CN105806755B - 一种烟气检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体取样、检测和分析的技术领域，公开了一种烟气检测设备。为了解决对烟气进行多点检测、以及对大颗粒粉尘检测的难题，发明提出如下技术方案。发明特征是：取样机构包括：汇气管(13)，以及三个以上取样分机构；每一分机构包括：取样管(2)，微型电动调节阀(WT)，微差压传感器(WCY)；每一个取样管(2)，其后端均与汇气管(13)气路连通；其前端位于烟道(5)内的不同位置。另外，取样管2前部的弯头结构可解决大颗粒粉尘检测中出现的问题。有益效果是：能够实现多点、实时、连续的检测；还有，取样管2前部的弯头结构，能使大颗粒物粉尘随烟气一同流动。

Description

一种烟气检测设备

技术领域

本发明涉及气体取样、检测和分析的技术领域，特别是涉及一种烟气检测设备。

背景技术

火力发电厂产生的烟气通过烟道进行排放；为了环保等目的，需要对排放的烟气进行检测(监测)。

要对烟气进行检测，首先要从排放烟气的烟道中通过负压抽吸获取样气，然后再由检测仪器对样气进行检测。

烟道中设置的检测点，该处的直径通常有数米之大。假设：过检测点作横切而形成一个圆平面，则烟气通过的圆平面很大；那么，在该圆平面上各处的烟气，它们的浓度、成份均会呈现一定程度上的不同。

目前，由于技术的限制，在各火力发电厂烟气排放的烟道中，均只在一个点上获取样气进行测量，因此，测量的结果数据和烟道内的真实烟气情况，两者之间存在着较大的差异。

另外，现有技术对烟气中的粉尘进行检测时，还存在一些取样技术的不足，具体问题是：样气中检测到的大颗粒粉尘，实际排放烟气中的大颗粒粉尘，前者低于后者；换言之，样气中大颗粒粉尘的含量少于实际排放烟气中大颗粒粉尘的含量。由于前述情况之缘故，现有技术在检测粉尘时还存在着一定的误差。

人们希望，能够克服技术上的困难，进行多点的烟气检测，以掌握或逼近掌握烟道内烟气的真实情况；进一步的，人们还希望如实获得样气以检测烟气中的粉尘含量。

发明内容

为了解决无法在烟气排放的烟道中进行多点检测，本发明提出了以下技术方案。

1.一种烟气检测设备，包括：取样机构，含有检测气体成份传感器的检测仪，含有负压管道的气体驱动机构，以及自动化控制电路；所述的取样机构包括：汇气管，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；

每一个取样分机构，其设置的部件包括：取样管，调节取样管内气流大小的微型电动调节阀，测量取样管内气流流量的微差压传感器；

每一个取样管的后端均与汇气管气路连通；全部取样管的前端均设置在烟气排放的烟道内，并且，每一个取样管的前端位于不同位置；

汇气管与气体驱动机构的负压管道连通；负压管道处设置气体成份传感器；

微型电动调节阀和自动化控制电路电连接；微差压传感器和自动化控制电路电连接。

2.所述的多个取样分机构是三个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是四个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是五个取样分机构；

在三个取样分机构的情况下，其三个取样管的前端呈一字形排列或者呈品字形排列；

在四个取样分机构的情况下，其四个取样管的前端呈一字形排列或者呈矩形排列；

在五个取样分机构的情况下，其五个取样管的前端呈一字形排列或者呈X 形排列。

3.所述的气体驱动机构包括：射流风机，射流调节阀，以及射流器；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与射流器的主动进气端口气路连通；

所述的汇气管是密封容器；

所有取样管的后端均与汇气管的前部气路连通；

汇气管的后部通过负压管道与射流器的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

4.所述的气体驱动机构包括：射流加热部件，加热管道，射流风机，射流调节阀，以及射流器；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；

所述的射流加热部件，其设置为第一种情况或者其设置为第二种情况；

所述的第一种情况是：所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与加热管道的一端连接，加热管道的身部经过射流加热部件，加热管道的另一端与射流器的主动进气端口气路连通；

所述的第二种情况是：所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与加热管道的一端连接，加热管道的身部经过射流加热部件，加热管道的另一端与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与射流器的主动进气端口气路连通；

所述的汇气管是密封容器；

所有取样管的后端均与汇气管的前部气路连通；

汇气管的后部通过负压管道与射流器的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

5.所述的检测设备包括反吹标定机构；所述的反吹标定机构包括：反吹标定电磁阀；

所述的气体驱动机构包括：射流风机，射流调节阀，射流器，以及射流连接管；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口通过射流连接管与射流器的主动进气端口气路连通；

所有取样管的后端均与汇气管的前部气路连通；

汇气管的后部通过负压管道与射流器的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处；

所述的反吹标定电磁阀，其进气端口与射流连接管连通，其出气端口与负压管道连通，其接线端与自动化控制电路电连接。

6.所述的取样管，其前部具有弯头结构；弯头结构的具体情况如下：

所述取样管的身部呈水平状态；取样管的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向；

取样管端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

7.所述的取样机构包括支架管；

支架管的前部和身部均伸入在烟道内，支架管的后部与烟道壁拆卸式固定连接；支架管内设置取样管，并且两者固定连接；

取样管端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

8.所述的取样机构包括：支架管，方向管，以及方向差压传感器；

所述的方向差压传感器，其设置在方向管处，其接线端与自动化控制电路电连接；所述的方向管与支架管固定连接；

支架管的前部和身部均伸入在烟道内，支架管的后部与烟道壁拆卸式连接；支架管内设置取样管，并且两者固定连接；

方向管的朝向和取样管端口的朝向完全一致。

9.所述的设备包括差压传感器，其设置在负压管道处，其接线端和自动化控制电路电连接。

本发明的有益效果是：能够实现在烟气排放的烟道中进行多点、实时、连续的检测，检测结果能反映烟道内的真实情况。

特别是取样管2前部的弯头结构，能使大颗粒物粉尘随烟气一同流动，检测数据与真实情况更吻合。

附图说明

图1是本发明设备的示意图之一；图中的取样机构包括：汇气管和三个取样分机构；每一个取样分机构包括：取样管、微型电动调节阀、以及微差压传感器；图中由9个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表样气的流动方向；

图2是图1的俯视图；图中的各箭头代表样气的流动方向；

图3是图2减少变形的示意图；

图4是图3中的I处局部放大图，放大比例4∶1；

图5是图3中三个取样管的前端位置；图5中的三个小圆圈，其代表了图 3中三个取样管的端口及其位置；在图5中，三个取样管的前端呈一字形排列；

图6表达的情况是：三个取样分机构中的三个取样管前端呈另一种的一字形排列；

图7表达的情况是：三个取样分机构中的三个取样管前端呈品字形排列；

图8表达的情况是：四个取样分机构中的四个取样管前端呈一字形排列；

图9表达的情况是：四个取样分机构中的四个取样管前端呈另一种的一字形排列；

图10表达的情况是：四个取样分机构中的四个取样管前端呈矩形排列；

图11表达的情况是：五个取样分机构中的五个取样管前端呈一字形排列；

图12表达的情况是：五个取样分机构中的五个取样管前端呈另一种的一字形排列；

图13表达的情况是：五个取样分机构中的五个取样管前端呈X形排列；

图14是取样管前部具有弯头结构的示意图之一；图中由5个箭头组成的一排代表由下朝上行走的烟气，其它的各箭头代表样气的流动方向；

图15是取样机构含有支架管的示意图；图中由5个箭头组成的一排代表向上行走的烟气，其它的各箭头代表样气的流动方向；

图16是取样机构含有支架管和方向管的示意图；图中由6个箭头组成的一排代表向上行走的烟气，其它的各箭头代表样气的流动方向；

图17是方向管示意图之一，图中的方向管发生了逆时针方向的偏向；图中的箭头代表烟气的流动方向；

图18是方向管示意图之二，图中的方向管发生了顺时针方向的偏向；图中的箭头代表烟气的流动方向；

图19是方向管示意图之三，图中的方向管方向准确无偏差；图中的箭头代表烟气的流动方向；

图20是本发明设备的示意图之二；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图21是本发明设备的示意图之三；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图22是本发明设备的示意图之四；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图23是本发明设备的示意图之五；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图24是本发明设备的示意图之六；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图25是实施例一中的发明设备示意图之一，本图中的设备处于正常的检测状态；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图26是实施例一中的发明设备示意图之二，本图中的设备处于反吹标定状态；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；

图27是取样管前部具有弯头结构的示意图之二；图中由5个箭头组成的一排代表由左朝右行走的烟气；

图28是取样管前部具有弯头结构的示意图之三；图中由5个箭头组成的一排代表由右朝左行走的烟气；

图29是取样管前部具有弯头结构的示意图之四；图中由5个箭头组成的一排代表斜向朝上行走的烟气。

图中标号说明

1.取样机构；2.取样管；5.烟道；13.汇气管；18.方向管；19.支架管； 21.加热管道；22.射流加热部件；

CLDY.测量单元；CY.差压传感器；FCF.反吹标定电磁阀；SF.射流风机； STJF.射流调节阀；SLQ.射流器；WT.微型电动调节阀；WCY.微差压传感器；WC. 温度传感器。

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

为了解决无法在烟气排放的烟道中进行多点检测，本发明提出了以下技术方案。

现有技术无法在烟气排放的烟道中进行多点检测；本发明提出的技术方案，可以实现在烟气排放的烟道中进行多点检测。

首先，对本发明作总体的描述、说明和解释。

本发明总体方案描述如下：

发明的烟气检测设备，包括：取样机构1，含有检测气体成份传感器的检测仪，含有负压管道的气体驱动机构，以及自动化控制电路；

特别是：

所述的取样机构包括：汇气管13，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；

每一个取样分机构，其设置的部件包括：取样管2，调节取样管内气流大小的微型电动调节阀WT，测量取样管内气流流量的微差压传感器WCY；

每一个取样管2的后端均与汇气管13气路连通；全部取样管2的前端均设置在烟气排放的烟道5内，并且，每一个取样管2的前端位于不同位置；

汇气管13与气体驱动机构的负压管道连通；负压管道处设置气体成份传感器；

微型电动调节阀WT和自动化控制电路电连接；微差压传感器WCY和自动化控制电路电连接。

本发明总体方案描述如上；下面再对本发明总体方案作说明和解释。

1.参见图1、图2、图3、图4和图5进行理解。

图1是本发明设备的示意图之一；图中的取样机构包括：汇气管和三个取样分机构；每一个取样分机构包括：取样管、微型电动调节阀、以及微差压传感器。

图2是图1的俯视图。

图2的绘制情况说明如下。

烟气排放的烟道5，其直径往往有数米之大、甚至更大，而取样机构中的三个部件尺寸则小得多。三个部件是指：取样管2、微型电动调节阀WT、以及微差压传感器WCY。为了在有限的图幅尺寸内，清楚地将烟道5和三个部件的结构关系、以及三个部件的示意图形表达出来，需要将三个部件和汇气管13 作放大变形处理，如图2所示。

图3是图2减少变形的示意图。经过减少变形处理后，取样管2和烟道5 的结构关系更加符合实际的情况。

图4是图3中的I处局部放大图，放大比例4∶1。

图5是图3中三个取样管的前端位置；图5中的三个小圆圈，其代表了图 3中三个取样管的端口及其位置；在图5中，三个取样管的前端呈一字形排列。

2.烟道5中的烟气进入取样管2，然后再进入汇气管13，接着还要继续流动。进入了取样管2内的烟气，也称为样气。气体的流动运动是在气体驱动机构的负压驱动下进行的，以后还有详细的介绍和说明。

3.在本发明中，取样分机构数量包括三个或者更多的。

4.要进行多点测量，比如，要进行三点测量，首先要保证从三点获取的样气气流量是相同的，否则就不能得到三点的平均数值参数，因此，在各点获取相同的样气气流量，这是一个技术难点。

试想，在进行A、B、C三点测量时，如果在A点处正常获得了样气气流，而在另外的B点和C点获取的样气气流量几乎为零，那么测量结果并不是A、 B、C三点的烟气平均数值参数。还有一种情况是，所获得的A、B、C三点样气气流量是不相等的，则最后也不能得到A、B、C三点的烟气平均数值参数。

为了解决上述问题，发明采取的技术措施是：每一个取样分机构都含有取样管2、调节取样管内气流大小的微型电动调节阀WT、以及测量取样管内气流流量的微差压传感器WCY。

上述技术措施的意义是：微差压传感器WCY将所在的取样管2内的差压数据传送给自动化控制电路，自动化控制电路就可以知道取样管2内的样气气流量的大小。当取样管内样气气流量的大小处于设定的允许误差的范围内时，微型电动调节阀WT的开度大小保持不变；当取样管内样气气流量小于设定值时，自动化控制电路发出指令，微型电动调节阀WT的开度逐渐变大、直至取样管内样气气流量符合设定值；当取样管内样气气流量大于设定值时，自动化控制电路发出指令，微型电动调节阀WT的开度逐渐变小、直至取样管内样气气流量符合设定值。

综上所述可知，在微型电动调节阀WT、微差压传感器WCY、以及自动化控制电路的联动、配合下，可以使得各个取样管内的样气气流量达到相等并保持相等；前述相等是指在一定精度的范围内。

气体驱动机构，其含有负压管道，并且其产生了设备所需的负压。各个取样管内的样气，它们在负压的作用下进入汇气管13；在汇气管13内，来自各个取样管的样气发生混合，然后还是在负压的作用下，混合后的样气流到负压管道，并在负压管道内继续流动；负压管道处设置的气体成份传感器，检测得到了相关数据并且送到检测仪主体。

进入汇气管13的各个取样管的样气流量是相等的，所以检测仪主体最后检测、分析、及计算所得到的结果是算数平均值数据，该数据比单点检测到的数据更有意义，更能反映出烟道内烟气的真实情况。一般而言，取样分机构越多、即取样管2越多，则检测结果越接近实际情况。

以上介绍的是：进入汇气管13的各个取样管2的样气流量是相等的，所以检测仪主体最后检测、分析、及计算所得到的结果是算数平均值数据；前述算数也不复杂，所以是一种优化的技术安排，然而，根据本发明的原理，也可以演变出劣化的技术安排。劣化的技术安排，比如，三个取样管2的样气流量不相等并保持一定的比例，如此一来，最后也能获得检测数据。劣化的技术安排，使计算变得复杂，最后获得的检测数据没有体现技术进步的意义，反而可能降低检测数据的代表性和科学性，因此，本发明不推荐劣化的技术安排。

5.自动化控制电路发出指令，微型电动调节阀WT的开度变小或者变大，执行指令的具体实施方法有很多。比如，通过继电器A和继电器B实现：继电器A和继电器B均释放时，微型电动调节阀WT的开度保持当前状态不变；继电器A吸合时电机正转，微型电动调节阀WT的开度向增大方向变化；继电器 B吸合时电机反转，微型电动调节阀WT的开度向减小方向变化；另外，不允许继电器A和继电器B同时吸合。前述通过一对继电器实现自动化控制电路指令的情况，也可以通过一对可控硅或者其它的功率器件加以实现。

6.在烟气排放的烟道中，每一个取样管2的前端位于不同位置，具体的位置，需要根据实际情况而定；图5至图13共9幅图中，绘制了一些不同设置的情况，当然，这仅仅是一部分的情况，还有非常多的其他设置情况，不再一一赘述。

7.检测仪，也可称为监测仪，是对烟气成份进行在线监测的仪器。

在本发明中，检测仪也被称为测量单元CLDY。检测仪包括检测仪主体和传感器。传感器包括：探头零件，以及放大、整形等电路。

从市场上或厂商处购买现成的传感器，选购输出信号可以被检测仪主体直接采用的产品，以及选购输出信号可以被自动化控制电路直接采用的产品，如此选购，传感器质量稳定、可靠性高，而且可以大幅降低技术人员的工作量。

本发明设备所用的各传感器，由于管子的直径尺寸的限制、或者为了避开高温，可以仅仅将探头零件安装在管子内，也可以在管子上开孔，探头零件安装在管子外的开孔处，同时探头零件可以检测到气体的变化情况。

8.检测气体成份传感器，该传感器的类型、型号、及规格，需要与烟气检测设备的用途、功能相适应。

9.自动化控制电路如果使用含CPU智能部件的控制装置，将获得良好的技术效果；比如使用工业计算机或单片机或可编程序控制器PLC。

上面对本发明总体方案作了说明和解释。下面，对本发明进一步的技术方案作说明和解释。

进一步技术方案1。

技术方案描述。

所述的多个取样分机构是三个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是四个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是五个取样分机构；在三个取样分机构的情况下，其三个取样管2的前端呈一字形排列或者呈品字形排列；在四个取样分机构的情况下，其四个取样管2的前端呈一字形排列或者呈矩形排列；在五个取样分机构的情况下，其五个取样管2的前端呈一字形排列或者呈 X形排列。

技术方案的说明和解释。

三个取样管2的前端呈一字形排列，图5是一种情况，图6是又一种的情况。三个取样管2的前端呈品字形排列，参见图7。

四个取样管2的前端呈一字形排列，图8是一种情况，图9是又一种的情况。四个取样管2的前端呈矩形排列，参见图10。

五个取样管2的前端呈一字形排列，图11是一种情况，图12是又一种的情况。五个取样管2的前端呈X形排列，参见图13。

进一步的说明：取样管2前端的排列样式，除了以上结合图纸作出的说明之外，还有非常多的方式方法，限于篇幅，不再赘述。

进一步技术方案2。

技术方案描述。

所述的气体驱动机构包括：射流风机SF，射流调节阀STJF，以及射流器 SLQ；所述的射流器SLQ含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机SF，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀STJF的输入端口气路连通；射流调节阀STJF的输出端口与射流器SLQ的主动进气端口气路连通；所述的汇气管13是密封容器；所有取样管2的后端均与汇气管13 的前部气路连通；汇气管13的后部通过负压管道与射流器SLQ的被动进气端口气路连通；气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

技术方案的说明和解释。

参见图20进行说明和理解。

1.射流风机SF的进气口从大气中吸入大气气体并进行压缩，压缩气体经射流调节阀STJF、再送到射流器SLQ的主动进气端口。

2.射流调节阀STJF的作用包括：a.射流风机SF输出的压缩空气，其气压不能保证是稳定的，而射流调节阀STJF输出的气压是稳定的。b.射流调节阀 STJF可以调节进入射流器SLQ主动进气端口的压缩气体多寡，从而可调节射流器SLQ被动进气端口的负压大小。c.在射流调节阀STJF和取样机构1的共同作用下，汇气管13出来、进入负压管道内的样气气流，其大小可以达到需要的气流量。

3.射流器SLQ是一个无运动零件的部件，它能够长时间、高可靠、耐高温地工作。射流器SLQ含有三个端口，分别是：主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口。射流器SLQ，其主动进气端口进入压缩空气、并从出气端口高速喷出，从而在被动进气端口的部位产生负压，使得在被动进气端口外的气体被源源不断地被吸入，被吸入的气体再从出气端口一并高速喷出。

射流器SLQ的出气端口，其排出的气体，可以直接排到大气中，也可以通过管道送回到烟道5(烟囱)内排出。

图20中的射流器SLQ，其上部端口为主动进气端口，其左部的端口为被动进气端口，其下部的端口为出气端口。

在正常工作中，由于被动进气端口的部位产生了负压，在该负压的抽吸下，气体出现定向的流动：多个取样管2(每个取样管流量相等)→汇气管13→负压管道(气体成份传感器的探头设置在此管道)→射流器SLQ的被动进气端口→射流器SLQ的出气端口。

4.在本发明中，负压管道应该从广义上理解，即：负压管道可以是圆管也可以是方管；负压管道长度可以根据需要而设定；负压管道可以是一根管子，也可以是由数根管子首尾顺序连接而成，并且每一根管子的直径不相等也是可以的。

负压管道的特点1：起点在汇气管13的输出端口处，终点在射流器SLQ 的被动进气端口处；负压管道的特点2：正常检测工作时，样气在负压的抽吸下单方向流动，从汇气管13的输出端口向射流器SLQ的被动进气端口流动。

在负压管道上，可以通过开孔来安装气体成份传感器的探头零件；还可以如图20所示，在负压管道的身部另行设置测量池结构，在测量池安装气体成份传感器、或者气体成份传感器的探头零件。该测量池相当于此处的负压管道直径变粗，测量池左边输入了从汇气管13来的样气，测量池右边输出了样气送往射流器SLQ的被动进气端口；测量池对外不透气，样气在测量池位置时流速变慢，但流动的总体方向依然是从左向右，是在负压的抽吸下进行的。

进一步技术方案3。

技术方案描述。

所述的气体驱动机构包括：射流加热部件22，加热管道21，射流风机SF，射流调节阀STJF，以及射流器SLQ；所述的射流器SLQ含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流加热部件22，其设置为第一种情况或者其设置为第二种情况；所述的第一种情况是：所述的射流风机SF，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀STJF的输入端口气路连通；射流调节阀STJF的输出端口与加热管道21的一端连接，加热管道21的身部经过射流加热部件22，加热管道21的另一端与射流器SLQ的主动进气端口气路连通；所述的第二种情况是：所述的射流风机SF，其进气口与大气连通，其出气口与加热管道21的一端连接，加热管道21的身部经过射流加热部件22，加热管道21的另一端与射流调节阀STJF的输入端口气路连通；射流调节阀STJF 的输出端口与射流器SLQ的主动进气端口气路连通；所述的汇气管13是密封容器；所有取样管2的后端均与汇气管13的前部气路连通；汇气管13的后部通过负压管道与射流器SLQ的被动进气端口气路连通；气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

技术方案的说明和解释。

1.排放烟气的烟道，该烟道内的烟气温度比较高或很高，这种烟气如果遇到常温气体就会出现冷凝水滴、或凝酸液滴，轻的造成检测数据不准确，重的使检测仪无法工作。射流加热部件22的作用是加热压缩空气，避免射流器SLQ 出现冷凝水滴、或出现冷凝酸液滴等等。

2.技术方案中的第一种情况是：压缩空气经过射流调节阀STJF后再进行加热；技术方案中的第二种情况是：压缩空气先进行加热，然后再送往射流调节阀STJF。显然，第一种情况更好，可以降低射流调节阀STJF的耐温要求。

第一种情况参见图21；第二种情况参见图22。

3.射流加热部件22即加热设施，是电加热机构。加热管道21的身部经过射流加热部件22，加热管道21内的压缩空气被加热。

4.为了加强加热效果，提高压缩气体的温度，可以使加热管道21的长度增长，使得加热管道21内压缩气体流经的路程更长、时间也更多，具体方法如：将加热管道21设计制造为来回的形状结构，或者设计制造为螺旋状结构。

5.射流加热部件22还可以设置温度控制机构，使加热后的压缩空气保持在一定的温度范围内，如此，则抗冷凝水滴、及抗冷凝酸液滴效果更佳。

进一步技术方案4。

技术方案描述。

所述的检测设备包括：以及反吹标定机构；所述的反吹标定机构包括：反吹标定电磁阀FCF；所述的气体驱动机构包括：射流风机SF，射流调节阀STJF，射流器SLQ，以及射流连接管；所述的射流器SLQ含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机SF，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀STJF的输入端口气路连通；射流调节阀STJF的输出端口通过射流连接管与射流器SLQ的主动进气端口气路连通；所有取样管2的后端均与汇气管13的前部气路连通；汇气管13的后部通过负压管道与射流器SLQ的被动进气端口气路连通；气体成份传感器的探头设置在负压管道处；所述的反吹标定电磁阀FCF，其进气端口与射流连接管连通，其出气端口与负压管道连通，其接线端与自动化控制电路电连接。

技术方案的说明和解释。

设备工作一段时间后，会在各处出现和积累若干尘埃，影响设备正常、可靠、正确地工作。常规技术采用的清洁措施是：设备停止工作，人工拆卸相关零部件，并手动进行清洁工作，最后再人工重新装配复原，然后继续工作。对于上述清洁工作，本发明设备采用全自动化的技术，速度快，时间短，不需要工作人员手工劳动，也使设备更加稳定可靠。

另外，设备工作一段时间后，还需要重新检验一下检测仪工作是否正常，仪表或传感器的零点漂移了没有，应该在工作了一段时间后，重新进行标定，以确保检测工作的准确性。本发明设备也采用全自动化的技术进行标定，速度快，时间短，同样也不需要工作人员手工劳动。

结合图23和图24进行说明。

图23是本发明设备的示意图之五，图中表达了设备处于检测工作状态时、各气流的走向，各箭头代表所在位置气流的行走方向；在本图中，反吹标定电磁阀FCF关闭切断(即不通)。图24是本发明设备的示意图之六，图中表达了设备处于反吹清洁状态时、相关气流的走向，各箭头代表所在位置气流的行走方向。

清洁动作前，反吹标定电磁阀FCF的进气端口与出气端口之间气路被阻断，设备处于正常的检测工作状态时，其情况如图23所示。

当需要清洁时，控制电路发出指令：反吹标定电磁阀FCF动作；检测工作暂停。

清洁作业时，反吹标定电磁阀FCF的进气端口与出气端口之间气路接通。反吹标定电磁阀FCF输出接口送出的清洁压缩气体，其强劲扫过探头所在的部位，使探头上的尘埃得到清除；另外，在清洁气体的吹扫下；汇气管13、各取样管2、以及其他部位的尘埃均得到清扫。

清洁作业经过一定的时间后，比如清洁作业3分钟后，各处的清洁任务完成。由于清洁任务完成后，负压管道内只有清洁的压缩空气经过，该清洁压缩空气由反吹标定电磁阀FCF输出接口送来，所以在此时刻，可以对检测仪、对设置在负压管道处的气体成份传感器标定零点。

对于以上介绍的情况，下面再对相关的电路设置进行说明。

1.反吹清洁作业和零点标定，可以设计为全自动化。比如，以两小时为一个工作周期；在一个工作周期内分别依序进入以下a、b、c状态：

a.0小时00分00秒至1小时56分00秒为正常的检测工作状态；

b.1小时56分01秒至1小时59分00秒为反吹清洁作业状态；

c.1小时59分01秒至1小时59分59秒为零点标定作业，同时继续进行反吹清洁作业。

当两小时届满，设备进入下一个新的周期，开始新一轮的a、b、c；如此以两小时为一个周期，循环不已的进行全自动化工作。

由软件程序实现以上设计构想，对于本领域的现有技术不存在任何困难。也就是讲，设计构想和设计思路具有创造性；而一旦设计构想和设计思路产生后，使用普通的现有技术就可编制出软件程序加以实现，不存在技术上的困难。

2.反吹清洁作业和零点标定，也可以设计为人工操作；当人工未进行干预时，设备处于正常的检测工作状态。操作人员可以通过按键，设备暂停检测工作、进入反吹清洁作业；在反吹清洁作业后期，人工可以通过按键实现零点标定；随后，人工可以通过按键，脱离反吹清洁和标定作业，设备进入新一轮的循环，再重新进行检测工作，等等。

进一步技术方案5。

以下将技术方案A、技术方案B和技术方案C一并进行描述，并且一并作说明和解释。

技术方案A描述。所述的取样管2，其前部具有弯头结构；弯头结构的具体情况如下：所述取样管2的身部呈水平状态；取样管2的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向；取样管2端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

技术方案B描述。所述的取样机构包括支架管19；支架管19的前部和身部均伸入在烟气排放的烟道5内，支架管19的后部与烟道壁拆卸式固定连接；支架管19内设置取样管2，并且两者固定连接；取样管2端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

技术方案C描述。所述的取样机构包括：支架管19，方向管18，以及方向差压传感器；所述的方向差压传感器，其设置在方向管18处，其接线端与自动化控制电路电连接；所述的方向管18与支架管19固定连接；支架管19 的前部和身部均伸入在烟气排放的烟道5内，支架管19的后部与烟道壁拆卸式连接；支架管19内设置取样管2，并且两者固定连接；方向管18的朝向和取样管2端口的朝向完全一致。

技术方案A、B和C的说明和解释如下。

1.现有技术存在的问题。

现有技术对烟气中的粉尘进行检测时，存在的问题有：检测到的粉尘含量少于实际排放烟气中粉尘的含量。

发明人经过深入的研究，还发现尤其是检测到的大颗粒粉尘含量少于实际排放烟气中大颗粒粉尘的含量。

发明人经过进一步的调查和实验，发现：抽吸进来的样气中，其所含的粉尘含量、特别是大颗粒粉尘含量比烟道5中实际排放烟气中的含量低。

发明人经过不断地观察和试验，与烟气中的其他成分相比较，粉尘的直径和质量相对较大，其惯性也比较大；气流发生转向或者拐弯时，其他成分的物质容易随着大流运动，而粉尘、提别是大颗粒的粉尘，由于惯性相对较大，具有保持原来运动轨迹的倾向。

现有技术没有透彻理解和重视其中的原理，没有采取相应的特别措施，所以，很多粉尘、提别是大颗粒粉尘没有进入取样管2内、并在取样管2内畅通行走。

2.本发明提出的解决方法。

a.关于技术方案A。

所述的取样管2，其前部具有弯头结构；弯头结构的具体情况如下：所述取样管2的身部呈水平状态；取样管2的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向；前述描述可以参见图14进行理解。

取样管2端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。图14绘制的是烟气由下朝上时的情况，这也是典型的情况。当烟气不是由下朝上的情况，现举以下几个例子予以说明。

当烟气由左朝右行走时，取样管2端口呈朝左方向，参见图27进行理解。当烟气由右朝左行走时，取样管2端口呈朝右方向，参见图28进行理解。当烟气斜向朝上行走时，取样管2端口呈斜向朝下方向，参见图29进行理解。

需要着重指出的是：取样管2端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置；如果两者正对，技术效果最好；如果两者未能正对，则偏差越大，技术效果越差。

在本发明中，取样管2前部具有弯头结构，可以使烟气中的粉尘、特别是大颗粒的粉尘可以方便地进入取样管2、并畅通地在取样管2内部行走，既不会进不了取样管2的端口内，也不会在转弯处发生堵塞。反观现有技术，未能明白取样管2端口和被测烟气完全正对的重要性；还有，现有技术取样管的拐弯处为90°度直角，不可避免的发生粉尘堵塞、堆积，尤其对大颗粒粉尘而言、情况更甚。

b.关于技术方案B，参见图15。

多个取样管2，它们全部和支架管19固定连接；支架管19可以通过法兰盘和烟道5连接，转动支架管19的方向就可以转动全部取样管2端口的方向，可以方便的达到和被测烟气的流动方向相向设置、并完全正对。

c.关于技术方案C，参见图16、图17、图18和图19。图17、图18和图 19相当于图16三个不同的左视图，并作了省略处理。

所有取样管2和支架管19固定连接，转动支架管19的方向就可以转动全部取样管2端口的方向。但是，取样管2端口的方向和被测烟气的流动方向，该两者是否完全相向设置、完全正对，在现场，如何进行判断是个问题，为此，发明提出的解决办法如技术方案C。

当方向管18完全正对了被测烟气的流动方向时，就是全部取样管2端口完全正对了被测烟气的流动方向，此时，情况如图19所示，方向差压传感器得到的数值为零、或接近于零。

如图17所示，当方向管发生了逆时针方向的偏向；或者，如图18所示，当方向管发生了顺时针方向的偏向；在前述两种偏向情况时，方向差压传感器得到的数值均不方零。图17朝向图19所示的方向逐渐转动时，或者图18朝向图19所示的方向逐渐转动时，方向差压传感器得到的数值均会逐渐变小；图19朝向图17方向逐渐转动时，或者图19朝向图18方向逐渐转动时，方向差压传感器得到的数值均会逐渐变大。

因此，操作人员通过观察方向差压传感器的数值，就可以在现场将取样管 2端口的朝向和被测烟气的流动方向，转动、调节到两者相向设置并完全正对，从而实现最佳技术效果。

实施例一

火力发电厂对烟气进行排放，为了环保的目的，烟气在排放前先要使用除尘装置去除粉尘，然后再向大气中排放。

本实施例中的发明设备对烟气中的粉尘情况进行监测；监测点可以设置在除尘前的烟道中，也可以设置在除尘后的烟道中。

图25是实施例一中的发明设备示意图之一，本图中的设备处于正常的检测状态；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向。图26是实施例一中的发明设备示意图之二，本图中的设备处于反吹标定状态；图中由3个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向。

图25和图26中的标号说明：1.取样机构；5.烟道；13.汇气管；21.加热管道；22.射流加热部件；CLDY.测量单元；CY.差压传感器；WC.温度传感器； FCF.反吹标定电磁阀；SF.射流风机；STJF.射流调节阀；SLQ.射流器。

一、设备主要的部件

1.射流风机SF提供压缩空气，其进口处装有过滤器，使进入的空气得到过滤，即射流风机SF提供的是清洁的压缩空气。

2.射流调节阀STJF，使压缩空气的气压强度调节并稳定在目标值上。

3.加热管道21和射流加热部件22，对所经过的压缩空气加热。

4.温度传感器WC，检测加热后的压缩空气温度，并向自动化控制电路报告；自动化控制电路收到报告后判断：温度太低或太高吗，温度太低的，接通加热电路、进行加热；温度太高的，切断加热电路、停止加热。

5.射流器SLQ提供负压驱动力，在其被动进气端口(图中射流器SLQ的左部端口)有负压，使该端口左侧的气体抽吸进来。

6.测量单元CLDY，对样气进行检测。在本发明中，测量单元CLDY也就是检测仪。测量单元CLDY包括检测仪主体和传感器。传感器包括：探头零件，以及放大、整形等电路。

在本实施例中，传感器及探头零件选用检测粉尘的类型、型号。

7.差压传感器CY，检测负压管道内的气流流量，并向自动化控制电路报告；自动化控制电路既得到负压管道内的气流量数值，又从测量单元CLDY处得到所检测的数值，从而可以得到、或通过计算得到完整的数据，比如每立方米的粉尘量，等等。

8.反吹标定电磁阀FCF，当设备处于正常的检测状态时，其进气端口和出气端口之间的气路被切断、即不通；当设备处于反吹标定状态时，反吹标定电磁阀FCF进气端口和出气端口之间的气路连通。

9.取样机构1，在本实施例中有五个取样分机构；每一个取样分机构有一个取样管2、一个微型电动调节阀WT、以及一个微差压传感器WCY，即：取样机构1有五个取样管2、五个微型电动调节阀WT、以及五个微差压传感器WCY。

每一个取样管2的前端位于不同位置，呈一字形排列，如图11所示。如此设置而获取的样气，更具代表性和真实性；反观现有技术，单一取样点的代表性和真实性就差多了。

每一个取样管2，其前部具有弯头结构，也就是：取样管2的身部呈水平状态。取样管2的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向。取样管2作为零件，其形状结构描述如前，可以参考图14进行理解。本发明的弯头结构，有利于粉尘、特别是大颗粒粉尘进入取样管2的端口，有利于已经进入了端口的粉尘、在取样管2内顺畅地前行。

在烟道5内，取样管2端口的朝向和烟气的流动方向，该两者相向设置、完全正对。

10.汇气管13，其前部与五个取样管2的后部连通。从五个取样管2来的样气在汇气管13内汇合、并自然发生混合；样气再被吸入负压管道内，最后经射流器SLQ排出；负压管道处设有传感器，其探头零件可以探知样气的实时情况。

二、设备的主要功能

1.长时间、连续地检测烟气中的粉尘情况；

2.短时间进行反吹清洁工作、以及标定工作。

三、设备的动作

1.设备长时间处于检测状态，本状态时，反吹标定电磁阀FCF的进气端口和出气端口之间气路被切断，相关情况参见图25进行理解。

2.设备短时间处于反吹标定状态，该状态时，反吹标定电磁阀FCF的进气端口和出气端口之间气路连通，相关情况参见图26进行理解。

Claims (6)

1.一种烟气检测设备，包括：取样机构(1)，含有检测气体成份传感器的检测仪，含有负压管道的气体驱动机构，以及自动化控制电路；其特征是：

所述的取样机构包括：汇气管(13)，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；

每一个取样分机构，其设置的部件包括：取样管(2)，调节取样管内气流大小的微型电动调节阀(WT)，测量取样管内气流流量的微差压传感器(WCY)；

每一个取样管(2)的后端均与汇气管(13)气路连通；全部取样管(2)的前端均设置在烟气排放的烟道(5)内，并且，每一个取样管(2)的前端位于不同位置；

汇气管(13)与气体驱动机构的负压管道连通；负压管道处设置气体成份传感器；

微型电动调节阀(WT)和自动化控制电路电连接；微差压传感器(WCY)和自动化控制电路电连接；

所述的检测设备包括反吹标定机构；所述的反吹标定机构包括：反吹标定电磁阀(FCF)；

所述的气体驱动机构包括：射流风机(SF)，射流调节阀(STJF)，射流器(SLQ)，以及射流连接管；所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口通过射流连接管与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；

所有取样管(2)的后端均与汇气管(13)的前部气路连通；

汇气管(13)的后部通过负压管道与射流器(SLQ)的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处；

所述的反吹标定电磁阀(FCF)，其进气端口与射流连接管连通，其出气端口与负压管道连通，其接线端与自动化控制电路电连接；

所述的取样管(2)，其前部具有弯头结构；弯头结构的具体情况如下：

所述取样管(2)的身部呈水平状态；取样管(2)的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向；

取样管(2)端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

2.根据权利要求1所述的一种烟气检测设备，其特征是：所述的多个取样分机构是三个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是四个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是五个取样分机构；

在三个取样分机构的情况下，其三个取样管(2)的前端呈一字形排列或者呈品字形排列；

在四个取样分机构的情况下，其四个取样管(2)的前端呈一字形排列或者呈矩形排列；

在五个取样分机构的情况下，其五个取样管(2)的前端呈一字形排列或者呈X形排列。

3.根据权利要求1所述的一种烟气检测设备，其特征是：

所述的气体驱动机构包括：射流风机(SF)，射流调节阀(STJF)，以及射流器(SLQ)；所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；

所述的汇气管(13)是密封容器；

所有取样管(2)的后端均与汇气管(13)的前部气路连通；

汇气管(13)的后部通过负压管道与射流器(SLQ)的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

4.根据权利要求1所述的一种烟气检测设备，其特征是：

所述的气体驱动机构包括：射流加热部件(22)，加热管道(21)，射流风机(SF)，射流调节阀(STJF)，以及射流器(SLQ)；所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；

所述的射流加热部件(22)，其设置为第一种情况或者其设置为第二种情况；

所述的第一种情况是：所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口与加热管道(21)的一端连接，加热管道(21)的身部经过射流加热部件(22)，加热管道(21)的另一端与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；

所述的第二种情况是：所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与加热管道(21)的一端连接，加热管道(21)的身部经过射流加热部件(22)，加热管道(21)的另一端与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；

所述的汇气管(13)是密封容器；

所有取样管(2)的后端均与汇气管(13)的前部气路连通；

汇气管(13)的后部通过负压管道与射流器(SLQ)的被动进气端口气路连通；

气体成份传感器的探头设置在负压管道处。

5.根据权利要求1所述的一种烟气检测设备，其特征是：

所述的取样机构(1)包括支架管(19)；

支架管(19)的前部和身部均伸入在烟道(5)内，支架管(19)的后部与烟道壁拆卸式固定连接；支架管(19)内设置取样管(2)，并且两者固定连接；

取样管(2)端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。

6.根据权利要求1所述的一种烟气检测设备，其特征是：

所述的取样机构(1)包括：支架管(19)，方向管(18)，以及方向差压传感器；

所述的方向差压传感器，其设置在方向管(18)处，其接线端与自动化控制电路电连接；所述的方向管(18)与支架管(19)固定连接；

支架管(19)的前部和身部均伸入在烟道(5)内，支架管(19)的后部与烟道壁拆卸式连接；支架管(19)内设置取样管(2)，并且两者固定连接；

方向管(18)的朝向和取样管(2)端口的朝向完全一致。