CN107631915A - 一种多点式网格法烟气混合取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：包括管座、多根烟气取样管、固定螺栓、连接软管和烟气分析仪，所有烟气取样管相互平行地安装在管座上，烟气取样管通过固定螺栓固定在管座上，烟气取样管的一端与连接软管相连，连接软管与烟气分析仪相连，烟气取样管的另一端设置有取样孔。本发明通过调节烟气取样管穿过管座的距离适应不同深度烟道的网格划分要求，通过烟气取样管的取样口与取样管的长度相匹配，可以使各个烟气取样管的流量始终保持一致，保证了烟气取样测量的准确性，同时装有热电偶固定管，方便烟气成分测量的同时测量烟气温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气取样装置，特别是一种多点式网格法烟气混合取样装置。
背景技术
在电力、能源、建材和冶金等行业的生产环节中，大型锅炉必不可少的动力设备。对锅炉及其辅助设备的性能和环保指标的监测过程中烟气取样基本的技术手段，是各项试验测试工作的基础。随着锅炉容量的增大，烟道的尺寸也逐渐变大，根据测试规程要求，在大烟道进行烟气成分测量室必须采用网格法测量取样。
现有的烟气取样方法主要有两种：一种是使用取样管插入不同深度逐个测量或混合后测量，一种是在取样管上打多个取样孔，在烟道内一次性取不同位置的烟气气样先混合再进行分析，以获得平均的气体成分。第一种方法虽然理论上可行，但是操作繁琐，需要不停地拔插取样管，且耗时较长；而第二种方法虽然较为简便快速，但不同取样孔间阻力不同，导致进入各烟气取样孔的流量不同，在各取样点处气体成分分布不同的情况下，就可能带来测量结果的偏差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，简便易用能够准确满足规程要求进行网格法烟气取样的多点式网格法烟气混合取样装置，使从各取样点采集到分析仪器的烟气流量均匀一致，使取样测量结果能够代表烟道截面烟气成分。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：包括管座、多根烟气取样管、固定螺栓、连接软管和烟气分析仪，所有烟气取样管相互平行地安装在管座上，烟气取样管通过固定螺栓固定在管座上，烟气取样管的一端与连接软管相连，连接软管与烟气分析仪相连，烟气取样管的另一端设置有取样孔。
本发明所述连接软管有多根，每个烟气取样管均单独连接有一根连接软管，所有连接软管与烟气分析仪之间均通过五通混合接头连接。
本发明所述烟气取样管之间长度不同。
本发明所述烟气取样管上固定有热电偶固定管。烟气取样管上固定有内径比常用热电偶直径略大的热电偶固定管，可以将热电偶固定管固定在烟气取样管上，进行烟气取样分析的同时同样采用网格法测量烟道内烟气温度。
本发明所述烟气取样管为一体式结构或者组合式结构，烟气取样管与连接软管相连的一端为宝塔型接头，宝塔型接头与连接软管相连。烟气取样管可以为一整根，也可以做成组合式。
本发明若烟气取样管为组合式结构，则烟气取样管包括取样段、中间段和接管段，取样孔设置在取样段上，宝塔型接头设置在接管段上，取样段与中间段通过卡套接头连接，中间段与接管段通过卡套接头连接。每根烟气取样管由一个取样段、一个接管段和若干个中间段通过卡套接头组成，其中取样段根据其上取样孔的大小确定应连接的中间段的数量。在进行烟气取样测量时，取样端插入烟道内，烟气取样管接管端通过等长的连接软管接至五通混合接头后接至烟气分析仪进行测量。
本发明所述任意两根烟气取样管的沿程阻力与取样孔的局部阻力之和相等。每根烟气取样管的长度都是固定的，一端为宝塔型接头方便测量时连接软管，另一端根据其长度不同有不同直径的取样孔，取样孔的直径根据计算和测量确定，保证每根取样管的沿程阻力与取样孔的局部阻力之和相等。
本发明所述管座用于密封烟气取样管同时调整烟气取样管的伸出距离。根据烟道尺寸计算出网格法测量所需要的深入烟道的距离调整烟气取样管伸出管座的距离，并使用固定螺栓进行固定，管座在测量中具有密封的作用，保证外界空气不漏到烟道中影响测量结果。
本发明所述烟气取样管的数量为四根，四根烟气取样管的长度分别为L1、L2、L3和L4，内径均为d，λ为摩擦阻力系数，则四根烟气取样管的沿程阻力系数分别为λ(L1/d)、λ(L2/d)、λ(L3/d)和λ(L4/d)，四根烟气取样管上均设置有取样孔，四根烟气取样管上的取样孔的直径分别为d1、d2、d3和d4，四根烟气取样管上的取样孔的局部阻力系数分别为ξ1、ξ2、ξ3、ξ4，保证λ(L1/d)+ξ1=λ(L2/d)+ξ2=λ(L3/d)+ξ3=λ(L4/d)+ξ4。
本发明相比现有技术，本发明通过调节烟气取样管穿过管座的距离适应不同深度烟道的网格划分要求，通过烟气取样管的取样口与取样管的长度相匹配，可以使各个烟气取样管的流量始终保持一致，保证了烟气取样测量的准确性，同时装有热电偶固定管，方便烟气成分测量的同时测量烟气温度。
附图说明
图1是本发明实施例多点式网格法烟气混合取样装置的结构示意图。
图2是本发明实施例烟气取样管立体连接结构示意图（二号烟气取样管和四号烟气取样管部分重叠）。
图3是本发明实施例烟气取样管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1至图3。
本实施例为一种多点式网格法烟气混合取样装置，包括管座1、多根烟气取样管、固定螺栓6、多个连接软管7和烟气分析仪9，所有烟气取样管相互平行地安装在管座1上，烟气取样管通过固定螺栓6固定在管座1上，烟气取样管的一端与连接软管7相连，连接软管7与烟气分析仪9相连，烟气取样管的另一端设置有取样孔。
管座1用于密封烟气取样管同时调整烟气取样管的伸出距离。根据烟道尺寸计算出网格法测量所需要的深入烟道的距离调整烟气取样管伸出管座1的距离，并使用固定螺栓6进行固定，管座1在测量中具有密封的作用，保证外界空气不漏到烟道中影响测量结果。
作为优选，本实施例中烟气取样管的数量为四根，四根烟气取样管分别为一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5。
烟气取样管之间长度不同。
作为优选，一号烟气取样管2的长度小于二号烟气取样管3的长度，二号烟气取样管3的长度小于三号烟气取样管4的长度，三号烟气取样管4的长度小于四号烟气取样管5的长度，一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5从上到下依次相互平行地连接在管座1上。
任意两根烟气取样管的沿程阻力与取样孔的局部阻力之和相等。每根烟气取样管的长度都是固定的，一端为宝塔型接头方便测量时连接软管7，另一端根据其长度不同有不同直径的取样孔，取样孔的直径根据计算和测量确定，保证每根取样管的沿程阻力与取样孔的局部阻力之和相等。
一号烟气取样管2的长度为L1、二号烟气取样管3的长度为L2、三号烟气取样管4的长度为L3和四号烟气取样管5的长度为L4。一号烟气取样管2的内径、二号烟气取样管3的内径、三号烟气取样管4的内径和四号烟气取样管5的内径均为d。λ为摩擦阻力系数，一号烟气取样管2的沿程阻力系数为λ(L1/d)，二号烟气取样管3的沿程阻力系数为λ(L2/d)，三号烟气取样管4的沿程阻力系数为λ(L3/d)，四号烟气取样管5的沿程阻力系数为λ(L4/d)。一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5上均设置有取样孔。一号烟气取样管2上的取样孔的直径为d1，二号烟气取样管3上的取样孔的直径为d2，三号烟气取样管4上的取样孔的直径为d3，四号烟气取样管5上的取样孔的直径为d4，一号烟气取样管2上的的取样孔的局部阻力系数为ξ1，二号烟气取样管3上的的取样孔的局部阻力系数为ξ2，三号烟气取样管4上的的取样孔的局部阻力系数为ξ3，四号烟气取样管5上的的取样孔的局部阻力系数为ξ4，保证λ(L1/d)+ξ1=λ(L2/d)+ξ2=λ(L3/d)+ξ3=λ(L4/d)+ξ4。
连接软管7有多根，每个烟气取样管均单独连接有一根连接软管7，所有连接软管7与烟气分析仪9之间均通过五通混合接头8连接。
作为优选，连接软管7共有四根，分别为一号连接软管、二号连接软管、三号连接软管和四号连接软管。一号连接软管与烟气分析仪9之间均通过五通混合接头8连接，二号连接软管与烟气分析仪9之间均通过五通混合接头8连接，三号连接软管与烟气分析仪9之间均通过五通混合接头8连接，四号连接软管与烟气分析仪9之间均通过五通混合接头8连接。一号连接软管、二号连接软管、三号连接软管和四号连接软管之间长度相同。
烟气取样管与连接软管7相连的一端为宝塔型接头，宝塔型接头与连接软管7相连。一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5均有宝塔型接头。
一号连接软管与一号烟气取样管2的宝塔型接头相连，二号连接软管与二号烟气取样管3的宝塔型接头相连，三号连接软管与三号烟气取样管4的宝塔型接头相连，四号连接软管与四号烟气取样管5的宝塔型接头相连。
烟气取样管上固定有内径比常用热电偶直径略大的热电偶固定管10，可以将热电偶固定管10固定在烟气取样管上，进行烟气取样分析的同时同样采用网格法测量烟道内烟气温度。
作为优选，一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5上均设置有热电偶固定管10。需要测量温度时，热电偶穿过管座1通过热电偶固定管10分别固定在一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5上，可在烟气取样的同时测量烟气温度。
烟气取样管为一体式结构或者组合式结构。若烟气取样管为组合式结构，则烟气取样管包括取样段11、中间段12和接管段13，取样孔设置在取样段11上，宝塔型接头设置在接管段13上，取样段11与中间段12通过卡套接头14连接，中间段12与接管段13通过卡套接头14连接。每根烟气取样管由一个取样段11、一个接管段13和若干个中间段12通过卡套接头14组成，其中取样段11根据其上取样孔的大小确定应连接的中间段12的数量。即取样段11与接管段13之间可以连接有多个中间段12，多个中间段12依次横向连接形成杆状，相邻的中间段12之间依靠卡套接头14相连。在进行烟气取样测量时，取样段11插入烟道内，烟气取样管的接管段13通过等长的连接软管7接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量。即在进行烟气取样测量时，一号烟气取样管2的取样段11插入烟道内，一号烟气取样管2的接管段13通过的一号连接软管接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量。在进行烟气取样测量时，三号烟气取样管4的取样段11插入烟道内，三号烟气取样管4的接管段13通过的三号连接软管接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量。在进行烟气取样测量时，二号烟气取样管3的取样段11插入烟道内，二号烟气取样管3的接管段13通过的二号连接软管接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量。在进行烟气取样测量时，四号烟气取样管5的取样段11插入烟道内，四号烟气取样管5的接管段13通过的四号连接软管接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量。
本实施例遇到不同深度的烟道，计算出不同网格划分尺寸，可以通过调节一号烟气取样管2、二号烟气取样管3、三号烟气取样管4和四号烟气取样管5伸出管座1的尺寸进行适应，并通过固定螺栓6进行固定，取样段11插入烟道内，烟气取样管的接管段13通过等长的连接软管7接至五通混合接头8后接至烟气分析仪9进行测量，保证了烟气取样测量的准确性，同时装有热电偶固定管10，方便烟气成分测量的同时测量烟气温度。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：包括管座、多根烟气取样管、固定螺栓、连接软管和烟气分析仪，所有烟气取样管相互平行地安装在管座上，烟气取样管通过固定螺栓固定在管座上，烟气取样管的一端与连接软管相连，连接软管与烟气分析仪相连，烟气取样管的另一端设置有取样孔。
2.根据权利要求1所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述连接软管有多根，每个烟气取样管均单独连接有一根连接软管，所有连接软管与烟气分析仪之间均通过五通混合接头连接。
3.根据权利要求1或2所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述烟气取样管之间长度不同。
4.根据权利要求3所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述烟气取样管上固定有热电偶固定管。
5.根据权利要求4所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述烟气取样管为一体式结构或者组合式结构，烟气取样管与连接软管相连的一端为宝塔型接头，宝塔型接头与连接软管相连。
6.根据权利要求5所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：若烟气取样管为组合式结构，则烟气取样管包括取样段、中间段和接管段，取样孔设置在取样段上，宝塔型接头设置在接管段上，取样段与中间段通过卡套接头连接，中间段与接管段通过卡套接头连接。
7.根据权利要求6所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述任意两根烟气取样管的沿程阻力与取样孔的局部阻力之和相等。
8.根据权利要求7所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述管座用于密封烟气取样管同时调整烟气取样管的伸出距离。
9.根据权利要求8所述的多点式网格法烟气混合取样装置，其特征在于：所述烟气取样管的数量为四根，四根烟气取样管的长度分别为L1、L2、L3和L4，内径均为d，λ为摩擦阻力系数，则四根烟气取样管的沿程阻力系数分别为λ(L1/d)、λ(L2/d)、λ(L3/d)和λ(L4/d)，四根烟气取样管上均设置有取样孔，四根烟气取样管上的取样孔的直径分别为d1、d2、d3和d4，四根烟气取样管上的取样孔的局部阻力系数分别为ξ1、ξ2、ξ3、ξ4，保证λ(L1/d)+ξ1=λ(L2/d)+ξ2=λ(L3/d)+ξ3=λ(L4/d)+ξ4。
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