CN108519520B - 一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明为自行设计的一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置。装置包括用于实现不同气体测试环境下的配气系统；用于放置粉尘试样及测试击穿电压、比电阻值的测试系统；用于显示电压电流、显示温度、显示比电阻值的显示系统；用于控制电压、气体流量、温度的控制系统。测试系统与配气系统位于电极箱内，灰盘在隔离罩内与气体混合均匀后由机械推杆推回测试系统，控制系统可调节电压，气体流量和温度，最后在显示系统中显示数据。本发明可控温度可调节多种气体并模拟各种气体环境，可实现多种温度下测量各种气体环境下的粉尘比电阻及击穿电压，为电除尘技术领域提供基础理论数据。

Description

一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置

技术领域

本发明属于能源与环境领域，涉及一种比电阻测试仪，更具体的，涉及一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置。

背景技术

国家最新颁布的《燃煤电厂污染物超低排放标准》将燃煤电厂的最低排放浓度规定为10mg/m³，这对在我国电力行业应用最广泛的电除尘器提出了挑战。

粉尘的比电阻是影响静电除尘器效率的关键因素。不同煤种的粉尘比电阻差别有时非常大，在除尘器的实际运行中，即使是同一煤种，粉尘的比电阻也会随着烟气温度以及硫氧化物浓度、氮氧化物浓度等因素的不同而产生波动，波动幅度甚至可能达到几个数量级，从而对静电除尘器的运行控制产生不利影响，降低了除尘效果，甚至会对静电除尘器造成损害。因此，对粉尘的比电阻进行实时测量对静电除尘器的安全运行起着决定性的作用。目前，常用测量粉尘比电阻的两种方法是实验室测量法和现场测量法；实验室测量方法虽然可以准确的测量出比电阻，但测量环境不能模拟静电除尘器运行的实际情况；现场测量方法的测量环境虽然与静电除尘器的运行条件接近，但是粉尘层的厚度难以测量，所以测量误差都较大。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测量装置。该测量装置能够模拟电除尘器的真实操作条件、不需要单独的测量设备而且能够实时测量和显示。整个测量过程不需要人工操作，不但可以减少误差，提高测量精度，而且可以即时将数据传输到显示系统。这不仅节省了劳动力，而且运行人员通过本装置可以便捷的知道粉尘的实时比电阻值。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置，所述装置包括：用于实现不同气体测试环境的配气系统；用于放置灰尘样本并测试击穿电压、比电阻值测试击穿电压、比电阻值的测试系统；用于显示电压、电流、温度和比电阻值的显示系统；用于控制电压、气体流量和温度的控制系统。

可选的，所述配气系统主要由自动配气系统和操控平台两部分组成。其中，自动配气系统的主要部分由主控制板、腔室、MFC、管道气路组成。配气过程所需的气源分为含有氮氧化物、硫氧化物的高浓度气体，氮氧化物、硫氧化物高浓度的目标气体和稀释气体通过气体通道进入系统主机。高精度MFC用于控制稀释气体和组分气体的流量，进入腔室后均匀混合各种气体。最后，利用MFC控制混匀气体流量通过进气口通入隔离罩内部，并设压力表显示压力。隔离罩是绝缘防腐材料，气体渗入多孔灰盘内，可以保证气体均匀稳定，确保燃煤飞灰和气体混合均匀，避免由于流量过大或不稳定而导致吹散灰尘样品等各种问题。控制平台通过PCI2306卡实现与系统主机的数据连接，从而控制系统主机内部的主控板来控制MFC和气路，实现配气自动化。

可选的，所述多孔灰盘在隔离罩内与气体混合均匀后，由机械推杆推回测试系统进行测试。

可选的，所述测试系统包括低压接地电极、环形电极、高压盘形电极、多孔灰盘。环形电极可以保证接受测试的燃煤飞灰的场强是均匀的，从而减少误差。低压接地电极和高压圆盘电极都位于电极箱内，用于放置灰尘样本的灰盘位于低电压接地电极与高压盘形电极之间。所述电流表通过悬挂机构和低压接地电极连接，所述高压盘形电极置于耐高温基座上，所述耐高温基座通过绝缘垫层与电极箱的底板隔离，高压直流电源的输出端穿过电极箱的保温层通过传递杆接入至高压盘形电极。

可选的，所述显示系统包括一个电流表、一个可显示输出电压的直流电源、一个温度控制器和数据处理器。所述电流表与接地端子连接，在电流表旁边还设有与接地端子连接的旁路电路。环形电极通过悬挂机构与旁路电路连接，高压直流电源的一端与接地端连接。所述温度控制器包括电加热器和设置在电极箱内的温度传感器，电极箱通过电加热器和温度传感器与温度控制器连接。所述数据处理器是将高压电源输出的电压和电流表输出的电流进行转换和调整，并进入A/D采集板转化成为数字信号，在显示屏上显示出即时比电阻值。

可选的，所述控制系统包括：可控制输出电压的高压直流电源，直流电源的一端连接到接地端子；可控制系统主机内部主控板操控MFC和气路的配气操控平台；温度控制器通过电加热器以及温度传感器与电极箱连接。

可选的，所述悬挂机构包括悬挂梁和悬挂杆。所述悬梁位于电极箱内，并与电流表和接地端子连接，悬梁的一端固定在环形电极上；所述耐高温基座和传动杆通过螺纹连接。所述传递杆与电极箱之间通过绝缘材料连接。

本发明结构简单、操作便捷、设计合理，有效地解决了高温下不同气体环境粉尘比电阻的测量问题，克服了常规实验室粉尘比电阻测试装置只能测试空气气体中粉尘比电阻，不能模拟实际电厂环境的缺陷。本发明可实现在各种温度条件下测量各种气体环境中粉尘比电阻及击穿电压；本发明可为火电厂静电除尘技术领域提供基础理论数据，对各领域中静电除尘器的设计应用具有重要的参考价值。

附图说明

图1是装置的结构示意图

图中1：电极箱，2：电极箱门，3：绝缘层，4-1：悬挂梁，4-2：吊杆，5：低压接地电极，6：环形电极，7：多孔灰盘，8：高压盘形电极，9：耐高温基座，10：传递杆&机械推杆，11：温度传感器，12：保温层，13.隔离罩，14：电加热器，15.进气口，16.出气口，17.机械摇杆；

图2是装置测试流程图

图3是配气系统结构图

具体实施

一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置，所述装置包括：用于实现不同气体测试环境下的配气系统；用于放置粉尘式样及测试击穿电压、比电阻值的测试系统；用于显示电压电流、显示温度、显示比电阻值的显示系统；用于控制电压、气体流量、温度的控制系统。

可选地，所述配气系统主要由自动配气系统主机和操控平台两部分组成。其中，自动配气系统的主要部分由主控制板、MFC、腔室和管道气路组成。配气过程所需的气源分为含有氮氧化物、硫氧化物的高浓度气体，氮氧化物、硫氧化物高浓度的目标气体和稀释气体通过气体通道进入系统主机。高精度MFC用于控制稀释气体和组分气体的流量，进入腔室后均匀混合各种气体。最后，利用MFC控制混匀气体流量通过进气口通入隔离罩内部，并设压力表显示压力。隔离罩是绝缘防腐材料，气体渗入多孔灰盘内，可以保证气体均匀稳定，确保燃煤飞灰和气体混合均匀，避免由于流量过大或不稳定而导致吹散灰尘样品等各种问题。控制平台通过PCI2306卡实现与系统主机的数据连接，从而控制系统主机内部的主控板来控制MFC和气路，实现配气自动化。

可选的，所述多孔灰盘在隔离罩内与气体混合均匀后，由机械推杆推回测电极系统进行测试。

可选的，测试系统位于电极箱内包括低电压接地电极5，高压盘形电极8，环形电极6和多孔灰盘7。环形接地电极可以保证接受测试的燃煤飞灰的场强是均匀的，从而减少误差。低压接地电极和高压盘形电极都位于电极箱内，用于放置灰尘样本的灰盘位于低电压接地电极与高压盘形电极之间。低电压接地电极通过4-1悬挂梁、4-2吊杆与电流表相连接，高压盘形电极安装在耐高温的基座上。耐高温的基座通过绝缘垫层与电极箱的底板隔离，高压直流电源的输出端穿过电极箱的保温层通过传递杆接入高压盘形电极。

本发明中测试系统、配气系统均置于电极箱内，气体首先通过进气口进入，通经过多孔灰盘的缓冲均匀地进入粉体内部，形成所需的气体环境，待气体和粉尘混合均匀后通过机械摇杆和机械推杆将灰盘放入测试台上。低压接地电极通过电路接地，直流高压施加于高压盘形电极上，温度控制器通过电加热器以及温度传感器与电极箱连接。为了确保精确性和稳定性，在测试过程中，温度保持恒定不变。电流采用大跨度电流表进行测量，并配有用于保护电流表的旁路电路。数据处理器将高压电源输出的电压和电流表输出的电流进行转换和调整，并进入A/D采集板转化成为数字信号，在显示屏上显示出即时比电阻值。

本发明结构简易，设计合理，整个测量过程不需要人工操作，不但可以减少误差，提高测量精度，而且可以即时将数据传输到显示系统。有效科学地解决了高温下不同气体环境粉尘比电阻的测量问题。

Claims (1)

1.一种可控温度可调气氛的粉尘比电阻测试装置，其特征在于：

包括用于实现不同气体测试环境的配气系统，用于放置灰尘样本并测试击穿电压及比电阻值的测试系统，用于显示电压、电流、温度和比电阻值的显示系统，用于控制电压、气体流量和温度的控制系统；

所述配气系统主要由自动配气系统和操控平台两部分组成，自动配气系统控制混匀气体流量通过进气口通入隔离罩内部，气体渗入多孔灰盘内，确保燃煤飞灰和气体混合均匀后，由机械推杆推回测试系统进行测试；

所述测试系统包括经由导线连接到高压电源的高压盘形电极、以及位于高压盘形电极上方通过悬架机构连接到电流表的低压接地电极、使燃煤飞灰接受测试的部分场强均匀的环形电极和多孔灰盘；

所述显示系统包括电流表、可显示输出电压的直流电源、温度控制器和数据处理器；数据处理器将高压电源输出的电压和电流表输出的电流进行转换和调整，并进入A/D采集板转化成为数字信号，在显示屏上显示出即时比电阻值。