CN108387434B - 一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置，其包括装置本体，装置本体一侧设置有稀释气体管道，稀释气体管道第一端与流量可调节的稀释气源连接，稀释气体管道第二端位于装置本体内，且该第二端与位于装置本体内的稀释喷嘴模块连接；装置本体另一侧设置有用于接收高速混合稀释烟气的稀释样品接收模块，稀释样品接收模块第一端位于装置本体内，并与稀释喷嘴模块位于同一轴线上；稀释样品接收模块第二端经烟气稀释管道连接模块与烟气稀释管道连接。本发明适用于环境污染物排放监测领域，克服了传统采样装置稀释比例大且不可调节或无法实时调节的缺点，为烟气测试提供更加详实的性能数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境污染物排放监测领域，特别是关于一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置。
背景技术
中国作为世界最大的炉具使用国家和生产国家之一，历来重视清洁炉灶性能评价测试方法建设，从1972年起“三个十”测试方法简单评价热性能，到NY/T 8《民用柴灶热性能测试方法》形成了热性能评价标准，再到目前推行的NY/T2369-2013《民用生物质炊事炉具通用技术条件》、NY/T 2370-2013《民用生物质炊事炉具性能试验方法》、NB/T 34021-2015《生物质清洁炊事炉具》等，兼顾了热性能测试与排放测试，相关中国标准及测试方法也随着产业发展不断更新。
在热性能测试方面，中国的测试方法符合工业化产品的测试需求，输出性能平均值，测试过程简单易行，测试仪器相对简单，但是由于民用炉具的特殊性，其燃烧过程不连续，相关参数很难保证稳定，且不同燃烧阶段的性能表现变化极大，导致中国标准测试方法虽然可以很方便的给出相应的平均值信息供利益相关者按需求进行产品选择，但是由于其过程并非实时测试，导致无法对产生排放相对较多、热性能相对较差的点火与填料等阶段的数据进行全面记录，进而无法指导相应的炉具设计和科学研究。
同时，国际上广泛使用的测试方法有印度标准(IS.13152，Indian Standard onSolid Biomass Chulha-Specification)，Water Boiling Test测试方法(WBT v4.2.3)和The Heterogeneous Testing Procedure For Thermal Performance and Trace GasEmissions测试方法(HTP，Sustainable Energy Technology and Research中心版本)。这几种方法的热性能评价测试过程都是基于煮水原理，测试过程中水温随着热量的输入不断升高。针对升温，各测试方法的处理方法并不相同，或引入蒸发过程(如中国方法)，或引入换锅操作(如印度方法和HTP方法)。人为操作的引入或添加的变量如质量改变和汽化潜热，或破坏炉具与锅的整体燃烧系统，耗费较多人力与时间的同时不利于取得相对精准的测试结果。
鉴于上述问题，如何简化稀释装置调节操作、实现稀释比例在线实时调节成为当前炉具行业技术人员一个迫切需要解决的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置,该装置操作简单，能方便的满足由于民用炉具测试过程不同燃烧阶段引起的稀释比例变化需求，方便实现精确稀释调节，提供均匀混合的冷却样品供后端测试仪器进行相关分析。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置，其特征在于：它包括装置本体，以及设置在所述装置本体上的稀释气体管道、稀释喷嘴模块、稀释样品接收模块和烟气稀释管道连接模块；所述装置本体一侧设置有所述稀释气体管道，所述稀释气体管道第一端与流量可调节的稀释气源连接，所述稀释气体管道第二端位于所述装置本体内，且该第二端与位于所述装置本体内的所述稀释喷嘴模块连接；所述装置本体另一侧设置有用于接收高速混合稀释烟气的所述稀释样品接收模块，所述稀释样品接收模块第一端位于所述装置本体内，并与所述稀释喷嘴模块位于同一轴线上；所述稀释样品接收模块第二端经所述烟气稀释管道连接模块与烟气稀释管道连接。
进一步，所述装置本体上、下两端采用适配器与不同直径的烟囱进行匹配安装。
进一步，所述稀释气体管道上设置有稀释气体管道连接模块和稀释管道间隙调节模块；所述稀释气体管道第一端与所述稀释气源之间通过所述稀释气体管道连接模块连接；在所述稀释气体管道第二端与所述装置本体之间采用可拆卸固定装置连接，并在靠近所述稀释气体管道第二端处设置有所述稀释管道间隙调节模块。
进一步，所述可拆卸固定装置采用截面为中空的T型结构，设置在所述装置本体侧壁上。
进一步，所述稀释管道间隙调节模块固定在所述稀释气体管道上，且所述稀释管道间隙调节模块与所述可拆卸固定装置之间通过螺纹连接，通过调节旋转角度粗调稀释比例。
进一步，所述稀释喷嘴模块中喷嘴直径根据被测炉具情况进行设置，并粗调稀释比例。
进一步，所述稀释样品接收模块第一端内部采用倒锥形结构。
进一步，所述稀释样品接收模块第一端与所述装置本体之间通过固定螺母连接。
进一步，所述烟气稀释管道采用直散热管道。
进一步，所述烟气稀释管道的长度大于1.5米。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明克服了集气罩稀释系统稀释比例过大、稀释比例不可调节等弊端，通过测试前粗调稀释比例与在线测试精细调节，满足了民用炉具烟气监测的大比例稀释要求，操作简单。2、本发明针对民用炉具使用情况复杂、燃烧状况不稳定、不同阶段烟气浓度差异极大等情况，通过设置可调节的机械位置改变稀释间距、喷嘴直径等，以及改变稀释气体流量，实现测试前的稀释比例粗调和测试中的稀释比例精细调节。3、本发明克服了传统采样装置稀释比例大且不可调节或无法实时调节的缺点，为烟气测试提供更加详实的性能数据。4、本发明的稀释装置满足现有多种国际测试方法的需求，可对不同类型炉具如炊事、采暖炉具进行不同测试方法下的性能检测。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除此之外，本发明的装置要求测试稀释前后的二氧化碳浓度以确定稀释比例；应当理解，本发明不限定二氧化碳为唯一测定的气体。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置，该装置直接安装在被测系统的烟囱上，其包括装置本体1，以及设置在装置本体1上的稀释气体管道2、稀释喷嘴模块3、稀释样品接收模块4和烟气稀释管道连接模块5。装置本体1上、下两端采用适配器实现变径，进而与不同直径的烟囱进行匹配安装。装置本体1一侧设置有稀释气体管道2，稀释气体管道2第一端与流量可调节的稀释气源连接，稀释气体管道2第二端位于装置本体1内，且该第二端与位于装置本体1内的稀释喷嘴模块3连接，稀释气体经稀释喷嘴模块3迅速将稀释气体管道2内稀释气体压缩，提高稀释气体的压力与流速。装置本体1另一侧设置有用于接收高速混合稀释烟气的稀释样品接收模块4，稀释样品接收模块4第一端位于装置本体1内，并与稀释喷嘴模块3位于同一轴线上；稀释样品接收模块4第二端经烟气稀释管道连接模块5与烟气稀释管道连接，通过较长的距离，促进稀释烟气的进一步全面均匀混合、降温与除湿。
在一个优选的实施例中，稀释气体管道2上设置有稀释气体管道连接模块6和稀释管道间隙调节模块7。稀释气体管道2第一端与稀释气源之间通过稀释气体管道连接模块6连接；由于稀释气体管道2为正压接入，故对气密性要求并不严格，稀释气体管道连接模块6可采用快插连接；在稀释气体管道2第二端与装置本体1之间采用可拆卸固定装置8连接，并在靠近稀释气体管道2第二端处设置有稀释管道间隙调节模块7。其中，可拆卸固定装置8采用截面为中空的T型结构，设置在装置本体1侧壁上，稀释管道间隙调节模块7固定在稀释气体管道2上，且稀释管道间隙调节模块7与可拆卸固定装置8之间通过螺纹连接，进而可根据被测炉具的排放情况，对稀释气体管道2上释喷嘴模块3与稀释样品接收模块4之间间距的调节，进而调节由于负压带入稀释样品接收模块4的烟气量，实现在测试前粗调稀释比例。
上述实施例中，稀释气体管道2通过稀释气体管道连接模块6与除去二氧化碳与水的、流量可调节的稀释气体(零空气)连接，从而去除稀释气体中二氧化碳与水对后端稀释气体浓度和稀释比例计算的影响。应当理解，本发明不限定除去二氧化碳与水的、流量可调节的稀释气体为唯一的稀释气体。
上述各实施例中，稀释气体经稀释喷嘴模块3中喷嘴直径根据被测炉具情况进行设置，通过不同大小的喷嘴直径来决定稀释气体通过喷嘴后的压强与流速，进而影响由于负压带入稀释样品接收模块4的烟气，实现在测试前实现粗调稀释比例。
上述各实施例中，稀释样品接收模块4第一端内部采用倒锥形结构，通过倒锥形结构收集混合后的稀释气体，能有效保证稀释烟气完全收集。
上述各实施例中，稀释样品接收模块4第一端与装置本体1之间通过固定螺母9连接。
上述各实施例中，烟气稀释管道连接模块5用于连接烟气稀释管道。由于烟气稀释管道连接模块5后端可能为负压采样，要求连接的气密性良好，以防止来自泄露空气的干扰。因此，在本实施例中，烟气稀释管道连接模块5需要具有良好的密封性，同时易于拆卸和安装，在保证不使本发明装置受空气影响的同时，使装置烟尘清理更加简单。
上述各实施例中，烟气稀释管道连接在烟气稀释管道连接模块5后端，烟气稀释管道采用足够长度的直散热管道，用于稀释烟气的均匀混合与降温除湿，并提供后端测试仪器的接口以满足后端测试仪器的需求。在本实施例中，烟气稀释管道长度优选为大于1.5米。
综上所述，本发明在使用时，稀释比例通过实时采集测试稀释前后的同一气体的浓度，以二者比值进行计算。除已列出的于测试前粗调稀释比例的机械方法，在线实时改变稀释比例主要通过改变稀释气体流量进行。
上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (6)
1.一种针对民用炉具性能测试的烟气稀释装置，其特征在于：它包括装置本体，以及设置在所述装置本体上的稀释气体管道、稀释喷嘴模块、稀释样品接收模块和烟气稀释管道连接模块；所述装置本体一侧设置有所述稀释气体管道，所述稀释气体管道第一端与流量可调节的稀释气源连接，所述稀释气体管道第二端位于所述装置本体内，且该第二端与位于所述装置本体内的所述稀释喷嘴模块连接；所述装置本体另一侧设置有用于接收高速混合稀释烟气的所述稀释样品接收模块，所述稀释样品接收模块第一端位于所述装置本体内，并与所述稀释喷嘴模块位于同一轴线上；所述稀释样品接收模块第二端经所述烟气稀释管道连接模块与烟气稀释管道连接；
所述稀释气体管道上设置有稀释气体管道连接模块和稀释管道间隙调节模块；所述稀释气体管道第一端与所述稀释气源之间通过所述稀释气体管道连接模块连接；在所述稀释气体管道第二端与所述装置本体之间采用可拆卸固定装置连接，并在靠近所述稀释气体管道第二端处设置有所述稀释管道间隙调节模块；
所述稀释管道间隙调节模块固定在所述稀释气体管道上，且所述稀释管道间隙调节模块与所述可拆卸固定装置之间通过螺纹连接，对稀释气体管道上稀释喷嘴模块与稀释样品接收模块之间间距的调节，进而调节由于负压带入稀释样品接收模块的烟气量，实现在测试前粗调稀释比例；
所述稀释样品接收模块的第一端内部采用倒锥形结构，保证稀释烟气完全收集；
所述装置本体上、下两端采用适配器与不同直径的烟囱进行匹配安装；
所述稀释喷嘴模块中喷嘴直径根据被测炉具情况进行设置，并粗调稀释比例。
2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述可拆卸固定装置采用截面为中空的T型结构，设置在所述装置本体侧壁上。
3.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述稀释喷嘴模块中喷嘴直径根据被测炉具情况进行设置，并粗调稀释比例。
4.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述稀释样品接收模块第一端与所述装置本体之间通过固定螺母连接。
5.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述烟气稀释管道采用直散热管道。
6.如权利要求5所述装置，其特征在于：所述烟气稀释管道的长度大于1.5米。
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