CN108593367A - 一种烟气多成分多点取样测量系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟气多成分多点取样测量系统及其方法，包括多点取样组件、烟气自加热管路、测量气室、介质成分分析仪、就地控制柜、换热管；所述多点取样组件包括若干个均匀分布在烟道内的取样器，烟道截面按等比例面积法均分为多个取样管段，所述取样器对应取样管段设置；取样器经烟气自加热管路与测量气室相连，测量气室与介质成分分析仪相连；就地控制柜内设有空气过滤器，外部气源与空气过滤器相连，空气过滤器通过换热管与烟气自加热管路相连。本发明既能保证取样的代表性又能消除取样的盲区，让采样更趋于合理与准确。

Description

一种烟气多成分多点取样测量系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种烟气多成分多点取样测量系统及其方法，属于环境监测技术领域。

背景技术

传统的燃煤锅炉气固两相流取样，采用单点式取样器，以及多个单点组合式取样。由于管段的截面较大，单点式取样和多个单点组合式取样存在较大的取样盲区，以及气固两相流的管段内各区域的介质流速不同，导致取样偏差很大和取样无代表性。

发明内容

发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种烟气多成分多点取样测量系统及其方法，改变了以往单点取样器取样无代表性，以及取样存在盲区和偏差大的问题，同时测量更准确。

技术方案：本发明所述烟气多成分多点取样测量系统，包括多点取样组件、烟气自加热管路、测量气室、介质成分分析仪、就地控制柜、换热管；所述多点取样组件包括若干个均匀分布在烟道内的取样器，烟道截面按等比例面积法均分为多个取样管段，所述取样器对应取样管段设置；取样器经烟气自加热管路与测量气室相连，测量气室与介质成分分析仪相连；就地控制柜内设有空气过滤器，外部气源与空气过滤器相连，空气过滤器通过换热管与烟气自加热管路相连。烟道内介质抽吸过滤后进入样气室，进行介质成分分析，全程高温取样，全程管路自动加热，防止水汽冷凝，堵塞管路；同时定时自动反吹过滤器，使装置连续稳定运行。

进一步完善上述技术方案，采用比例面积法均分取样管段截面积得到若干个区域，所述取样器对应划分后区域的中心位置均设有取样嘴。

进一步地，所述取样器与烟气自加热管路连接处设有过滤装置。取样器抽吸的样气通过过滤装置过滤，去除固体颗粒物，防止对后面的介质成分分析仪产生干扰。

进一步地，所述过滤装置为利用304不锈钢材质烧结5um及1um两层组合式过滤装置。确保测量的烟气基本无粉尘，保证整个测量管路运行通畅，无堵塞。

进一步地，所述烟道上设有高温加热箱，高温加热箱与烟道内相通，所述测量气室固定在高温加热箱内上。将测量气室固定在高温加热箱内，利于烟道自身温度辐射给测量气室进行加热。

进一步地，所述换热管为布置在高温加热箱内的气源管。将气源管布置在高温加热箱内，利用烟气对流对气源进行热交换后成为反吹气源，确保反吹气源的温度与烟气温度基本保持一致，防止过滤器及管路堵塞。

进一步地，所述测量气室连接有若干组介质成分分析仪。根据客户需求配置相应介质成分分析仪，测量气室可同时对接多组介质成分分析仪。

进一步地，所述介质成分分析仪为激光光谱成分分析仪。利用激光反射或化学原理，可同时测量烟气各种成分。

采用上述烟气多成分多点取样测量系统进行测量方法，包括如下步骤：

（1）将烟道区域采用等比例面积法划分为多个取样管段，对应每个取样管段设置一个取样器，取样管段分为若干个区域，取样器一端通过支架水平支撑在烟道壁上、另一端通过螺栓与焊接法兰相连，取样器上对应取样管段区域的中心位置设有取样嘴，取样嘴处套接有过滤芯，取样嘴通过焊接法兰上的内螺纹孔与烟气自加热管路相连；

（2）烟气自加热管路与测量气室相连，测量气室安装在高温加热箱内，高温加热箱焊接在烟道上与烟道相通；测量气室一端口与就地控制柜相连、另一端口与介质成分分析仪相连；

（3）就地控制柜内安装空气过滤器，压缩空气首先进入空气过滤器进行过滤，过滤后的洁净空气通过换热管进行加热后给系统提供动力及对取样器进行反吹扫；

（4）取样时，烟道内的待采样介质经过取样器后进行过滤，再经烟气自加热管路到达测量气室，介质成分分析仪测量分析介质后将数据输出；

（5）反吹时，压缩气源进入空气过滤器后，进入换热管进行加热，换热管将压缩空气升至更高温度后通过烟气自加热管路进入取样器进行反吹扫。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明采用多组取样器组合使用，取样器数量由烟道划分区域多少决定，烟道区域采用按一定比例面积法划分，每块面积中心布置一个采样点，既能保证取样的代表性又能消除取样的盲区，让采样更趋于合理与准确；

（2）全程设有高温伴热管路，防止水汽冷凝，堵塞管路；

（3）利用压缩气源，无须电力驱动，抽吸负压稳定，使用寿命长，同时通过调节负压发生器负压实现均速取样；

（4）设有自动反吹过滤器，使装置连续稳定运行，采用空气过滤器滤出其中的水分及油污，防止设备管路堵塞；

（5）本发明集成取样及介质成分分析仪表，将烟道内介质抽吸过滤后进入测量气室，进行介质成分分析，组成多相流介质成分监测的多点分区取样测量系统，可根据客户需要同时对接多种烟气成分分析仪表进行多种成分的测量和监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图中：1、取样器，2、过滤装置，3、烟气自加热管路，4、高温加热箱，5、测量气室，6、介质成分分析仪，7、就地控制柜， 8、空气过滤器，9、换热管，10、烟道。

具体实施方式

下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：如图1所示的烟气多成分多点取样测量系统，包括多点取样组件、烟气自加热管路3、高温加热箱4、测量气室5、介质成分分析仪6、就地控制柜7、空气过滤器8；烟道10截面按等比例面积法均分为多个取样管段，取样器1对应取样管段设置，取样管段分为若干个区域，取样器1对应取样管段区域的中心位置设有取样嘴，取样器1对穿烟道安装并利用法兰固定，取样器1与烟气自加热管路3连接处设有过滤装置2，介质被取样后通过烟气自加热管路3进入测量气室4，测量气室固定在高温加热箱内，高温加热箱固定在烟道上与烟道相通；测量气室4一端口与介质成分分析仪6连接、另一端口与就地控制柜7相连，就地控制柜7放置于现场平台，压缩气源进入空气过滤器8后，进入换热器管9进行加热，换热管将压缩空气升至更高温度后通过烟气自加热管路3进入取样器1进行反吹扫。

当取样时，烟道10内所要采样的介质经过取样器1进入过滤装置2过滤，再经烟气自加热管路3到达测量气室5，介质成分分析仪6测量分析后将数据输入电子间；当反吹时，压缩气源进入空气过滤器8后，进入换热器管9进行加热，换热管将压缩空气升至更高温度后通过烟气自加热管路3进入取样器1进行反吹扫。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (9)

1.一种烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：包括多点取样组件、烟气自加热管路、测量气室、介质成分分析仪、就地控制柜、换热管；所述多点取样组件包括若干个均匀分布在烟道内的取样器，烟道截面按等比例面积法均分为多个取样管段，所述取样器对应取样管段设置；取样器经烟气自加热管路与测量气室相连，测量气室与介质成分分析仪相连；就地控制柜内设有空气过滤器，外部气源与空气过滤器相连，空气过滤器通过换热管与烟气自加热管路相连。

2.根据权利要求1所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：采用比例面积法均分取样管段截面积得到若干个区域，所述取样器对应划分后区域的中心位置均设有取样嘴。

3.根据权利要求2所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述取样器与烟气自加热管路连接处设有过滤装置。

4.根据权利要求3所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述过滤装置为利用304不锈钢材质烧结5um及1um两层组合式过滤装置。

5.根据权利要求1所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述烟道上设有高温加热箱，高温加热箱与烟道内相通，所述测量气室固定在高温加热箱内上。

6.根据权利要求5所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述换热管为布置在高温加热箱内的气源管。

7.根据权利要求1所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述测量气室连接有若干组介质成分分析仪。

8.根据权利要求7所述的烟气多成分多点取样测量系统，其特征在于：所述介质成分分析仪为激光光谱成分分析仪。

9.根据权利要求1-8任一所述的烟气多成分多点取样测量系统进行测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将烟道区域采用等比例面积法划分为多个取样管段，对应每个取样管段设置一个取样器，取样管段分为若干个区域，取样器一端通过支架水平支撑在烟道壁上、另一端通过螺栓与焊接法兰相连，取样器上对应取样管段区域的中心位置设有取样嘴，取样嘴处套接有过滤芯，取样嘴通过焊接法兰上的内螺纹孔与烟气自加热管路相连；

（2）烟气自加热管路与测量气室相连，测量气室安装在高温加热箱内，高温加热箱焊接在烟道上与烟道相通；测量气室一端口与就地控制柜相连、另一端口与介质成分分析仪相连；

（3）就地控制柜内安装空气过滤器，压缩空气首先进入空气过滤器进行过滤，过滤后的洁净空气通过换热管进行加热后给系统提供动力及对取样器进行反吹扫；

（4）取样时，烟道内的待采样介质经过取样器后进行过滤，再经烟气自加热管路到达测量气室，介质成分分析仪测量分析介质后将数据输出；

（5）反吹时，压缩气源进入空气过滤器后，进入换热管进行加热，换热管将压缩空气升至更高温度后通过烟气自加热管路进入取样器进行反吹扫。