CN102692442B - 一种火力电厂高温烟气检测取样系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体取样等技术领域，公开了一种火力电厂高温烟气检测取样系统。为了解决结晶体堵塞等，提出技术方案。其特征是：包括：双池厚膜氧化锆传感器(9)等；气体射流器包括：基座(5)，射流喷嘴(6)，电加热块(4)，排气管(2)，标气接头(21)；基座(5)上开设：镂空喷射结构，样气流通孔，传感器安装孔(5-3)，标气接头安装孔(5-5)；射流喷嘴(6)的左部位于镂空喷射结构内；电加热块(4)与基座(5)相邻；压缩空气供应机构(YG)输出端、第一加热机构(DYJRJG)、射流喷嘴(6)的输入端顺序气路连通。有益效果是：避免了结晶体堵塞；使用双池厚膜氧化锆传感器(9)，解决了零点漂移、校准不便、精度低、不耐高温等问题。

Description

一种火力电厂高温烟气检测取样系统

技术领域

本发明涉及气体取样、检测和分析的技术领域，特别是涉及一种火力电厂高温烟气检测取样系统。 

本发明可应用于高温气体取样之用；本发明尤其适宜在电厂烟道中采集高温样气的作业中使用。 

背景技术

火力电厂在发电时，需要进行燃烧作业；因燃烧而产生的高温烟气通过烟道进入烟囱，最后从烟囱排入大气。 

现有技术的烟气分析仪器，在采集样气时，常使用取样泵和气体射流器，以驱动样气、实现采集。 

使用取样泵对高温烟气进行检测取样，因烟气温度高、腐蚀成份多，所以缺点就比较突出，再加上取样泵存在运动的机械部件等，故寿命短，非常容易损坏。 

气体射流器，也有称为射流喷射器、射流泵，等等。图21是某一现有技术气体射流器的示意图；标号105a是气体射流器主体，标号105b是喷嘴，标号105c是横向柱体，标号106是接头。在图21的现有技术气体射流器中，检测对象的高温样气从横向柱体内部的左侧向右扩散，压缩气体经过接头由上而下进入喷嘴的上端，在喷嘴内压缩气体得到进一步的压缩，在喷嘴收缩的下部变成喷射气流喷射而出，由此在喷嘴的外缘周边形成真空趋势，从而吸引高温样气源源不断地从横向柱体内向右流动形成样气气流，喷射气流和样气气流在镂空腔体内混合后、再经气体射流器下端的出气端排入大气。 

气体射流器与取样泵相比较，具有很多的优点，如不存在运动的机械部件，寿命长，不容易损坏。但是，现有技术中的气体射流器，或者讲现有技术环境中使用的气体射流器，在恶劣的环境中使用，由于高温烟气具有成分复杂的化学特性，如电厂烟道中排放的烟气中就含有高浓度氮氧化物、氨气及其他成分的混合烟气，很容易形成结晶体，并在气体射流器的射流喷嘴前端周围形成由结晶体造成的堵塞，造成故障。

还有，现有技术的普通传感器还存在一系列的不足，比如：存在零点漂移的问题，存在校准不便的问题，存在精度低、量程小的问题，存在工作温度低、不耐高温的问题，等等。 

发明内容

为了解决气体射流器被结晶体堵塞的技术问题等，本发明提出了以下技术方案。 

1.一种火力电厂高温烟气检测取样系统，包括：双池厚膜氧化锆传感器，安装板，探杆，驱使样气流动的驱动装置，标气供应机构，电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的驱动装置包括：提供压缩气体的气源设备，气体射流器，所述的安装板，其设置在高温烟道的外表面，其开设探杆孔和排放孔； 

所述的气体射流器包括：基座，射流喷嘴，电加热块，排气管，标气接头； 

所述的基座，其与安装板固定连接，并且安装板在左、基座在右；基座上开设以下四者：镂空喷射结构，样气流通孔，传感器安装孔，标气接头安装孔； 

所述的镂空喷射结构，其围绕一根左右方向的中心轴线开设，其从左至右贯通基座； 

所述的样气流通孔包括：平行分孔和垂直分孔，该两孔相连通；平行分孔为盲孔，其从基座的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构的中心轴线平行；垂直分孔既与镂空喷射结构垂直且连通，又与平行分孔垂直且连通； 

所述的传感器安装孔，其与样气流通孔连通；所述的双池厚膜氧化锆传感器安装在传感器安装孔内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触； 

所述的标气接头安装孔，其与样气流通孔连通；所述的标气接头安装在标气接头安装孔内；标气接头通过气管与标气供应机构连通； 

所述的射流喷嘴，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；射流喷嘴的左部位于镂空喷射结构内；射流喷嘴与基座固定连接； 

所述的排气管，其穿过烟道壁和安装板的排放孔，其左端位于烟道内，其右部与基座固定连接，并且排气管与安装板固定连接；镂空喷射结构的内部、排气管的内部、烟道的内部，该三个内部顺序相通； 

所述的探杆，其左部穿过烟道壁、并位于高温烟道内，其右部与安装板固定连接，并且，探杆的内部与基座上平行分孔)的内部相通； 

所述的电加热块，其与基座相邻，其接线端通过导线与电路连接； 

所述的气源设备包括：压缩空气供应机构，第一加热机构；压缩空气供应机构的输出端通过气管与第一加热机构的输入端气路连通；第一加热机构的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴的输入右端气路连通； 

所述的第一加热机构包括：对流经的压缩气体进行加热的电加热部件，对温度进行控制的第一温控机构；第一温控机构包括：具有接通、切断电路功能的执行元器件；执行元器件的主电路与电加热部件串联连接后再与电路连接；执行元器件的控制端通过导线与自动化控制电路电连接； 

所述的对温度进行控制是指：对第一加热机构输出的压缩气体温度控制为第一特定温度，第一特定温度的取值范围为摄氏120℃～摄氏180℃、或者第一特定温度的取值范围为摄氏123℃～摄氏177℃、或者第一特定温度的取值范围为摄氏126℃～摄氏174℃； 

所述的电加热块包括：内部安装了第一电热丝的第一加热分块，内部安装了第二电热丝的第二加热分块；所述的第一加热分块和第二加热分块，它们分别位于基座的两侧，它们与安装板固定连接； 

所述的系统包括：对温度进行控制的第二温控机构；第二温控机构包括：具有接通、切断电路功能的执行元器件；执行元器件，第一电热丝，第二电热丝，该三者串联连接后再与电路电连接；执行元器件的控制端通过导线与自动化控制电路电连接； 

所述的对温度进行控制是指：对基座的温度控制为第二特定温度，第二特定温度的取值范围为摄氏200℃～摄氏300℃。 

2.所述的取样系统包括过滤器和反吹气管； 

所述的探杆，其为管状物，其左部位于高温烟道内，其左端安装了过滤器，其内部设置反吹气管； 

所述的基座，其还开设反吹气加热通孔；反吹气加热通孔为左右方向开设并贯通基座； 

所述的气源设备还包括：第一调压阀，第二调压阀，取样电磁阀，反吹电磁阀；所述的第一加热机构包括：第一输入端及其对应的第一输出端，第二输入端及其对应的第二输出端； 

压缩空气供应机构的输出端既与第一调压阀的输入端连通、又与第二调压阀的输入端连通； 

第一调压阀的输出端，取样电磁阀输入端，取样电磁阀输出端，第一加热 机构的第一输入端，第一加热机构的第一输出端，气体射流器的射流喷嘴输入端，该六端为顺序气路连接； 

第二调压阀的输出端，反吹电磁阀输入端，反吹电磁阀输出端，第一加热机构的第二输入端，第一加热机构的第二输出端，基座中反吹气加热通孔的右端，此六端为顺序气路连接； 

反吹气加热通孔的左端与反吹气管气路连通； 

电磁阀控制机构的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。 

3.所述的探杆为截面呈圆环的圆形管；所述的安装板为圆形平板；在安装板为竖直设置、并且一面朝左另一面朝右的情况下，安装板的中心设有向左突起的圆管状的安装结构，即安装结构内部开设左右贯通的圆孔，安装板上还开设排放孔； 

安装板上开设安装孔，安装螺钉穿过安装孔并旋入墙体、由此实现安装板与高温烟道外表面的拆卸式连接； 

所述的探杆，其右端与安装板的安装结构焊接；探杆的内部，安装结构中的圆孔，基座中的平行分孔，该三者相通； 

所述的排气管，其身部安插在安装板的排放孔内，其与安装板焊接，其左端在安装板的左表面向左伸出，其右端在安装板的右表面向右伸出、并与基座固定连接；排气管，安装板的排放孔，基座的镂空喷射结构，该三者的中心轴线位于同一条直线上； 

基座位于安装板的右侧，并且两者固定连接。 

本发明的有益效果是： 

采用本发明的技术方案后，气体射流器避免了由结晶体造成的堵塞问题，能够长期可靠工作；使用双池厚膜氧化锆传感器，解决了普通传感器存在的零点漂移、校准不便、精度低、量程小、不耐高温的等等问题。 

附图说明

图1是本发明中基座的主视图； 

图2是图1左视图； 

图3是图1的右视图； 

图4是图1的俯视图； 

图5是图1的A-A向剖视图，并且图5中还添画了标号为2的排气管、标号为7的反吹气管； 

图6是图4的B-B向剖视图； 

图7是本发明中三个零部件的装配关系示意图，三个零部件分别是：传感器、基座和电加热块； 

图8是图7的左视图； 

图9是图7的右视图； 

图10是图7的俯视图； 

图11是本发明中射流喷嘴的主视图； 

图12是图11的左视图； 

图13是图11的右视图； 

图14是本发明中电加热块的主视图； 

图15是图14的左视图； 

图16是图14的俯视图； 

图17是本发明中安装板的主视图，图中的安装板采用法兰盘的样式； 

图18是图17的C-C向剖视图； 

图19是图17的后视图； 

图20是实施例一中发明系统的示意图； 

图21是现有技术中的气体射流器示意图。 

图中的标号说明 

1.过滤器；2.排气管；3.安装板；3-1.探杆孔；3-2.排放孔；4.电加热块；5.基座；5-1a.第一孔；5-1b.第二孔；5-1c.第三孔；5-1d.第四孔；5-2a.平行分孔；5-2b.垂直分孔；5-3.传感器安装孔；5-4.反吹气加热通孔；5-5.标气接头安装孔；5-6.安装螺孔；6.射流喷嘴；7.反吹气管；8.探杆；9.传感器；21.标气接头；105a.气体射流器主体；105b.喷嘴；105c.横向柱体；106.接头； 

YG.压缩空气供应机构；DYTYF.第一调压阀；DETYF.第二调压阀；DYJRJG.第一加热机构；QYDCF.取样电磁阀；FCDCF.反吹电磁阀。 

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

具体实施方式

以下，首先对本发明作总体的描述、说明和解释。 

本发明的一种火力电厂高温烟气检测取样系统，包括：双池厚膜氧化锆传 感器9，安装板3，探杆8，驱使样气流动的驱动装置，标气供应机构，电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的驱动装置包括：提供压缩气体的气源设备，气体射流器，所述的安装板3，其设置在高温烟道的外表面，其开设探杆孔3-1和排放孔3-2； 

所述的气体射流器包括：基座5，射流喷嘴6，电加热块4，排气管2，标气接头21； 

所述的基座5，其与安装板3固定连接，并且安装板3在左、基座5在右；基座5上开设以下四者：镂空喷射结构，样气流通孔，传感器安装孔5-3，标气接头安装孔5-5； 

所述的镂空喷射结构，其围绕一根左右方向的中心轴线开设，其从左至右贯通基座5； 

所述的样气流通孔包括：平行分孔5-2a和垂直分孔5-2b，该两孔相连通；平行分孔5-2a为盲孔，其从基座5的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构的中心轴线平行；垂直分孔5-2b既与镂空喷射结构垂直且连通，又与平行分孔5-2a垂直且连通； 

所述的传感器安装孔5-3，其与样气流通孔连通；所述的传感器9安装在传感器安装孔5-3内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触； 

所述的标气接头安装孔5-5，其与样气流通孔连通；所述的标气接头21安装在标气接头安装孔5-5内；标气接头21通过气管与标气供应机构连通； 

所述的射流喷嘴6，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；射流喷嘴6的左部位于镂空喷射结构内；射流喷嘴6与基座5固定连接； 

所述的排气管2，其穿过烟道壁和安装板3的排放孔3-2，其左端位于烟道内，其右部与基座5固定连接，并且排气管2与安装板3固定连接；镂空喷射结构的内部、排气管2的内部、烟道的内部，该三个内部顺序相通； 

所述的探杆8，其左部穿过烟道壁、并位于高温烟道内，其右部与安装板3固定连接，并且，探杆8的内部与基座5上平行分孔5-2a的内部相通； 

所述的电加热块4，其与基座5相邻，其接线端通过导线与电路连接； 

所述的气源设备包括：压缩空气供应机构YG，第一加热机构DYJRJG；压缩空气供应机构YG的输出端通过气管与第一加热机构DYJRJG的输入端气路连通；第一加热机构DYJRJG的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴6的输入右端气路连通。 

对于以上的技术方案描述，现有以下的说明和解释。 

说明解释一。 

本发明采用双池厚膜氧化锆传感器9，该传感器是一种通过检测氧气的浓度、从而间接测得高温烟气中氮含量浓度的新型传感器。双池多层厚膜氧化锆传感器具有如下众多的优点： 

1.没有零点漂移；也不需要低浓度标气校准，只需要空气一点即可校准，这在实际应用中带来了极大方便。 

2.精度高，量程比大。本检测探头应用在检测仪器中，其NO_X的检出限为1ppm；如果应用在脱硝后的高温烟气检测，可设置为0～200ppm的低量程，满足小于等于5％的线性误差要求。另外，量程比可以到10倍；比如：应用在脱硝前的高温烟气检测，可设置为0～1000ppm的量程。因此，应用本检测探头的仪器，即可以用于脱硝前检测，也可以用于脱硝后检测，都能保证检测精度。所以，除化学发光法仪器外，其它类型仪器不能到达上述检测精度。 

3.本传感器的工作温度大于800℃，可以对不大于800℃的高温烟气直接进行测量，不需要先降温、再测量。另外，整个探头结构均为金属或陶瓷材料构成，没有塑料、橡胶等不耐高温的部件。 

还有，再提供以下两个购买双池多层厚膜氧化锆传感器的信息。 

a.中国代理商信息。代理商名称：上海凯源仪器技术有限公司；地址上海市杨浦区长阳路2588号电力研究中心605A室；邮编200090；电话：021-35303011；传真：021-35303010。 

b.丹麦制造商信息。Phone：+4596454500；Fax：+4596454501；E-mail：salesgreeninstruments.com；Web：www.GreenInstuments.com 

说明解释二。 

虽然上述双池厚膜氧化锆传感器9具有众多的优点，但是，在实际的使用中，与传感器9配套使用的气体射流器容易形成由结晶体造成的堵塞，造成故障(说明：气体射流器的作用是驱使样气流动)。 

本专利申请的发明人，通过对现有技术中的气体射流器研究发现，其在使用了一个阶段后就会发生结晶体堵塞，而且结晶体堵塞往往发生在射流喷嘴的前端周围。另外，经解剖研究等，进一步发现，在气体射流器内部，被吸引流动的样气为高温气体，该高温气体与射流喷嘴出来的常温压缩气体存在较大的温差，这种温差造成结晶体堵塞物的出现，并且温差越大、越容易堵塞；反之，温差越小越不容易造成堵塞。还有，包括射流喷嘴在内的气体射流器，它与样 气也存在着温差，这种温差与堵塞的发生也存在着正相关的关系，即这种温差越太、也是越容易发生堵塞。 

基于以上的认识，本发明解决堵塞的技术措施就是要消除或降低温差；具体措施有：a.设置电加热块4，电加热块4通电后升温，由于电加热块4与基座5相邻设置，所以电加热块4将热能传递给基座5，使得基座5也加热升温；b.使“压缩空气供应机构YG的输出端通过气管与第一加热机构DYJRJG的输入端气路连通；第一加热机构DYJRJG的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴6的输入右端气路连通”，这样，输入射流喷嘴6的压缩空气就由现有技术的常温压缩空气变成本发明技术的高温压缩空气。在基座5和压缩空气均得到加温的情况下，高温样气和压缩气体的温差大大降低，高温样气和射流喷嘴6及基座5之间的温差大大降低，从而使堵塞完全避免、或者使堵塞程度大大降低、或者使堵塞发生的几率明显减少。还有，本发明中的基座5相当于现有技术中气体射流器的主体，或者说相当于现有技术中气体射流器的外壳(或壳体)，但本发明中的基座5还具有更多的作用和功能，比如：加热升温，作为安装支架等等。 

说明解释三。 

基座5中开设镂空喷射结构。镂空喷射结构围绕一根左右方向的中心轴线开设，其从左至右贯通基座5；射流喷嘴6的左部位于镂空喷射结构内的右部，射流喷嘴6与基座5固定连接；镂空喷射结构的左侧内部与排气管2内部相通。 

射流喷嘴中开设左小右大的通孔，其左部的外形也呈左小右大的圆锥台形；射流喷嘴的右端接入压缩气体，由于压缩气体在流经射流喷嘴内部的过程中得到了进一步的压缩，所以从嘴口喷射出来的气体形成了高速气流，并在嘴口的周边附近形成负压；在该负压的作用下，样气流通孔内的样气被源源不断的吸引出来，并和高速气流的气体混合、最终一并从排气管2排出，进入烟道内部经烟囱排入大气。 

说明解释四。 

基座5镂空喷射结构，“所述的镂空喷射结构，其围绕一根左右方向的中心轴线开设，其从左至右贯通基座5”，其中的中心轴线不是指基座5的中心轴线，而是指镂空喷射结构的中心轴线；还有，在本发明文件的所有技术方案中，没有涉及基座5有无中心轴线的问题。 

说明解释五。 

取样系统在安装、调试、使用及修理过程中，需要用标准的样气气体检验、 复核系统是否正常，比如，输入标准样气到检测探头处、再观察有关仪表有无反应，如无反应则说明系统存在问题；又比如，在现场使用中输入标准样气，然后观察显示装置上显示的数值是否在规定的范围内，等等。标准样气由标气供应机构提供，在本进一步的技术方案中，标气供应机构通过气管与标气接头21连通，并通过气管与标气接头21将标准样气送到基座5内让检测探头检测。 

解释说明六。 

关于“检测探头与样气流通孔内的样气接触”，其最佳设计制造为：检测探头处于样气流通孔和传感器安装孔5-5的交界处，如此，可以毫无延迟并准确地探测到烟气的即时成份。 

以上，对本发明作总体的描述、说明和解释。下面，对各进一步的技术方案进行描述、说明和解释。 

进一步的技术方案1。 

在描述本进一步的技术方案之前，先对现有技术中有关反吹气管7的情况作一简单介绍。 

过滤器1在使用中会发生堵塞，需要经常对其施加与样气流动方向相反的反吹气，以吹去吸附在过滤器1上的颗粒物、尘埃等等；使过滤器1保持正常的过滤状态。 

气源设备既向气体射流器中的射流喷嘴6提供压缩气体、驱使样气在负压的作用下得到流动，气源设备也向反吹气管7提供压缩气体、吹去过滤器1上的颗粒物、尘埃等；一般来讲(也有例外)，向射流喷嘴6供气时、停止向反吹气管7供气，反之，向反吹气管7供气时、停止向射流喷嘴6供气。通常，在上述循环变化、周而复始进行的轮换供气中，每一轮中向射流喷嘴6供气的时间相对较长、向反吹气管7供气的时间相对较短。 

以上对现有技术中有关反吹气管7的情况作了简单介绍。下面，先对本进一步的技术方案作描述。 

所述的取样系统包括过滤器1和反吹气管7； 

所述的探杆8，其为管状物，其左部位于高温烟道内，其左端安装了过滤器1，其内部设置反吹气管7； 

所述的基座5，其还开设反吹气加热通孔5-4；反吹气加热通孔5-4为左右方向开设并贯通基座5； 

所述的气源设备还包括：第一调压阀，第二调压阀，取样电磁阀，反吹电 磁阀；所述的第一加热机构DYJRJG包括：第一输入端及其对应的第一输出端，第二输入端及其对应的第二输出端； 

压缩空气供应机构YG的输出端既与第一调压阀的输入端连通、又与第二调压阀的输入端连通； 

第一调压阀的输出端，取样电磁阀输入端，取样电磁阀输出端，第一加热机构DYJRJG的第一输入端，第一加热机构DYJRJG的第一输出端，气体射流器的射流喷嘴6输入端，该六端为顺序气路连接； 

第二调压阀的输出端，反吹电磁阀输入端，反吹电磁阀输出端，第一加热机构DYJRJG的第二输入端，第一加热机构DYJRJG的第二输出端，基座5中反吹气加热通孔5-4的右端，此六端为顺序气路连接； 

反吹气加热通孔5-4的左端与反吹气管7气路连通； 

电磁阀控制机构的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。 

下面，对上述进一步的技术方案说明解释如下。 

说明1：在取样系统中，不仅气体射流器会发生堵塞，而且使用反吹气管7的，从反吹气管7出来的反吹气气体，如果与烟道内的高温气体存在较大温差的话，也会造成过滤器1的堵塞。 

说明2：采用本进一步的技术方案，可收一举两得之效：将压缩后的气体加热升温，使压缩气体的温度与高温样气的温度明显减少温差，既做到送往气体射流器的压缩气体为高温气体，也做到吹散过滤器1堵塞的反吹气体也为高温气体；因此，本进一步的技术方案不仅可避免、或大大减轻气体射流器的堵塞，又可避免、或大大减轻过滤器1的堵塞。 

说明3：从第一加热机构DYJRJG的第一输入端进入的气体，只从第一加热机构DYJRJG的第一输出端出来，不会从第一加热机构DYJRJG的第二输出端出来；反之，从第一加热机构DYJRJG的第二输入端进入的气体，只从第一加热机构DYJRJG的第二输出端出来，不会从第一加热机构DYJRJG的第一输出端出来。 

进一步的技术方案2。 

所述的探杆8为截面呈圆环的圆形管；所述的安装板3为圆形平板；在安装板3为竖直设置、并且一面朝左另一面朝右的情况下，安装板3的中心设有向左突起的圆管状的安装结构，即安装结构内部开设左右贯通的圆孔，安装板3上还开设排放孔3-2； 

安装板3上开设安装孔，安装螺钉穿过安装孔并旋入墙体、由此实现安装板3与高温烟道外表面的拆卸式连接； 

所述的探杆8，其右端与安装板3的安装结构焊接；探杆8的内部，安装结构中的圆孔，基座5中的平行分孔5-2a，该三者相通； 

所述的排气管2，其身部安插在安装板3的排放孔3-2内，其与安装板3焊接，其左端在安装板3的左表面向左伸出，其右端在安装板3的右表面向右伸出、并与基座5固定连接；排气管2，安装板3的排放孔3-2，基座5的镂空喷射结构，该三者的中心轴线位于同一条直线上； 

基座5位于安装板3的右侧，并且两者固定连接。 

下面，对上述进一步的技术方案说明解释如下。 

1.本进一步技术方案中的安装板3，其实就是法兰、或者称法兰盘。采用上述安装板3结构的好处是：制造方便，成本低。 

2.旋入安装螺钉可安装固定安装板3，旋出安装螺钉可卸下安装板3，由此实现拆卸式连接。 

进一步的技术方案3。 

所述的镂空喷射结构包括位于左侧的左部直孔和位于右侧的右部直孔，该两孔同轴并连通； 

所述的射流喷嘴6，其圆锥台形的左部位于右部直孔内； 

所述的样气流通孔包括头段和尾段；样气流通孔的头段与探杆8内部连通；样气流通孔的尾段的与右部直孔垂直并与右部直孔连通。 

说明：样气流通孔可以是一个直行形孔构成，也可以是打折的两段直行孔连通构成。一个直行形孔的，其头段与尾段为同一个孔；两段直行孔连通构成的，与镂空喷射结构内部连通的为尾段，另一段为头段。 

进一步的技术方案4。 

所述的镂空喷射结构为从左到右贯通基座5的通孔，该通孔包括位于同一中心轴线的三段孔，即从左到右顺序设置的小直径左段孔、圆锥形的中段孔和大直径的右段孔，该三段孔相邻者连通；所述的圆锥形中段孔，其左端的直径与左段孔的直径相同，其右端的直径与右段孔的直径相同； 

所述的射流喷嘴6，其圆锥台形的左部位于圆锥形中段孔处，并且其圆锥台形外面与中段孔的孔壁存在间隙； 

所述的样气流通孔包括头段和尾段；样气流通孔的头段与探杆8内部连通；样气流通孔的尾段，其中心轴线与镂空喷射结构的中心轴线垂直，并且其与镂空喷射结构的内部连通。 

说明：样气流通孔可以是一个直行形孔构成，也可以是打折的两段直行孔连通构成。一个直行形孔的，其头段与尾段为同一个孔；两段直行孔连通构成的，与镂空喷射结构内部连通的为尾段，另一段为头段。 

实施例一 

结合图7、图8、图9、图10和图20进行描述。图7是本发明中三个零部件的装配关系示意图，三个零部件分别是：双池厚膜氧化锆传感器、基座和电加热块；图8是图7的左视图；图9是图7的右视图；图10是图7的俯视图；图20是本实施例一中发明系统的示意图。 

对本实施例中的一种高温烟气检测取样系统，分别介绍相关的各个装置、机构和零部件。 

1.安装板3。 

本实施例中的安装板3为圆形平板，即采用法兰盘形制，参见图17、图18和图19。其中，图17是本安装板的主视图；图18是图17的C-C向剖视图；图19是图17的后视图。 

所述的安装板3为圆形平板；在安装板3为竖直设置、并且一面朝左另一面朝右的情况下，安装板3的中心设有向左突起的圆管状的安装结构，即安装结构内部开设左右贯通的圆孔，该安装结构既有探杆孔3-1、又身兼安装固定结构使用，安装板3上还开设排放孔3-2；安装板3上开设安装孔，安装螺钉穿过安装孔并旋入墙体、由此实现安装板3与高温烟道外表面的拆卸式连接。 

2.探杆8和过滤器1。 

探杆8为管状物，具有取样气道的作用，其前部安装了过滤器1。探杆8左部及过滤器1均位于高温烟道中；探杆8的右部穿出烟道，其右端与安装板3的探杆孔3-1处进行焊接连接。 

当气压不均等时，即：当过滤器1外部气压大、探杆8内部左侧气压小，探杆8内部右侧气压更小时，就有烟道内的高温烟气透过过滤器1、并在探杆8内部由左往右行进；前述探杆8内部由左往右行进的烟气即为样气。 

3.反吹气管7。 

反吹气管7位于探杆8的内部，反吹气可从反吹气管7的前端吹出，以吹 散过滤器1外边粘附的颗粒物、烟尘等。 

4.基座5。 

本实施例中的基座5采用不锈钢316L材料制作，参见图1至图6共六幅图。其中，图1是基座的主视图；图2是图1左视图；图3是图1的右视图；图4是图1的俯视图；图5是图1的A-A向剖视图，并且图5中还添画了标号为2的排气管、标号为7的反吹气管；图6是图4的B-B向剖视图。 

基座5与安装板3固定连接。基座5上开设了a、b、c、d、e五者：a.镂空的喷射结构，b.样气流通孔，c.反吹气加热通孔5-4，d.传感器安装孔5-3，e.标气接头安装孔5-5；以下分别介绍。 

a.开设的镂空的喷射结构。 

镂空喷射结构包括一组通孔，该组通孔包括从左到右顺序连接的四孔：孔径尺寸为次大的第一孔5-1a，圆锥台形的第二孔5-1b，孔径尺寸为最小的第三孔5-1c，孔径尺寸为最大的第四孔5-1d；所述的四孔，它们位于同一中心轴线、并且相邻者连通；所述圆锥台形的第二孔5-1b，其左端的直径尺寸与第一孔5-1a的直径尺寸相同，其右端的直径尺寸与第三孔5-1c的直径尺寸相同。 

b.开设的样气流通孔。 

样气流通孔由两段孔构成，即样气流通孔包括：平行分孔5-2a和垂直分孔5-2b；前述的两各分孔相连通。平行分孔5-2a为盲孔，其从基座5的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构中四孔的中心轴线平行；垂直分孔5-2b既与镂空喷射结构中的第三孔5-1c垂直且连通，又与平行分孔5-2a垂直且连通。 

对上述垂直分孔5-2b结合图5进行说明：在图5中，由上向下打一直孔，然后将直孔的上部封堵。 

c.开设传感器安装孔5-3。 

传感器安装孔5-3与样气流通孔连通；传感器9安装在传感器安装孔5-3内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触。 

需要说明的是：传感器9是双池厚膜氧化锆传感器9。 

d.开设标气接头安装孔5-5。 

标气接头安装孔5-5与样气流通孔连通；标气接头21安装在标气接头安装孔5-5内；标气接头21通过气管与标气供应机构连通。 

e.开设反吹气加热通孔5-4。 

反吹气加热通孔5-4，其左右方向开设并贯通基座5。 

5.射流喷嘴6。 

射流喷嘴6的内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；参见图11、图12和图13；其中，图11是射流喷嘴的主视图；图12是图11的左视图；图13是图11的右视图。射流喷嘴6中左部的开设用于固定连接的外螺纹，射流喷嘴6右侧内部开设用于连接的内螺纹。 

射流喷嘴6的圆锥台形的左部位于镂空喷射结构的第四孔5-1d内，并且射流喷嘴6左部的圆锥台形外表面与第四孔5-1d的孔壁之间存在间隙；射流喷嘴6与基座5通过螺纹固定连接。 

6.电加热块4。 

电加热块4参见图14、图15和图16。在本实施例中，电加热块4共设置两块，它们紧邻基座5两侧；每一电加热块4均安装了电热丝，接通电路后、电热丝发热，热能使电加热块4发热，热能还传递给基座5，使基座5也发热升温。 

7.第二温控机构。 

第二温控机构包括具有接通、切断电路功能的执行元器件；所谓的执行元器件如：继电器、接触器、大功率三极管等。两块电加热块4和一个执行元器件，该三者串联连接，然后再跨接到电源电路；执行元器件的控制端与自动化控制电路连接。 

在本实施例中，当基座5的温度由较高值下跌到摄氏200℃时，自动化控制电路命令执行元器由原来的断开状态进入接通状态；接通电路后，电热丝发热，电加热块4和基座温度均上升。当温度上升到300℃时，控制电路命令执行元器由接通状态变成断开状态；电路断开后，电热丝不再发热，电加热块4和基座温度均开始下降，从而进入新一轮的循环。 

8.气源设备。 

本实施例中的气源设备包括：压缩空气供应机构YG，第一调压阀DYTYF，第二调压阀DETYF，第一加热机构DYJRJG，取样电磁阀QYDCF，反吹电磁阀FCDCF。 

压缩空气供应机构YG的输出端，第一调压阀DYTYF，取样电磁阀QYDCF，第一加热机构DYJRJG的第一输入端，该四者通过气管顺序串连连通；第一加热机构DYJRJG的第一输出端通过气管与射流喷嘴6的右端连通。排气管2右 端与基座5镂空喷射结构中第一孔5-1a的左端焊接连接，排气管2的身部穿过安装板3的排放孔3-2，排气管2左端口位于高温烟道内，将气体射流器排出的混合气体排放到高温烟道内。 

压缩空气供应机构YG，第二调压阀DETYF，反吹电磁阀FCDCF，第一加热机构DYJRJG的第二输入端，该四者通过气管顺序串连连通；第一加热机构DYJRJG的第二输出端通过气管与基座5上的反吹气加热通孔5-4的右端连通；反吹气加热通孔5-4的左端与反吹气管7右端焊接并连通。 

取样电磁阀QYDCF和反吹电磁阀FCDCF，该两者的接线端均通过导线与自动化控制电路电连接。 

说明1：取样电磁阀QYDCF接通或断开，造成向射流喷嘴6输送压缩气体或切断压缩气体。反吹电磁阀FCDCF接通或断开，造成向反吹气管7输送压缩气体或切断压缩气体。 

说明2：第一加热机构DYJRJG中，第一输入端和第一输出端为对应关系；第二输入端和第二输出端为对应关系。进入第一输入端的压缩气体只会从第一输出端出来、不会从第二输出端出来；同样的道理，进入第二输入端的压缩气体只会从第二输出端出来、不会从第一输出端出来。 

说明3：第一调压阀DYTYF的作用是将较大压力的压缩气体降压到合适的压力，供气体射流器正常使用；第二调压阀DETYF的作用是将较大压力的压缩气体降压到合适的压力，供反吹气管7使用。 

说明4：压缩空气供应机构YG，分为典型的和非典型的两种，下面予以介绍。 

a.典型的压缩空气供应机构YG情况。本发明系统用于电厂高温烟气的检测时，电厂现场一般均会提供仪表气源，该仪表气源输出压力较高的压缩气体，通过进气阀和气管、连通到本发明中的两个调压阀；本发明中的调压阀再降压到合适的气压使用；因此，在上述典型的情况下，本发明将电厂现场提供的仪表气源连同进气阀视为压缩空气供应机构YG。 

b.非典型的压缩空气供应机构YG情况。若本发明应用的场所无现成的压缩气源，则可以配置合适的、以空气压缩机为核心的供气系统，由该系统向本发明提供压缩气体，并连通到本发明中的两个调压阀输入端。因此，在上述非典型的情况下，本发明将另行配置的供气系统视为压缩空气供应机构YG。 

9.第一温控机构。 

第一加热机构DYJRJG还包括：电加热部件，对温度进行控制的第一温控 机构；第一温控机构包括：具有接通、切断电路功能的执行元器件；执行元器件与电加热部件串联连接。 

第一温控机构对第一加热机构DYJRJG输出的压缩气体温度控制为第一特定温度。 

举例说明。执行元器件与电加热部件串联连接、再跨接在电源电路上；当执行元器件接通时，第一加热机构DYJRJG输出的压缩气体温度不断上升，当压缩气体温度上升至摄氏174℃时，在自动化控制电路的指挥下，执行元器件被切断，这样，第一加热机构DYJRJG输出的压缩气体温度就不断下降，当压缩气体温度下降为摄氏126℃时，在自动化控制电路的指挥下，执行元器件又被接通，第一加热机构DYJRJG输出的压缩气体温度不断上升至摄氏174℃，然后下降至摄氏126℃，如此循环不已。 

实施例二 

本实施例是要通过举例说明，专利申请文件中关于温度取值范围的含义极其运用。以第二特定温度的取值范围为摄氏200℃～摄氏300℃为例说明如下。 

在实际的实施工作中，可以结合各种情况，在摄氏200℃～摄氏300℃的取值范围内，设置第二特定温度实际的下限温度取值和实际的上限温度取值。 

举例1。综合各种因素，将基座5的下限温度定为摄氏205℃，上限温度定为摄氏235℃，即自动化控制电路命令执行元器接通或断开，使电热丝通电或断电，保证基座5的温度不低于摄氏205℃、不高于摄氏235℃。 

举例2。综合各种因素，将基座5的下限温度定为摄氏235℃，上限温度定为摄氏265℃，即自动化控制电路命令执行元器接通或断开，使电热丝通电或断电，保证基座5的温度不低于摄氏235℃、不高于摄氏265℃。 

举例3。综合各种因素，将基座5的下限温度定为摄氏265℃，上限温度定为摄氏295℃，即自动化控制电路命令执行元器接通或断开，使电热丝通电或断电，保证基座5的温度不低于摄氏265℃、不高于摄氏295℃。 

此外，第一特定温度也是同样的道理，不再一一赘叙。 

Claims (3)

1.一种火力电厂高温烟气检测取样系统，其特征是：包括：双池厚膜氧化锆传感器(9)，安装板(3)，探杆(8)，驱使样气流动的驱动装置，标气供应机构，电路；所述的电路包括自动化控制电路；所述的驱动装置包括：提供压缩气体的气源设备，气体射流器，所述的安装板(3)，其设置在高温烟道的外表面，其开设探杆孔(3-1)和排放孔(3-2)；

所述的气体射流器包括：基座(5)，射流喷嘴(6)，电加热块(4)，排气管(2)，标气接头(21)；

所述的基座(5)，其与安装板(3)固定连接，并且安装板(3)在左、基座(5)在右；基座(5)上开设以下四者：镂空喷射结构，样气流通孔，传感器安装孔(5-3)，标气接头安装孔(5-5)；

所述的镂空喷射结构，其围绕一根左右方向的中心轴线开设，其从左至右贯通基座(5)；

所述的样气流通孔包括：平行分孔(5-2a)和垂直分孔(5-2b)，该两孔相连通；平行分孔(5-2a)为盲孔，其从基座(5)的左侧表面起始朝向右方开设、且与镂空喷射结构的中心轴线平行；垂直分孔(5-2b)既与镂空喷射结构垂直且连通，又与平行分孔(5-2a)垂直且连通；

所述的传感器安装孔(5-3)，其与样气流通孔连通；所述的双池厚膜氧化锆传感器(9)安装在传感器安装孔(5-3)内，其检测探头与样气流通孔内的样气接触；

所述的标气接头安装孔(5-5)，其与样气流通孔连通；所述的标气接头(21)安装在标气接头安装孔(5-5)内；标气接头(21)通过气管与标气供应机构连通；

所述的射流喷嘴(6)，其内部开设贯通左右的通孔且通孔的直径为左小右大，其左部的外表面呈圆锥台形、即呈左小右大的形状；射流喷嘴(6)的左部位于镂空喷射结构内；射流喷嘴(6)与基座(5)固定连接；

所述的排气管(2)，其穿过烟道壁和安装板(3)的排放孔(3-2)，其左端位于烟道内，其右部与基座(5)固定连接，并且排气管(2)与安装板(3)固定连接；镂空喷射结构的内部、排气管(2)的内部、烟道的内部，该三个内部顺序相通；

所述的探杆(8)，其左部穿过烟道壁、并位于高温烟道内，其右部与安装板(3)固定连接，并且，探杆(8)的内部与基座(5)上平行分孔(5-2a)的内部相通；

所述的电加热块(4)，其与基座(5)相邻，其接线端通过导线与电路连接；

所述的气源设备包括：压缩空气供应机构(YG)，第一加热机构(DYJRJG)；压缩空气供应机构(YG)的输出端通过气管与第一加热机构(DYJRJG)的输入端气路连通；第一加热机构(DYJRJG)的输出端通过气管与气体射流器的射流喷嘴(6)的输入右端气路连通；

所述的第一加热机构(DYJRJG)包括：对流经的压缩气体进行加热的电加热部件，对温度进行控制的第一温控机构；第一温控机构包括：具有接通、切断电路功能的执行元器件；执行元器件的主电路与电加热部件串联连接后再与电路连接；执行元器件的控制端通过导线与自动化控制电路电连接；

所述的对温度进行控制是指：对第一加热机构(DYJRJG)输出的压缩气体温度控制为第一特定温度，第一特定温度的取值范围为摄氏120℃～摄氏180℃、或者第一特定温度的取值范围为摄氏123℃～摄氏177℃、或者第一特定温度的取值范围为摄氏126℃～摄氏174℃；

所述的电加热块(4)包括：内部安装了第一电热丝的第一加热分块，内部安装了第二电热丝的第二加热分块；所述的第一加热分块和第二加热分块，它们分别位于基座(5)的两侧，它们与安装板(3)固定连接；

所述的系统包括：对温度进行控制的第二温控机构；第二温控机构包括：具有接通、切断电路功能的执行元器件；执行元器件，第一电热丝，第二电热丝，该三者串联连接后再与电路电连接；执行元器件的控制端通过导线与自动化控制电路电连接；

所述的对温度进行控制是指：对基座(5)的温度控制为第二特定温度，第二特定温度的取值范围为摄氏200℃～摄氏300℃。

2.根据权利要求1所述的一种火力电厂高温烟气检测取样系统，其特征是：所述的取样系统包括过滤器(1)和反吹气管(7)；

所述的探杆(8)，其为管状物，其左部位于高温烟道内，其左端安装了过滤器(1)，其内部设置反吹气管(7)；

所述的基座(5)，其还开设反吹气加热通孔(5-4)；反吹气加热通孔(5-4)为左右方向开设并贯通基座(5)；

所述的气源设备还包括：第一调压阀，第二调压阀，取样电磁阀，反吹电磁阀；所述的第一加热机构(DYJRJG)包括：第一输入端及其对应的第一输出端，第二输入端及其对应的第二输出端；

压缩空气供应机构(YG)的输出端既与第一调压阀的输入端连通、又与第二调压阀的输入端连通；

第一调压阀的输出端，取样电磁阀输入端，取样电磁阀输出端，第一加热机构(DYJRJG)的第一输入端，第一加热机构(DYJRJG)的第一输出端，气体射流器的射流喷嘴(6)输入端，该六端为顺序气路连接；

第二调压阀的输出端，反吹电磁阀输入端，反吹电磁阀输出端，第一加热机构(DYJRJG)的第二输入端，第一加热机构(DYJRJG)的第二输出端，基座(5)中反吹气加热通孔(5-4)的右端，此六端为顺序气路连接；

反吹气加热通孔(5-4)的左端与反吹气管(7)气路连通；

电磁阀控制机构的接线端通过导线与自动化控制电路电连接。

3.根据权利要求1所述的一种火力电厂高温烟气检测取样系统，其特征是；

所述的探杆(8)为截面呈圆环的圆形管；所述的安装板(3)为圆形平板；在安装板(3)为竖直设置、并且一面朝左另一面朝右的情况下，安装板(3)的中心设有向左突起的圆管状的安装结构，即安装结构内部开设左右贯通的圆孔，安装板(3)上还开设排放孔(3-2)；

安装板(3)上开设安装孔，安装螺钉穿过安装孔并旋入墙体、由此实现安装板(3)与高温烟道外表面的拆卸式连接；

所述的探杆(8)，其右端与安装板(3)的安装结构焊接；探杆(8)的内部，安装结构中的圆孔，基座(5)中的平行分孔(5-2a)，该三者相通；

所述的排气管(2)，其身部安插在安装板(3)的排放孔(3-2)内，其与安装板(3)焊接，其左端在安装板(3)的左表面向左伸出，其右端在安装板(3)的右表面向右伸出、并与基座(5)固定连接；排气管(2)，安装板(3)的排放孔(3-2)，基座(5)的镂空喷射结构，该三者的中心轴线位于同一条直线上；

基座(5)位于安装板(3)的右侧，并且两者固定连接。

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