CN110793815A

CN110793815A - 一种矩阵式烟气取样装置

Info

Publication number: CN110793815A
Application number: CN201911048618.4A
Authority: CN
Inventors: 赵厚任; 俞俊波; 梁志明; 胡晓晖
Original assignee: Nanjing Transparency Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Nanjing Transparency Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2020-02-14

Abstract

本发明涉及一种矩阵式烟气取样装置，包括取样管、混合母管、CEMS探头、高压气源、节流阀、气动抽风机、三通切换阀、返回烟道管路及换热器，取样管均布在烟道内，换热器嵌于烟道内并与烟道侧壁内表面相互连接，混合母管前端面通过多通接头分别与各取样管后端面连通，混合母管后端位于烟道外与三通切换阀连通，高压气源均通过换热器分别与三通切换阀及气动抽风机相互连通，CEMS探头嵌于混合母管中。本发明一方面可有效满足多种不同结构类型烟道及烟气检测设备配套使用的需要，另一方面可实现对烟道内烟气进行全面同步采样，有效提高烟气检测采样样本在烟道中分布的全面性，另可有效的防止烟气中粉尘沉积而导致设备堵塞情况发生。

Description

一种矩阵式烟气取样装置

技术领域

本发明涉及一种烟气样本采样装置，确切的说是一种矩阵式烟气取样装置。

背景技术

目前在对各类烟囱、烟道等尾气排放设备中，为了满足烟气检测作业的需要，往往需要在烟道中设烟气采样机构，一方面对烟道内烟气进行采样，满足检测的需要，另一方面对检测设备的检测探头进行有效防护，但在实际使用中发现，当前的所使用的采样设备往往均为一根至三根相互独立运行的空心管状结构，虽然可以满足烟气采样的需要，但烟气内烟道采集位置固定，不能全面有代表性的对烟气进行采样作业，从而影响了检测作业的精度，同时在烟气采样中，极易因烟气中粉尘等污染物堵塞而导致设备故障，从而导致当前烟气检测作业精度、连续性及设备运行稳定性差，设备运行及维护成本高。

因此，针对以上问题，迫切需要开发一种全新的烟气采样设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种矩阵式烟气取样装置，该发明结构简单，使用灵活方便，布局合理，通用性好，一方面可有效满足多种不同结构类型烟道及烟气检测设备配套使用的需要，另一方面可实现对烟道内烟气进行全面同步采样，有效提高烟气检测采样样本在烟道中分布的全面性，从而提高烟道内烟气检测作业的精度，此外本发明运行中可有效的防止烟气中粉尘沉积而导致设备堵塞情况发生，从而有效的提高本发明运行的稳定性、连续性，并降低了设维护作业成本。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种矩阵式烟气取样装置，包括取样管、混合母管、CEMS探头、高压气源、节流阀、气动抽风机、三通切换阀、返回烟道管路及换热器，其中取样管环绕烟道轴线均布在烟道内，各取样管间相互并联，换热器嵌于烟道内并与烟道侧壁内表面相互连接，混合母管有效长度60％-90％部分嵌于烟道内，其前端面通过多通接头分别与各取样管后端面连通，混合母管后端位于烟道外与返回烟道管路连通，三通切换阀布置在返回烟道管路上，三通切换阀分别与气动抽风机、高压气源相互连通，高压气源另通过导流管分别与烟气动抽风机相互连通，且高压气源均通过换热器分别与三通切换阀及气动抽风机相互连通，CEMS探头嵌于混合母管中并与混合母管同轴分布，且混合母管内径为CEMS探头最大直径的1.1-2.5倍，高压气源与换热器、三通切换阀及气动抽风机间通过节流阀相互连通。

进一步的，所述的取样管中，相邻两条取样管间间距不小于200mm，且取样管长度为200-2000mm，取样管的外管径尺寸50mm-200mm，壁厚为4-5毫米；所述混合母管管径为取样管管径总和的0.7-1.8倍，长度不小于1000毫米。

进一步的，所述的取样管、混合母管均沿烟道轴线斜向下方向分布，且取样管、混合母管轴线与烟道轴线呈30°-90°夹角，所述取样管轴线与混合母管轴线呈0°-90°夹角并相交。

进一步的，所述的取样管中，各取样管前端面与混合母管前端面连接位置之间的连接距离相同。

进一步的，所述的返回烟道管路上设一个流量传感器，且所述流量传感器同混合母管与返回烟道管路接口处间间距为1/2至返回烟道管路长度的2/3。

进一步的，所述的CEMS探头长度不大于混合母管长度的2/3，且CEMS探头前端面与混合母管前端面间间距不小于混合母管长度的1/4，且不小于100毫米。

进一步的，所述的高压气源为高压空气、高压惰性气体中的任意一种，且所述的高压气源压力为0.6-0.7兆帕。

进一步的，所述的混合母管前端面设防护装置。

进一步的，所述的防护装置为金属网、过滤棉、防护栅栏，且防护装置前端面面积为取样管前端面面积的30％-90％。

进一步的，所述的高压气源接入嵌于烟道内换热器，与烟道烟气充分换热。

本发明结构简单，使用灵活方便，布局合理，通用性好，一方面可有效满足多种不同结构类型烟道及烟气检测设备配套使用的需要，另一方面可实现对烟道内烟气进行全面同步采样，有效提高烟气检测采样样本在烟道中分布的全面性，从而提高烟道内烟气检测作业的精度，此外本发明运行中可有效的防止烟气中粉尘沉积而导致设备堵塞情况发生，从而有效的提高本发明运行的稳定性、连续性，并降低了设维护作业成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为混合母管、CEMS探头、高压气源、节流阀、换热器连接关系结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手端、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和2所述的一种矩阵式烟气取样装置，包括取样管1、混合母管2、CEMS探头3、高压气源4、节流阀5、气动抽风机6、返回烟道管路13、三通切换阀7及换热器8，其中取样管1环绕烟道9轴线均布在烟道9内，各取样管1间相互并联，换热器8嵌于烟道9内并与烟道9侧壁内表面相互连接，混合母管2有效长度60％-90％部分嵌于烟道9内，其前端面通过多通接头10分别与各取样管1后端面连通，混合母管2后端位于烟道9外与返回烟道管路连通，三通切换阀7布置在返回烟道管路13上，三通切换阀7分别与气动抽风机6、高压气源4相互连通，高压气源4另通过导流管别与烟气动抽风机6相互连通，高压气源4均通过换热器8分别与三通切换阀7及气动抽风机6相互连通，CEMS探头3嵌于混合母管2中并与混合母管2同轴分布，且混合母管2内径为CEMS探头3最大直径的1.1-2.5倍，高压气源4与换热器8、三通切换阀7及气动抽风机6间通过节流阀5相互连通。

其中，所述的取样管1中，相邻两条取样管间间距不小于200mm，且取样管长度为200-2000mm，取样管的外管径尺寸50mm-200mm，壁厚为3-5毫米；所述混合母管管径为取样管管径总和的0.7-1.8倍，长度不小于1000毫米。

进一步优化的，所述的取样管1、混合母管2均沿烟道9轴线斜向下方向分布，且取样管1、混合母管2轴线与烟道9轴线呈30°-90°夹角，所述取样管1轴线与混合母管2轴线呈0°-90°夹角并相交。

重点说明的，所述的取样管1中，各取样管1前端面与混合母管2前端面连接位置之间的连接距离相同，返回烟道管路上设一个流量传感器，且所述流量传感器同混合母管与返回烟道管路接口处间间距为1/2至返回烟道管路长度的2/3。

进一步优化的，所述的CEMS探头3长度不大于混合母管长度2的2/3，且CEMS探头3前端面与混合母管2前端面间间距不小于混合母管2长度的1/4，且不小于100毫米。

进一步优化的，所述的高压气源4为高压空气、高压惰性气体中的任意一种，且所述的高压气源4压力为0.6-0.7兆帕。

此外，所述的混合母管2前端面设防护装置12，且所述的防护装置12为金属网、过滤棉、防护栅栏，且防护装置12前端面面积为混合母管2前端面面积的30％-90％。

本实施例中，所述的高压气源4接入嵌于烟道内换热器8，与烟道烟气充分换热。

本发明在具体实施中，首先根据烟道结构类型，将至少16个取样管环绕烟道轴线均布在烟道内表面，并使各取样管通过多通接头与安装了CEMS探头的混合母管前端面连，且混合母管有效长度60％-90％部分嵌于烟道内，运行时烟道内部的混合母管温度与烟道外混合母管的温度差不大于50℃，最后将混合母管后端通过三通切换阀分别与气动抽风机、高压气源相互连通，高压气源另通过导流管分别与烟道及气动抽风机相互连通，高压气源与换热器、三通切换阀及气动抽风机间通过节流阀相互连通。从而完成本发明装配，且在运行中，可通过节流阀对高压气源的气压进行调节，以满足不同使用目的的需要。

在进行烟气采样时，首先由高压气源驱动气动抽风机运行，使得取样管、混合母管内形成负压环境，通过负压驱动烟道内的烟气吸入到取样管内，并通过取样管输送并汇流至混合母管内，然后由混合母管内CEMS探头进行检测作业，从而实现通过多个取样管同时在烟道内同时进行烟气采样，达到对烟道内烟气全面检测作业的需要。

在进行检测作业的同时，一方面通过取样管前端面的防护装置防止烟气中粉尘等污染物造成的取样管、混合母管堵塞而造成的设备故障，另一方面通过调整三通切换阀的连通方向，将高压气源的高压气流直接吹入到取样管、混合母管内，通过高压气流将取样管、混合母管内的粉尘等污染物进行清理并排放到烟道中，从而达在防止堵塞的同时，有效实现对取样管、混合母管进行清理作业的目的。

除此之外，在通过取样管对烟道进行采样时，另高压气源首先通过换热气与烟道内烟气进行热交换后再输送至气动抽风机、三通切换阀处，驱动本发明运行，防止因高压气源气体温度过低并直接与高温烟气接触混合时，造成烟气降温而导致烟气中产生大量混合有二氧化硫等腐蚀性的冷凝水、固体污染物析出并对本发明设备造成腐蚀，从而进一步提高本发明设备运行的稳定性和可靠性。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于：所述的矩阵式烟气取样装置包括取样管、混合母管、CEMS探头、高压气源、节流阀、气动抽风机、三通切换阀、返回烟道管路及换热器，其中所述的取样管环绕烟道轴线均布在烟道内，各取样管间相互并联，所述换热器嵌于烟道内并与烟道侧壁内表面相互连接，所述混合母管有效长度60％-90％部分嵌于烟道内，其前端面通过多通接头分别与各取样管后端面连通，所述混合母管后端位于烟道外与返回烟道管路连通，三通切换阀布置在返回烟道管路上，所述三通切换阀分别与气动抽风机、高压气源相互连通，所述高压气源另通过导流管分别与烟气动抽风机相互连通，且所述高压气源均通过换热器分别与三通切换阀及气动抽风机相互连通，所述CEMS探头嵌于混合母管中并与混合母管同轴分布，且所述混合母管内径为CEMS探头最大直径的1.1-2.5倍，所述高压气源与换热器、三通切换阀及气动抽风机间通过节流阀相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的取样管中，相邻两条取样管间间距不小于200mm，且取样管长度为200-2000mm，取样管的外管径尺寸50mm-200mm，壁厚为3-5毫米；所述混合母管管径为取样管管径总和的0.7-1.8倍，长度不小于1000毫米。

3.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的取样管、混合母管均沿烟道轴线斜向下方向分布，且取样管、混合母管轴线与烟道轴线呈30°-90°夹角，所述取样管轴线与混合母管轴线呈0°-90°夹角并相交。

4.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的取样管中，各取样管前端面与混合母管前端面连接位置之间的连接距离相同。

5.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的返回烟道管路上设一个流量传感器，且所述流量传感器同混合母管与返回烟道管路接口处间间距为1/2至返回烟道管路长度的2/3。

6.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的CEMS探头长度不大于混合母管长度的2/3，且CEMS探头前端面与混合母管前端面间间距不小于混合母管长度的1/4，且不小于100毫米。

7.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的高压气源为高压空气、高压惰性气体中的任意一种，且所述的高压气源压力为0.6-0.7兆帕。

8.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的混合母管前端面设防护装置。

9.根据权利要求8所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的防护装置为金属网、过滤棉、防护栅栏，且防护装置前端面面积为混合母管前端面面积的30％-90％。

10.根据权利要求1所述的一种矩阵式烟气取样装置，其特征在于，所述的高压气源接入嵌于烟道内换热器，与烟道烟气充分换热。