CN105424426B - 一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置 - Google Patents

一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置。它包括气体分析仪检测探头，上法兰套管，下法兰套管，中取样套管，下取样套管以及旁路气体回流装置。气体分析仪检测探头通过封盖固定于上法兰套管内部的上端，上法兰套管的下端与下法兰套管的上端通过法兰片连接；在此连接处中取样套管的上端通过法兰片固定于上、下法兰套管的法兰片之间，实现上、下法兰套管内气体隔离，上法兰套管内与中取样套管内气体连通；中取样套管的下端通过螺纹接口与下取样套管连接，下取样套管深入加热炉炉体内用于采集样气。旁路气体回流装置通过抽气接口和回气接口分别与上、下法兰套管连通。本发明一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，能够有效的保护气体分析仪检测探头，避免高温对检测探头寿命及测量精度的影响，并保证了在线气体检测的实时性。

Description

一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置
技术领域
本发明涉及工业加热炉（或锅炉）燃烧气氛检测与分析领域，特别涉及一种用于气体分析仪安装与样气处理装置，针对工业加热炉（或锅炉）温度高，工况条件恶劣等因素所引起气体分析仪寿命周期短，检测误差大，不易更换与维护等问题。
技术背景
在工业自动化的大背景下，提高燃烧效率，节约能源是工业加热炉（或锅炉）发展的必然趋势。工业加热炉（或锅炉）燃烧气体成分的检测与分析是研究加热炉（或锅炉）燃烧效率的基础，是工业加热炉（或锅炉）燃烧控制的主要参考指标。然而，由于工业加热炉（或锅炉）炉内温度普遍在900 ~ 1300oC以上，现有气体分析仪安装与样气处理装置在高温环境条件下通常会导致检测不准确、分析仪探头不易更换与维护、寿命缩短等问题；此外，由于工业加热炉（或锅炉）长期持续工作的必要性，传统的安装结构在更换检测探头时容易造成炉体冒火等危险状况。
对于上述问题，本专利设计一种新型的用于气体分析仪安装与样气处理的装置，在满足准确检测燃烧气体成分的前提下，可使气体分析仪探头隔绝热源，易于更换与维护，对于气体分析仪长期稳定高效运行具有非常重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有气体分析仪安装与样气处理装置存在的问题，提供了一种结构简单，易于更换与维护，可延长探头使用寿命，同时又不影响检测精度的气体分析仪安装与样气处理装置。
为了实现上述目的，本发明采用下述的技术方案：
一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置其特征如下：该装置由气体分析仪检测探头，上法兰套管，下法兰套管，中取样套管，下取样套管和旁路气体回流装置组成。气体分析仪检测探头位于上法兰套管内部，下法兰套管套在中取样套管外围，下取样套管上端与中取样套管连接，而下端深入加热炉炉体内部，旁路气体回流装置通过抽气、回气接口与上、下法兰套管连通。
上述的气体分析仪检测探头通过封盖固定于上法兰套管内部，并保证上法兰套管密封，防止加热炉气体外泄。
上述的上法兰套管的下端和下法兰套管的上端通过螺栓连接固定，下法兰套管的下端固定在工业加热炉的炉顶（或锅炉外壁）。
上述的中取样套管和下取样套管通过螺纹接口连接。中取样套管与上、下法兰套管固定连接在一起，下取样套管伸入加热炉内部，并保持一定长度，由耐温陶瓷制成。
上述的旁路气体循环装置包括空气压缩机、空气喷射器、金属软管等。空气喷射器的一端通过空气压缩机吸入空气，同时也通过抽气接口在另一端与上法兰套管内的气体连通，然后通过第三端的金属软管与下法兰套管连通。空气喷射器将空气与采样气体的混合气体通过金属软管喷入下法兰套管内回流至加热炉内部。
本发明与传统气体分析仪安装方式相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著的技术进步：下取样套管采用陶瓷材质螺纹连接，具有耐高温、易于更换等优点；下取样套管的设计，可避免回流气体对采样气体的影响，保证采样气体的可靠性；下取样套管将加热炉内气体吸入后，经过足够长距离的中取样套管能够（与下法兰套管内气体逆流换热）降低气体温度，达到热源隔绝的效果以保护检测探头；空气喷射器通过压力差能够将上法兰套管内的采样气体吸入并再次送回加热炉内部，达到采样区气体不断流动更新的效果，保证采样实时性；通过下法兰套管回流至加热炉的气体，由于气体自身温度已经降低，对中取样套管内的采样气体同时有逆流换热降温效果；上、下法兰套管气体隔绝，避免回流气体对采样气体的影响。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图。
图2是本发明装置的气体采样与回流示意图。
具体实施方式
下面通过结合附图和优选实施例，对本发明技术方案做进一步的详细描述。
实施例一：
参见图1和图2，本用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其特征在于：包括气体分析仪检测探头（1），上法兰套管（2），下法兰套管（3），中取样套管（4），下取样套管（5）以及旁路气体回流装置（6）。气体分析仪检测探头（1）位于上法兰套管（2）内部，下法兰套管（3）套在中取样套管（4）外围，下取样套管（5）上端与中取样套管（4）连接，而下端深入加热炉炉体内部，旁路气体回流装置（6）通过抽气、回气接口与上、下法兰套管（2，3）连通。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述的气体分析仪检测探头（1）为任一种用于工业加热炉燃烧气氛检测的探头，该探头通过封盖固定于上法兰套管（2）内部。
所述的上法兰套管（2）采用OCr19Ni10标准的不锈钢材料制成，套管内径为DN80，长度为5005mm；所述的下法兰套管（3）采用碳钢材料制成，套管内径为DN80，长度为15005 mm；所述的上法兰套管（2）、下法兰套管（3）两端均有法兰片，上法兰套管（2）的下端与下法兰套管（3）的上端通过法兰片连接，法兰片上有螺栓孔眼，两法兰片间用法兰衬垫密封；所述的下法兰套管（3）下端的法兰片固定于加热炉炉顶，作为整个装置与加热炉的连接固定。
所述的中取样套管（4）采用H3030材料制成，套管内径为DN25，长度为15005 mm；所述的下取样套管（5）采用陶瓷材料制成，套管内径为DN20，长度为10005 mm。所述的中取样套管（4）上端有法兰片，安装在上、下法兰套管（2,3）连接部的两片法兰片之间，三片法兰片通过螺栓进行连接固定，并采用法兰衬垫密封，保证上、下法兰套管（2,3）内气体隔离，上法兰套管（2）内与中取样套管（4）内气体连通；所述的中取样套管（4）下端有螺纹接口，接口为耐热不锈钢材质，与下取样套管（5）进行连接；所述的下取样套管（5）深入到加热炉炉体内用于采集样气。
所述的旁路气体回流装置（6）包括空气压缩机、空气喷射器、金属软管等。空气压缩机经过金属软管与空气喷射器的一端连通，同时空气喷射器的另一端通过抽气接口与上法兰套管（2）内气体连通，第三端经过金属软管通过回气接口与下法兰套管（3）内气体连通。
实施例三：
如图1、图2所示，本用于气体分析仪安装与样气处理的装置，包括气体分析仪检测探头（1），上法兰套管（2），下法兰套管（3），中取样套管（4），下取样套管（5）以及旁路气体回流装置（6）。
所述气体分析仪检测探头（1）为任一种用于工业加热炉（或锅炉）燃烧气氛检测的探头，该探头通过封盖固定于上法兰套管（2）内部，并保证上法兰套管密封，防止加热炉气体外泄。
所述的上法兰套管（2）采用OCr19Ni10标准的不锈钢材料制成，套管内径为DN80，长度为5005 mm；所述的下法兰套管（3）采用碳钢材料制成，套管内径为DN80，长度为1500 5 mm；所述的上法兰套管（2）、下法兰套管（3）两端均有法兰片，上法兰套管（2）的下端与下法兰套管（3）的上端通过法兰片连接，法兰片上有螺栓孔眼，两法兰片间用法兰衬垫密封（如图1）；所述的下法兰套管（3）下端的法兰片固定于加热炉炉顶，作为整个装置与加热炉的连接固定。
所述的中取样套管（4）采用H3030材料制成，套管内径为DN25，长度为15005 mm；所述的下取样套管（5）采用陶瓷材料制成，套管内径为DN20，长度为10005 mm。所述的中取样套管（4）上端有法兰片，安装在上、下法兰套管（2,3）连接部的两片法兰片之间，三片法兰片通过螺栓进行连接固定，并采用法兰衬垫密封，保证上、下法兰套管（2,3）内气体隔离，上法兰套管（2）内与中取样套管（4）内气体连通（如图1）；所述的中取样套管（4）下端有螺纹接口，接口为耐热不锈钢材质，与下取样套管（5）进行连接；所述的下取样套管（5）深入到加热炉炉体内用于采集样气。
所述旁路气体回流装置（6）包括空气压缩机、空气喷射器、金属软管等。空气压缩机经过金属软管与空气喷射器的一端连通，空气喷射器的另一端通过抽气接口与上法兰套管（2）内气体连通，第三端经过金属软管通过回气接口与下法兰套管（3）内气体连通（如图1）；空气压缩机将空气加压后从空气喷射器喷出，使空气喷射器内与上法兰套管内形成气压差，上法兰套管内气体流入空气喷射器与空气混合后通过回气接口流入下法兰套管，最终进入加热炉炉体内。
如图2所示，本用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其具体的气体采样与回流方式如下：
（1）空气压缩机将空气加压后从空气喷射器喷出，使空气喷射器内与上法兰套管内形成气压差，上法兰套管内气体流入空气喷射器，与空气混合后经过金属软管通过回气接口流入下法兰套管，并与下法兰套管内的中取样套管进行逆流换热，最终气体回流到加热炉炉体内；
（2）与此同时，上法兰套管内气体流入空气喷射器后，上法兰套管内与中取样套管内形成气压差，中取样套管内气体上流至上法兰套管，实现检测探头周围采样气体的更新；同理，下取样套管内气体上流至中取样套管后，由于气压差加热炉内气体自动流入下取样套管。
综上所述，一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，通过控制空气喷射器的速度，能有效控制检测探头处采样气体的更新速度，保证了在线检测样气的实时性。高温采样气体经过中取样套管时，通过与下法兰套管内气体逆流换热，温度得到降低，可使气体分析仪探头隔绝热源，有效解决了传统方法在高温环境条件下导致检测不准确、分析仪探头不易更换与维护、寿命缩短等问题，对于气体分析仪长期稳定高效运行具有非常重要的现实意义。

Claims (4)

1.一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其特征在于：包括气体分析仪检测探头（1），上法兰套管（2），下法兰套管（3），中取样套管（4），下取样套管（5）以及旁路气体回流装置（6）; 气体分析仪检测探头（1）位于上法兰套管（2）内部，下法兰套管（3）套在中取样套管（4）外围，下取样套管（5）上端与中取样套管（4）连接，而下端深入加热炉炉体内部，旁路气体回流装置（6）通过抽气、回气接口与上、下法兰套管（2，3）连通；
所述的中取样套管（4）采用G H3030材料制成，套管内径为DN25，长度为1500 5 mm；所述的下取样套管（5）采用陶瓷材料制成，套管内径为DN20，长度为10005 mm; 所述的中取样套管（4）上端有法兰片，安装在上、下法兰套管（2,3）连接部的两片法兰片之间，三片法兰片通过螺栓进行连接固定，并采用法兰衬垫密封，保证上、下法兰套管（2,3）内气体隔离，上法兰套管（2）内与中取样套管（4）内气体连通；所述的中取样套管（4）下端有螺纹接口，接口为耐热不锈钢材质，与下取样套管（5）进行连接；所述的下取样套管（5）深入到加热炉炉体内用于采集样气。
2.根据权利要求1所述的一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其特征在于：所述的气体分析仪检测探头（1）为任一种用于工业加热炉燃烧气氛检测的探头，该气体分析仪检测探头通过封盖固定于上法兰套管（2）内部。
3.根据权利要求1所述的一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其特征在于：所述的上法兰套管（2）采用0 Cr19Ni10标准的不锈钢材料制成，套管内径为DN80，长度为5005 mm；所述的下法兰套管（3）采用碳钢材料制成，套管内径为DN80，长度为15005 mm；所述的上法兰套管（2）、下法兰套管（3）两端均有法兰片，上法兰套管（2）的下端与下法兰套管（3）的上端通过法兰片连接，法兰片上有螺栓孔眼，两法兰片间用法兰衬垫密封；所述的下法兰套管（3）下端的法兰片固定于加热炉炉顶，作为整个装置与加热炉的连接固定。
4.根据权利要求1所述的一种用于气体分析仪安装与样气处理的装置，其特征在于：所述的旁路气体回流装置（6）包括空气压缩机、空气喷射器、金属软管,空气压缩机经过金属软管与空气喷射器的一端连通，同时空气喷射器的另一端通过抽气接口与上法兰套管（2）内气体连通，第三端经过金属软管通过回气接口与下法兰套管（3）内气体连通。
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