CN104614205A - 用于垂直取样的粉尘等速取样装置 - Google Patents

用于垂直取样的粉尘等速取样装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于垂直取样的粉尘等速取样装置。本发明包括顶盖、套筒、滤筒、底盖、进口导管、等速取样头、出口连接管、连接套管、密封软板、密封盖板和套管盖；等速取样头与进口导管的一端螺纹连接，进口导管的另一端与顶盖的烟气切向进口螺纹连接；所述的滤筒通过顶盖和底盖固定在套筒内，滤筒的开口端套装在滤筒接口上并密封；所述的底盖有浅圆锥形凹槽；出口连接管及连接套管与顶盖上的烟气引出孔螺纹连接；在连接套管套装一片密封软板，密封盖板设置在密封软板上，连接套管出口装有套管盖，用于固定出口连接管。本发明在垂直取样时不会发生粉尘掉落导致采集量减少的问题，减少测量的偶然误差，本发明也能够用于水平方向取样。

Description

用于垂直取样的粉尘等速取样装置
技术领域
本发明属于分析及测量控制技术领域，涉及用于垂直取样的粉尘等速取样装置。
背景技术
燃煤电厂烟气中飞灰经过除尘后，仍有部分细颗粒粉尘从烟囱排出，会造成一定的环境污染，因此火电厂烟尘排放浓度是一项重要的环保控制指标。在《固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法》、《锅炉烟尘测试方法》等标准中已经详细的规定了烟道中测点位置、具体测量装置和方法，其中的粉尘等速取样装置采用倒置滤筒的方式，即烟气分别从取样装置的两头进出，目前的实际取样装置基本上都采用标准推荐方式，取样时按烟气流速抽取一定的烟气量，烟气中的粉尘被捕获在滤筒上，通过滤筒增重和抽气量来计算粉尘浓度。该装置在测量锅炉的水平方向测点时由于滤筒也呈水平放置，对测量基本无影响，但是随着发电机组大型化，目前大机组的烟道取样孔基本上布置在烟道顶部，取样孔呈垂直方向，因此在取样时出现了滤筒倒置的情况，即滤筒口朝下，在粉尘量较大或完成测量取出取样装置时的震动等不可避免的会导致部分粉尘随重力下落，可能使得部分粉尘掉落，使捕获的粉尘量减少，造成测量的偶然误差。
发明内容
为了解决背景技术中涉及的常规粉尘取样装置中滤筒倒置可能导致粉尘采集量减少的问题，本发明设计了用于垂直取样的粉尘等速取样装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：
用于垂直取样的粉尘等速取样装置，包括顶盖、套筒、滤筒、底盖、进口导管、等速取样头、出口连接管、连接套管、密封软板、密封盖板和套管盖；
等速取样头与进口导管的一端螺纹连接，进口导管的另一端与顶盖的烟气切向进口螺纹连接；所述的滤筒通过顶盖和底盖固定在套筒内，滤筒的开口端套装在滤筒接口上并密封；所述的底盖有浅圆锥形凹槽，用于固定滤筒底端，防止其底部滑动；
出口连接管及连接套管与顶盖上的烟气引出孔螺纹连接；在连接套管套装一片密封软板，密封软板依靠烟道负压吸紧密封，密封盖板设置在密封软板上，用于防止密封软板变形脱落，连接套管出口装有套管盖，用于固定出口连接管；
所述的顶盖上设置有烟气切向进口、旋转导流扩口、滤筒接口、烟气引出孔，烟道内的烟气从等速取样头进入，通过进口导管进入烟气切向进口，烟气切向进入旋转导流扩口，在旋转导流扩口内形成旋转气流，并向滤筒流动；经滤筒除尘后的无尘烟气通过顶盖上的三个烟气引出孔引到出口连接管。
烟道中的烟气在等速取样头入口处抽入，抽入的速度与烟气流速一致；烟气经过进口导管和顶盖后进入滤筒，烟气中的粉尘被滤筒捕获，通过滤筒的增重和抽气流量计算粉尘浓度。
所述的烟气的进出位置均位于滤筒的同一端。
所述的进口导管内径与烟气切向进口、等速取样头对接处的内径相同。
所述的进口导管的长度应当使等速取样头远离底盖大于3cm。
所述的进口导管和套筒组成的最大直径小于96mm孔。
所述的顶盖的滤筒接口的锥度应与滤筒的内口锥度相同，且滤筒接口直径大于滤筒开口端的内径，且直径差<2mm。
所述的出口连接管的出口端采用宝塔头接口。
所述取样装置的材料采用304或以上等级的不锈钢。
所述外接的应用装置包括软管、除水器、干燥器、温度计、压力表、流量计与流量调节、抽气装置；在抽气装置的作用下，先经过除水器除去大量的凝结水，再经过干燥器干燥成干烟气进入流量计，在进入流量计前用温度计、压力表测量干烟气烟温、压力，用于修正抽气流量，流量计具有流量调节阀，用于控制抽气流量，所有的设备采用软管连接。
本发明的有益效果是：
本用于垂直取样的粉尘等速取样装置在用于烟道中垂直方向布置的测点时，滤筒始终保持开口朝上正立，不会发生粉尘掉落导致采集量减少的问题，减少测量的偶然误差。本发明也可以用于烟道中水平方向布置的测点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为顶盖2的结构图。
图3为应用装置示意图。
图中，1、顶盖；2、套筒；3、滤筒；4、底盖；5、进口导管；6、等速取样头；7、出口连接管；8、连接套管；9、密封软板；10、密封盖板；11、套管盖；12、烟气切向进口；13、旋转导流扩口；14、滤筒接口；15、烟气引出孔；16、软管；17、除水器；18、干燥器；19、温度计；20、压力表；21、流量计与流量调节；22、抽气装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述。
如图1、图2所示，用于垂直取样的粉尘等速取样装置，包括顶盖1、套筒2、滤筒3、底盖4、进口导管5、等速取样头6、出口连接管7、连接套管8、密封软板9、密封盖板10和套管盖11。
烟道中的烟气在等速取样头6入口处抽入，抽入的速度与烟气流速一致；烟气经过进口导管5和顶盖1后进入滤筒3，烟气中的粉尘被滤筒3捕获，通过滤筒3的增重和抽气流量计算粉尘浓度。相对于滤筒3，烟气的进出位置均位于滤筒3的同一端。
所述的顶盖1上设置有烟气切向进口12、旋转导流扩口13、滤筒接口14、烟气引出孔15，烟道内的烟气从等速取样头6进入，通过进口导管5进入烟气切向进口12，烟气切向进入旋转导流扩口13，在旋转导流扩口13内形成旋转气流，并向滤筒3流动。经滤筒3除尘后的无尘烟气通过顶盖1上的三个烟气引出孔15引到出口连接管7。
所述的滤筒3通过顶盖1和底盖4固定在套筒2内，滤筒3套装在滤筒接口14上并自密封。
所述的底盖4有浅圆锥形凹槽，用于固定滤筒3底端，防止其底部滑动。
所述的出口连接管7将顶盖1出口的烟气引出到取样装置外部与抽气系统连接，为保证整个取样装置的刚性和可操作性，在出口连接管7外有连接套管8与顶盖1连接。为防止烟道取样孔漏风，在连接套管8套装一片密封软板9，在取样装置插入烟道取样孔后，密封软板9依靠烟道负压吸紧密封，密封盖板10设置在密封软板9上，用于防止密封软板9变形脱落，连接套管8出口装套管盖11，用于固定出口连接管7。
所述的等速取样头6为了满足不同烟气流速下的等速取样，并保证进口导管5内有足够的流速防止粉尘附着，需要加工若干个不同口径的等速取样头6备用。
所述的进口导管5内径与烟气切向进口12、等速取样头6对接处的内径相同，防止粉尘沉积。
所述的进口导管5的长度应当使等速取样头6远离底盖4足够距离（>3cm），防止直径较大的套筒2对烟气流场的影响导致取样误差。
所述的进口导管5和套筒2组成的最大直径小于96mm，以便能够进入烟道取样孔。
所述的顶盖1的滤筒接口9的锥度应与滤筒3的内口锥度相同，且滤筒接口9直径大于滤筒3开口端的内径（直径差<2mm），便于滤筒3与滤筒接口9套接后能紧密结合实现密封。
所述的套筒2的长度需要配合实际的滤筒3尺寸，起到固定滤筒3并压紧密封的作用。
所述的旋转导流扩口8的作用是引导气流扩散和气固分离，防止高速气流冲击滤筒3，其内壁为光滑壁面，在旋转气流的清扫下，可避免粉尘附着。
所述的整套装置的不同部件间采用螺纹连接，密封方式均采用耐高温垫圈。
所述的出口连接管7的出口段采用宝塔头接口，便于与软管16连接。
所述的整套装置的材料建议采用304或以上等级的不锈钢，防止在高温高湿的腐蚀性烟气环境下发生腐蚀而影响采集到的粉尘重量。
应用装置如图3所示，包括软管16、除水器17、干燥器18、温度计19、压力表20、流量计与流量调节21、抽气装置22。
在抽气装置22的作用下，实现整套装置的烟气取样抽气，除尘后的烟气被抽出，首先经过除水器17除去大量的凝结水，再经过干燥器18干燥成干烟气进入流量计21，在进入流量计21前用温度计19、压力表20测量干烟气烟温、压力，用于修正抽气流量，流量计21具有流量调节阀，用于控制抽气流量，所有的设备采用软管16连接。
本发明工作过程如下：
烟道中的含尘烟气在等速取样头6入口处被按照与烟气流速一致的速度抽入，烟气经过进口导管5和顶盖1后进入滤筒3，粉尘被滤筒3捕获，通过滤筒3的增重和抽气流量计算粉尘浓度。相对于滤筒3，烟气的进出位置均位于滤筒3的同一端，用于垂直方向布置的测点时，滤筒3始终保持开口朝上正立，不会发生粉尘掉落导致粉尘采集量减少的问题，减少测量的偶然误差。本发明也可以用于烟道中水平方向布置的测点。

Claims (10)

1. 用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于包括顶盖、套筒、滤筒、底盖、进口导管、等速取样头、出口连接管、连接套管、密封软板、密封盖板和套管盖；
等速取样头与进口导管的一端螺纹连接，进口导管的另一端与顶盖的烟气切向进口螺纹连接；所述的滤筒通过顶盖和底盖固定在套筒内，滤筒的开口端套装在滤筒接口上并密封；所述的底盖有浅圆锥形凹槽，用于固定滤筒底端，防止其底部滑动；
出口连接管及连接套管与顶盖上的烟气引出孔螺纹连接；在连接套管套装一片密封软板，密封软板依靠烟道负压吸紧密封，密封盖板设置在密封软板上，用于防止密封软板变形脱落，连接套管出口装有套管盖，用于固定出口连接管；
所述的顶盖上设置有烟气切向进口、旋转导流扩口、滤筒接口、烟气引出孔，烟道内的烟气从等速取样头进入，通过进口导管进入烟气切向进口，烟气切向进入旋转导流扩口，在旋转导流扩口内形成旋转气流，并向滤筒流动；经滤筒除尘后的无尘烟气通过顶盖上的三个烟气引出孔引到出口连接管。
2.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于烟道中的烟气在等速取样头入口处抽入，抽入的速度与烟气流速一致；烟气经过进口导管和顶盖后进入滤筒，烟气中的粉尘被滤筒捕获，通过滤筒的增重和抽气流量计算粉尘浓度。
3.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的烟气的进出位置均位于滤筒的同一端。
4.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的进口导管内径与烟气切向进口、等速取样头对接处的内径相同。
5.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的进口导管的长度应当使等速取样头远离底盖大于3cm。
6.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的进口导管和套筒组成的最大直径小于96mm孔。
7.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的顶盖的滤筒接口的锥度应与滤筒的内口锥度相同，且滤筒接口直径大于滤筒开口端的内径，且直径差<2mm。
8.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述的出口连接管的出口端采用宝塔头接口。
9.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于所述取样装置的材料采用304或以上等级的不锈钢。
10.如权利要求1所述的用于垂直取样的粉尘等速取样装置，其特征在于出口连接管外接的应用装置包括软管、除水器、干燥器、温度计、压力表、流量计与流量调节、抽气装置；在抽气装置的作用下，先经过除水器除去大量的凝结水，再经过干燥器干燥成干烟气进入流量计，在进入流量计前用温度计、压力表测量干烟气烟温、压力，用于修正抽气流量，流量计具有流量调节阀，用于控制抽气流量，所有的设备采用软管连接。
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