CN104749076B - 一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其检测方法，所述粉尘浓度及粘附力综合检测装置包括呼吸性粉尘采样头、全尘采样头、滤膜、粉尘颗粒探测器、差压计、流量计和变频气泵；呼吸性粉尘采样头和全尘采样头并列连接滤膜，滤膜依次连接流量计和变频气泵；差压计的高、低压接口分别连接滤膜的逆尘侧和迎尘侧，滤膜设置在粉尘颗粒探测器内部。在不同通道下分别捕集并测试滤膜上粉尘质量，可计算得到粉尘的全尘浓度和呼吸性粉尘浓度；通过反吹测试记录不同风量条件下滤膜两侧压差，可计算得到粉尘与滤膜之间的粘附力。其具有便携易用，可综合测定粉尘的各种参数，尤其适用与过滤式除尘系统配套，为除尘工况调整提供基础参数。

Description

一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其检测方法，属于粉尘检测设备技术领域。
背景技术
在除尘措施中，粉尘的基本特性决定着除尘系统的设计和除尘设备的选择，实时的检测粉尘的基本特性并相应的调整除尘系统的运行参数可使除尘系统高效运行，最大限度的提高除尘效果。随着生产工序和生产强度的改变，粉尘浓度发生变化，需要相应的调整清灰系统的运行参数。外界环境条件的改变，特别是相对湿度的改变，导致粉尘粘结性发生变化。粉尘粘附力的增加会使得清灰更加困难，若长时间清灰强度不足以克服粉尘的粘附作用，将导致粉尘在滤料结块堵死，过滤效果降低。适当增加清灰次数和提高清灰强度才能保持除尘系统的稳定运行。因此，粉尘浓度和粘附力是影响过滤式除尘系统运行的重要因素，为了保持除尘系统的高效运行，需要一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置随时检测粉尘的基础特性，现在所应用的测尘仪功能都相对单一，特别是不能快速测定粉尘的粘附力。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其检测方法，可直接检测呼吸性粉尘浓度、全尘浓度和粉尘粘附力大小，粉尘浓度及粘附力综合检测装置与过滤式除尘系统配套使用，为现场调整工况参数提供基本粉尘浓度和粘附力数据。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：该粉尘浓度及粘附力综合检测装置，包括呼吸性粉尘采样头、全尘采样头、滤膜、粉尘颗粒探测器、差压计、流量计、变频气泵、处理器及显示及控制面板；所述的呼吸性粉尘采样头和全尘采样头通过气管并列连接粉尘颗粒探测器，粉尘颗粒探测器通过气管依次连接流量计和变频气泵，滤膜设置在粉尘颗粒探测器内部；所述的差压计的高、低压接口分别连接滤膜的背尘侧和迎尘侧；呼吸性粉尘采样头上设有阀门K1，全尘采样头上设置有阀门K2，滤膜和流量计之间设置有阀门K3；阀门K3和流量计之间安装支管与外界相连，支管上设有阀门K5；变频气泵与外界连接处设置阀门K6；与阀门K3、流量计和变频气泵并联安装旁通道，旁通道上设置有阀门K4；粉尘颗粒探测器、差压计、流量计和变频气泵均与处理器相连，处理器与显示及控制面板连接。
该粉尘浓度及粘附力综合检测的方法，其包括以下步骤：
A、开启阀门K1、K3和K6，关闭阀门K2、K4和K5，启动并调节变频气泵使得流量计达到设定的过滤风量q1，单位是m3/s，等待预定时间t1，单位是s，关闭变频气泵，启动粉尘颗粒探测器测试滤膜捕集的粉尘质量m1，单位是mg，通过下式计算呼吸性粉尘浓度c1，单位是mg/m3：
c1＝m1/(q1×t1)；
B、清理滤膜后，开启阀门K2、K3和K6，关闭阀门K1、K4和K5，启动并调节变频气泵使得流量计达到设定的过滤风量q2，单位是m3/s，等待预定时间t2，单位是s，关闭变频气泵，启动粉尘颗粒探测器测试滤膜捕集的粉尘质量m2，单位是mg，通过下式计算全尘浓度c2，单位是mg/m3：
c2＝m2/(q2×t2)；
C、在步骤B之后，保持粉尘依然被捕集在滤膜表面，开启阀门K2、K4和K5，关闭阀门K1、K3和K6；
D、逐渐增大变频气泵的工作频率，使得流量计达到设定反吹风量q31，单位是m3/s，等待预定时间t3，单位是s，通过差压计记录滤膜两侧压差p1，单位是Pa；
E、重复步骤D至少2次，总共记n次，得到对应的反吹风量Q＝[q31，q32，…，q3n]，单位是m3/s，分别对应压差P＝[p1，p2，…，pn]，单位是Pa，并通过下式进行直线拟合：
P＝a×Q/S+b；
式中，S为滤膜的过滤面积，单位是m2；a和b为常数，无量纲；其中b为粉尘与单位面积滤膜之间的粘附力，单位是Pa。
优选地，所述的反吹风量Q与过滤风量q2满足：0.5×q2≤Q≤2×q2；在这个条件下能在更短的时间内采集到有效的参数。
与现有技术相比，本发明弥补了传统测尘仪测量参数单一的不足，所公布粉尘浓度及粘附力综合检测装置及其工作方法不仅能够测量粉尘浓度，还实现了粉尘粘附力的直接测定，结构简单，操作方便，与过滤式除尘系统配套使用，为现场调整工况参数提供基本粉尘特性数据，以提高除尘系统工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的电原理框图。
图中：1、呼吸性粉尘采样头，2、全尘采样头，3、滤膜，4、粉尘颗粒探测器，5、差压计，6、流量计，7、变频气泵，8、处理器，9、显示及控制面板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括呼吸性粉尘采样头1、全尘采样头2、滤膜3、粉尘颗粒探测器4、差压计5、流量计6、变频气泵7、处理器8及显示及控制面板9；所述的呼吸性粉尘采样头1和全尘采样头2通过气管并列连接粉尘颗粒探测器4，粉尘颗粒探测器4通过气管依次连接流量计6和变频气泵7，滤膜3设置在粉尘颗粒探测器4内部；所述的差压计5的高、低压接口分别连接滤膜3的背尘侧和迎尘侧；呼吸性粉尘采样头1上设有阀门K1，全尘采样头2上设置有阀门K2，滤膜3和流量计6之间设置有阀门K3；阀门K3和流量计6之间安装支管与外界相连，支管上设有阀门K5；变频气泵7与外界连接处设置阀门K6；与阀门K3、流量计6和变频气泵7并联安装旁通道，旁通道上设置有阀门K4；粉尘颗粒探测器4、差压计5、流量计6和变频气泵7均与处理器8相连，处理器8与显示及控制面板9连接。
实施例1：
采用具体数据进行粉尘浓度及粘附力综合检测方法，其包括以下步骤：
A、开启阀门K1、K3和K6，关闭阀门K2、K4和K5，启动并调节变频气泵7使得流量计6达到设定的过滤风量q1＝0.02m3/s，等待预定时间t1＝120s，关闭变频气泵7，启动粉尘颗粒探测器4检测滤膜3捕集的粉尘质量m1＝100mg，通过下式计算呼吸性粉尘浓度c1：
c1＝m1/(q1×t1)
＝100/(0.02×120)
＝41.67(mg/m3)
B、清理滤膜3后，开启阀门K2、K3和K6，关闭阀门K1、K4和K5，启动并调节变频气泵7使得流量计6达到设定的过滤风量q2＝0.02m3/s，等待预定时间t2＝120s，关闭变频气泵7，启动粉尘颗粒探测器4检测滤膜3捕集的粉尘质量m2＝200mg，通过下式计算全尘浓度c2：
c2＝m2/(q2×t2)
＝200/(0.02×120)
＝83.33(mg/m3)
C、在步骤B之后，保持粉尘依然被捕集在滤膜3表面，开启阀门K2、K4和K5，关闭阀门K1、K3和K6；
D、逐渐增大变频气泵7的工作频率，使得流量计6达到设定的反吹风量q3＝0.01m3/s，单位是m3/s，等待预定时间t3＝120s，通过差压计5记录滤膜3两侧压差p1，单位是Pa；
E、再重复3次步骤D，总共为4次，得到对应的反吹风量Q＝[0.01，0.02，0.03，0.04]m3/s，分别对应压差P＝[200，218，242，260]Pa；滤膜3的过滤面积为7.85×10-5m2，利用最小二乘法依据P＝a×Q/S+b式对进行直线拟合，得到y＝0.1602x+179，即a＝0.1602，b＝179，按积差方法计算相关系数r＝0.9983。因此，粉尘与单位面积滤膜3之间的粘附力为179Pa。
上述步骤通过处理器8设定的程序自动完成，也可切换为手动模式操作，并同步显示在显示及控制面板9上。

Claims (1)

1.一种粉尘浓度及粘附力综合检测装置，包括呼吸性粉尘采样头（1）、全尘采样头（2）、滤膜（3）、粉尘颗粒探测器（4）、差压计（5）、流量计（6）、变频气泵（7）、处理器（8）及显示及控制面板（9）；其特征在于，所述的呼吸性粉尘采样头（1）和全尘采样头（2）通过气管并列连接粉尘颗粒探测器（4），粉尘颗粒探测器（4）通过气管依次连接流量计（6）和变频气泵（7），滤膜（3）设置在粉尘颗粒探测器（4）内部；所述的差压计（5）的高、低压接口分别连接滤膜（3）的背尘侧和迎尘侧；呼吸性粉尘采样头（1）上设有阀门K1，全尘采样头（2）上设置有阀门K2，滤膜（3）和流量计（6）之间设置有阀门K3；阀门K3和流量计（6）之间安装支管与外界相连，支管上设有阀门K5；变频气泵（7）与外界连接处设置阀门K6；与阀门K3、流量计（6）和变频气泵（7）并联安装旁通道，旁通道上设置有阀门K4；粉尘颗粒探测器（4）、差压计（5）、流量计（6）和变频气泵（7）均与处理器（8）相连，处理器（8）与显示及控制面板（9）连接。
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