CN103175752A - 一种智能型在线等动采样设备 - Google Patents

Abstract

一种智能型在线等动采样设备，包括采样嘴，采样器，冷凝器，旋流分离器，仪表变送器以及数据采集与处理系统等。通过静压平衡的原理来实现采样的等动性。通过在采样器中使用已标定过的滤筒作为过滤部件，并将滤筒两端的静压引至精密差压变送器来显示并输出其压差来实现烟气中含尘瞬时浓度的测量。在冷凝器后安装高效的旋流分离器可以有效的保护后续精密设备，延长设备寿命。将各种参数引至数据采集与处理系统，可以实时的获得用户所需数据。

Description

一种智能型在线等动采样设备

技术领域

本发明涉及一种用于石油炼化行业催化裂化装置中烟道内烟气采集的智能型在线等动采样设备。 

背景技术

石油炼化行业催化裂化装置中进入烟气轮机的烟气中所含的粉尘会对烟气轮机造成巨大的损害，严重减少其使用寿命。三级旋风分离器是放置在烟气轮机之前用来将进入烟气轮机的烟气中的粉尘分离掉，来保证烟气轮机正常运行的重要设备。用采样设备来对三级旋风分离器后烟道内的含尘烟气中粉尘进行采集从而获得其含尘浓度以及粉尘粒度就显得至关重要。传统的用于三级旋风分离器后烟道内烟气等动采样的设备通过静压平衡或者动压平衡的方法来实现采样的等动性，让采样管内的气流以与烟道内气流相等的速度经过滤筒，通过滤筒的增重以及经过采样管内烟气的流量来获得烟气的含尘浓度，经过滤筒过滤后的高温烟气经冷却器冷却再经流量计以及煤气表计量后排空。这种采样存在着如下的问题：一是烟气浓度是用滤筒过滤前后的质量差值除以流经滤筒的烟气流量来获得的，为减小误差，需长时间采样(一般6-8小时)，而且所获得的只是采样时间内的平均浓度，瞬时浓度无法获得；二是高温烟气流经冷却器后产生的冷却水只经过一次惯性分离，分离效率较差，烟气中未被分离的冷却水会给后续设备造成极大损伤，使其寿命急剧降低；三是整个设备的的操作包括数据的记录及计算都是由操作人员手工完成，非常不方便，而且无法实时的获得所需的结果。 

发明内容

本发明专利的目的，就在于克服上述缺陷，提出一种可以随时获得烟气中瞬时含尘浓度，减少采样时间，使用寿命长并可以实时显示所需数据的智能采样设备。 

本发明专利由采样嘴，采样杆，法兰，短接，两个精密差压变送器，两个控制阀，采样器，冷凝器，旋流分离器，温度变送器，压力变送器，智能型涡街流量计以及数据采集与处理系统等部件组成。 

本发明专利采用静压平衡的方式来保证采样的等动性，采样嘴的内腔和外壁分别开有测量采样管内静压和烟道内静压的小孔，并由测压管连至精密差压变送器的两端来测量压差，从而控制采样的流量。 

本发明专利中采样器主要由滤筒以及精密差压变送器组成，滤筒为在已知工况下进行标定过的滤筒，标定内容为在一定流量下滤筒两端的压降与滤筒捕集的粉尘的质量的关系，粉尘质量从0增加至4-5g，每10-20mg标定一个数据点。实际使用时，可以通过精密差压变送器所显示的压差来实时的获得滤筒增加的质量从而获得烟道内烟气所含粉尘的瞬时浓度。 

本发明专利在冷凝器后安装了一台高效的旋流分离器，用以分离烟气中未被惯性预分离分离下来残存的冷凝水，在所使用的工况下分离效率可达99％，可以有效的保护后续设备，如温度变送器，压力变送器，智能型涡街流量计等，延长其使用寿命。 

本发明专利将测量烟道内静压和采样管内静压差值的精密差压变送器，测量滤筒两端压差的精密差压变送器，温度变送器，压力变送器以及智能型涡街流量计等所测量的数据连接至数据采集与处理系统，用以实时的显示和输出用户所需的各项数据，实现智能化。 

本发明专利与传统的技术相比较，具有可随时获得烟气中瞬时含尘浓度，减少采样时间，可实时显示并输出用户所需数据以及寿命长等特点。 

附图说明

图1是本发明专利一种智能型在线等动采样设备的总体结构示意图。 

图2是本发明专利中采样器的结构示意图。 

图3是本发明专利中采样嘴的结构示意图。 

具体实施方式

图1所示智能型在线等动采样设备包括采样嘴1，连接至烟道阀门上起到固定和密封作用的法兰2和短接3，焊接在采样嘴1后的采样杆4，用于测量烟道内静压和采样管内静压差值并输出压差信号的精密差压变送器5，用于调节烟气流量的调节阀6、9，起过滤作用的主要部件采样器7，用于测量采样器两端压差并输出压差信号的精密差压变送器8，用于冷却高温烟气并起到一定预分离作用的冷凝器10，用于除去烟气内残存冷凝水的高效旋流分离器11，实时输出烟气温度信号的温度变送器12，实时输出烟气压力信号的压力变送器13，实时输出烟气流量信号的智能型涡街流量计14，以及显示各项参数，输出用户所需结果的数据采集与处理系统15。 

图2所示本发明专利所使用的采样器7包括前盖16，后盖20，筒体18，过滤烟气中固体杂质的主要部件滤筒19，以及密封垫16等部件。滤筒19装在筒体18内，密封垫16将滤筒18与筒体17内除滤筒18外的其他空间隔离开来以实现密封。在滤筒19前后分别引出一根静压管连接至精密差压变送器8两端来测量并输出滤筒19两端的压差。 

图3所示为本发明专利中采样嘴1的结构示意图。采样嘴1开有烟道静压孔22和采样管静压孔23，这两个孔分别由烟道静压管21和采样管静压管24连至精密差压变送器5的两端来测量二者的压差，用以控制流经采样管25的烟气流量。 

使用时，通过法兰2和短接3将采样设备安装连接至烟道阀门上，安装时保证采样管29的前端正对烟气来流，烟气经采样管29后经控制阀6进入采样器7，采样器7中安装有已经精确标定过的滤筒19，滤筒19所捕集的粉尘的质量通过由精密差压变送器8测量并输出至数据采集与处理系统15的滤筒两端的压差来获得，经滤筒19过滤后的高温烟气进入冷凝器10，对烟气冷凝并对冷凝水进行初步的惯性分离，随后携带少量残存冷凝水的烟气进入高效旋流分离器11，净化后的烟气经温度变送器12，压力变送器13，智能涡街流量计14后排入大气。在烟气采集过程中，流量的控制是在观察连接烟道静压管21和采样管静压管24的精密差压变送器5所显示并输出的压差的基础上调节控制阀6、9来实现的。采集过程中所用到的包括滤筒两端的压差，烟气的流量，排入大气前烟气的压力，温度等参数都输出至数据采集与处理系统15进行处理，以便用户可以实时的获得各项结果。 

综上所述，本发明专利一种智能型在线等动采样设备具有可随时获得烟气中瞬时含尘浓度，减少采样时间，可实时显示并输出用户所需数据以及寿命长等特点。 

Claims (4)

1.一种智能型在线等动采样设备，它是由采样嘴(1)，法兰(2)，短接(3)，采样杆(4)，精密差压变送器(5、8)，调节阀(6、9)，采样器(7)，冷凝器(10)，旋流分离器(11)，温度变送器(12)，压力变送器(13)，智能涡街流量计(14)以及数据采集和处理系统(15)等组成。

2.根据权利要求1所述的一种智能型在线等动采样设备，其特征是采样器(7)主要由滤筒(19)以及精密差压变送器(8)组成，滤筒(19)为在已知工况下进行标定过的滤筒，标定内容为在一定流量下滤筒(19)两端的压降与滤筒(19)捕集的粉尘的质量的关系，粉尘质量从0增加至4-5g，每10-20mg标定一个数据点。实际使用时，可以通过精密差压变送器(8)所显示的压差来实时的获得滤筒(19)增加的质量从而获得烟道内烟气所含粉尘的瞬时浓度。

3.根据权利要求1所述的一种智能型在线等动采样设备，其特征是在冷凝器(10)后安装了一台高效的旋流分离器(11)，用以分离烟气中未被惯性预分离分离下来残存的冷凝水，在所使用的工况下分离效率可达99％，可以有效的保护后续设备，如温度变送器(12)，压力变送器(13)，智能型涡街流量计(14)等，延长其使用寿命。

4.根据权利要求1所述的一种智能型在线等动采样设备，其特征是将测量烟道内静压和采样管内静压差值的精密差压变送器(5)，测量滤筒两端压差的精密差压变送器(8)，温度变送器(12)，压力变送器(13)以及智能型涡街流量计(14)等所测量的数据连接至数据采集与处理系统(15)，用以实时的显示和输出用户所需的各项数据，实现智能化。

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