导入管22连接，含水量取样单元的两端分别与含尘量取样单元和真空泵12连接，真空泵12与能够将煤气返回至所述待测源21的煤气返回管20连接，煤气导入管22的入口端和煤气返回管20的出口端各设置有一个阀门，煤气导入管22上还设置有弹簧调压阀3，弹簧调压阀3位于煤气导入管的入口端阀门2之后。

本发明将含尘量取样单元和含水量取样单元串联设置，这可以在一次取样中同时获得转炉煤气的含尘量和含水量，既提高了取样作业的效率，也有利于设备的小型化和低成本化。若将含尘量取样单元和含水量取样单元并联设置，需要两套将煤气返回至待测源的系统，提高了成本；此外，国家标准要求取样管距离弯曲部分和截面形状急剧变化部分至少为管道直径的1.5倍，若并联设置两个取样单元，则两处取样管之间的距离至少为管道直径的3倍，扩大了装置的体积，该方式不可取。

下文中，首先对本发明转炉煤气人工取样装置的各部件进行详细说明。

其中，含尘量取样单元包括取样器6和置于取样器6内的玻璃纤维滤膜(未图示)，玻璃纤维滤膜作为主要过滤部件，取样器6与之配合使用，上述含尘量取样单元是按照国家标准设置的。取样前，将玻璃纤维滤膜进行干燥并称重；取样后，将附有粉尘的玻璃纤维滤膜取出，进行干燥并称重，比较玻璃纤维滤膜之后与之前的重量便可得到转炉煤气中的粉尘重量，再将该粉尘重量除以气体流量即可得到单位转炉煤气含尘量。

含水量取样单元具体包括U型管8或球形干燥器和置于U型管8或球形干燥器中的取样填充物17，取样填充物17可吸收水分并具体可为变色硅胶、固体氯化钙或无水硫酸铜等物质。取样前，将U型管8或球形干燥器和取样填充物17干燥并称重；取样后，将U型管8或球形干燥器和吸水后的取样填充物17称重，比较U型管8或球形干燥器和取样填充物17之后与之前的重量便可得到转炉煤气中的水分含量，再将该水分含量除以气体流量即可得到单位转炉煤气含水量。其中，按照国家标准的要求，取样时还需测量气体样品的温度、压力和大气压等，利用上述数据将流量计测量出的气体流量折算为标准状态后，再计算标准体积下的气体含尘量和含水量。

由此，转炉煤气人工取样装置还包括设置在弹簧调压阀3之后的压力表4，其中，弹簧调压阀3用于调整取样装置的管道中的压力，以防止压力波动对取样单元造成不利的影响，压力表4则用于直观显示并读取取样装置的管道中的压力值。优选地，压力表4为膜盒压力表，其可准确反映管道内的压力变化。转炉煤气人工取样装置还包括设置在含水量取样单元和真空泵12之间的气体流量计11，气体流量计11用于直观显示并读取管道中的煤气流量值。优选地，可在气体流量计11之前设置阀门9，阀门9可用于控制或协同控制取样装置的管道中的流量，其可为手动阀门等常用阀门。优选地，气体流量计11为湿式气体流量计。此外，气体流量计11上设置有温度计10，温度计10用于测量并读取煤气的温度。

具体地，为了便于取下上述含尘量取样单元和含水量取样单元进行后续处理和分析，也为了能够及时阻止取样作业前后煤气的进入，将含尘量取样单元和含水量取样单元通过可拆卸单元设置在转炉煤气人工取样装置中，可拆卸单元可具体设置在含尘量取样单元或含水量取样单元的两端，可拆卸单元包括可拆卸连接件7和可拆卸阻流件5，可拆卸连接件7用于连接左右两个管道或部件，可拆卸阻流件5用于阻断煤气进入取样单元的通路。具体地，可拆卸连接件7为弹性软管，可拆卸阻流件5为弹簧卡，弹簧卡通过可拆卸地固定在弹性软管7上的方式阻断煤气，但不限于此。优选地，弹性软管为橡胶管。

安装在取样单元之后的真空泵12则作为动力源，为煤气提供动力使其通过取样装置后返回至待测源21内，杜绝煤气在取样过程中的煤气放散。本领域技术人员应该知道的是，取样装置的煤气导入管22应与待测源21的上游端连接，取样装置的煤气返回管20应与待测源21的下游端连接，这可保证待测煤气的检测准确性。

转炉煤气人工取样装置的具体实施方式中还包括有多个阀门，用于控制取样作业中煤气的走向，具体的设置方式将在下文中详细描述。其中，煤气导入管的入口端阀门1和煤气返回管的出口端阀门14是作为取样装置的门户阀门，既可阻止非取样作业时煤气的流入或流出，也可保证取样作业的可操作性。本转炉煤气人工取样装置所用的阀门可为手动阀门，也可以为其他形式的阀门。

下面将具体介绍本发明转炉煤气人工取样装置多种实施方式的具体结构。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，转炉煤气人工取样装置还包括第一三通阀2和第一煤气排放管19，第一三通阀2设置在煤气导入管22上并且位于煤气导入管的入口端阀门1之后，第一煤气排放管19的一端通过第一三通阀2与煤气导入管22连接，第一煤气排放管19的另一端与大气连通。第一三通阀2可为普通T型三通阀的结构，并且第一三通阀2可形成煤气导入管22与第一煤气排放管19之间的通路，即当阀芯位于下部时，则连通左右管路，可开始对待测煤气的取样作业，并通过真空泵12的作用将煤气返回至待测源；当阀芯位于右部时，则连通左下管路，可实现在取样作业开始前后对煤气导入管22内残余气体和水分的排出，以保证检测质量。

优选地，转炉煤气人工取样装置还包括分别设置在煤气返回管20上的阀门13和设置在第一煤气排放管19上的阀门18，以实现对煤气返回和煤气排放的控制，上述阀门均可为普通的手动阀门，但不限于此。

如图2所示，根据本发明的另一种实施方式，可将上述转炉煤气人工取样装置中的第一三通阀2替换为设置在位于第一三通阀2所处位置与含尘量取样单元之间的煤气导入管22上的阀门24以及设置在第一煤气排放管19上的阀门23。因为阀门24和23可起到与第一三通阀2相同的控制和引流作用，使第一煤气排放管19同样可以在取样操作开始前后排出煤气导入管22内的残余气体和水分，即当关闭阀门24且开启阀门1、23、18时，残余煤气和水分可通过第一煤气排放管19排出；当关闭阀门23、18且开启阀门1、2、9、13、14时，待测煤气可通过煤气导入管22进入取样单元并返回至待测源21。

如图3、图4所示，根据本发明的另两种实施方式，转炉煤气人工取样装置还包括第二三通阀15和第二煤气排放管16，第二三通阀15设置在煤气导入管22上并且位于第一三通阀2与含尘量取样单元之间，第二煤气排放管16的一端通过第二三通阀15与煤气导入管22连接，第二煤气排放管16的另一端与第一煤气排放管19连通。第二三通阀15的结构与第一三通阀2相同，并且第二三通阀15可形成煤气导入管22与第二煤气排放管16之间的通路，第二煤气排放管16用于在取样操作完成后排出取样装置管路中的残余煤气。第一煤气排放管19与第二煤气排放管16协同作用，有助于高效快速的排出取样装置中的可能影响取样过程的煤气和水分。以图3所示实施方式为例，具体操作时，当第一三通阀2的阀芯位于右部时，则连通左下管路，此时开启阀门1、18时，可实现在取样操作开始前对煤气导入管22内残余气体和水分的排出；然后将第一三通阀2和第二三通阀15的阀芯置于底部，则连通左右管路，此时开启阀门1、9、13、14，待测煤气可通过煤气导入管22进入取样单元并返回至待测源21；取样作业结束后，关闭阀门1、9、13、14，开启阀门18并且将第二三通阀15的阀芯置于右部，通过第二煤气排放管16、第一煤气排放管19将取样作业结束后取样装置中的残余煤气排出。图4所示实施方式的操作方式类似，在此不再赘述。

如图5、6所示，根据本发明的另一种实施方式，可将上述转炉煤气人工取样装置中的第二三通阀15替换为设置在第二三通阀15上的阀门25，因为阀门25可起到与第二三通阀15类似的控制和引流作用，使第二煤气排放管16同样可以在取样操作完成后排出取样装置管路中的残余煤气。具体地，将在下文详细描述关于图6所示实施方式的操作方式，图5所示实施方式的操作方式类似，也不再赘述。

上述多种转炉煤气人工取样装置的结构均为示例性作用，旨在说明凡是通过煤气排放管、阀门等部件实现对煤气取样装置控制的结构均落入本发明的保护范围。

下面将结合本发明图6所示的转炉煤气人工取样装置来描述其工作方式。

在取样作业开始前，确认转炉煤气人工取样装置按照图6安装完毕，关闭所有阀门，确认整个装置无泄漏。

取样作业开始时，首先打开图6中附图标记为1、23、18的阀门，通过第一煤气排出管19放散煤气，以排出取样装置内的残余气体和水分，2分钟后关闭。然后，打开图6中附图标记为1、24、9、13、14的阀门，取下所有可拆卸单元上的弹簧卡，并且开启湿式气体流量计11和真空泵12，同时调节阀门1的开度使流量控制在3.5～4L/min，调整弹簧调压阀3使取样装置的管道内压力保持在2.0Kpa。之后，开始对转炉煤气进行含尘量和含水量的取样作业，待测煤气通过煤气导入管22进入取样装置中，并经过含尘量取样单元和含水量取样单元等部件，煤气经取样后在真空泵12的作用下通过煤气返回管20送回至待测源20中。

待取样作业结束后，首先关闭图6中附图标记为1、24、9、13、14的阀门，夹上所有可拆卸连接单元上的弹簧卡。然后，打开图6中附图标记为25、18的阀门，以将取样装置中残余的煤气放散出去，当压力表4的压力显示为0时，关闭图6中附图标记为25、18的阀门。之后，取下可拆卸连接件7，打开取样器6取出取样后的玻璃纤维滤膜，将其干燥后称重，并且称重包括取样后的变色硅胶17的U型管8，再根据之前称取的玻璃纤维滤膜重量、包括变色硅胶的U型管重量以及读取的流量值、温度值计算得到单位转炉煤气含尘量和含水量。

综上所述，本发明的转炉煤气人工取样装置，通过串联含尘量取样单元和含水量取样单元，提高了取样作业的效率；通过为转炉煤气提供返回动力，从而将取样后的转炉煤气返回至煤气管道，避免了取样过程中的煤气放散，提高了人工取样的安全性，减少了大气污染。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体描述了本发明的转炉煤气人工取样装置，但是本领域的技术人员应该知道，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对实施例做出各种形式的改变。

Claims (8)

1.一种转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述转炉煤气人工取样装置包括串联连接的含尘量取样单元、含水量取样单元和真空泵，其中，含尘量取样单元与能够从待测源导入待测煤气的煤气导入管连接，含水量取样单元的两端分别与含尘量取样单元和真空泵连接，真空泵与能够将煤气返回至所述待测源的煤气返回管连接，煤气导入管与待测源的上游端连接，煤气返回管与待测源的下游端连接，所述煤气导入管的入口端和所述煤气返回管的出口端各设置有一个阀门，所述煤气导入管上还设置有弹簧调压阀，所述弹簧调压阀位于所述煤气导入管的入口端阀门之后，并且，所述转炉煤气人工取样装置包括第一三通阀和第一煤气排放管，其中，所述第一三通阀设置在煤气导入管上，并且位于所述煤气导入管的入口端阀门之后；所述第一煤气排放管的一端通过第一三通阀与煤气导入管连接，所述第一煤气排放管的另一端与大气连通；所述转炉煤气人工取样装置还包括第二三通阀和第二煤气排放管，其中，所述第二三通阀设置在煤气导入管上并且位于所述第一三通阀与含尘量取样单元之间；所述第二煤气排放管的一端通过第二三通阀与煤气导入管连接，所述第二煤气排放管的另一端与第一煤气排放管连通。

2.根据权利要求1所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，将所述第一三通阀替换为设置在位于第一三通阀所处位置与含尘量取样单元之间的煤气导入管上以及设置在第一煤气排放管上的两个阀门。

3.根据权利要求1或2所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，将所述第二三通阀替换为设置在第二煤气排放管上的一个阀门。

4.根据权利要求1所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述转炉煤气人工取样装置还包括顺序设置在所述弹簧调压阀之后的压力表、设置在含水量取样单元和真空泵之间的气体流量计以及设置在所述气体流量计上的温度计。

5.根据权利要求1所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述含尘量取样单元包括取样器和置于所述取样器内的玻璃纤维滤膜，所述含水量取样单元包括U型管或球形干燥器和置于所述U型管或球形干燥器中的取样填充物。

6.根据权利要求5所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述取样填充物为干燥的变色硅胶、固体氯化钙或无水硫酸铜。

7.根据权利要求1所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述含尘量取样单元和含水量取样单元通过可拆卸单元设置在所述转炉煤气人工取样装置中，所述可拆卸单元设置在含尘量取样单元或含水量取样单元的两端，并且所述可拆卸单元包括可拆卸连接件和可拆卸阻流件。

8.根据权利要求7所述的转炉煤气人工取样装置，其特征在于，所述可拆卸连接件为弹性软管，所述可拆卸阻流件为弹簧卡，所述弹簧卡可拆卸地固定在所述弹性软管上。

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