CN116558903A - 烟气采样装置及烟气测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烟气采样装置及烟气测试系统，属于烟气采样领域。烟气采样装置包括：前端采样组件，位于采样装置的前端并具有烟气输入口，其包括：第一内管、第一外护管以及盖帽；其中，所述第一外护管套设于第一内管外侧且两者之间形成第一吸气通道，所述第一内管的内侧空间形成第二吸气通道；所述盖帽固定连接于第一内管的前端端部，所述盖帽的外壁与所述第一外护管之间具有第一环形通道，所述盖帽的内壁与所述第一内管之间具有第二环形通道，所述第一内管的管壁上开设吸入孔，所述吸入孔位于所述盖帽的内侧区域。本发明解决了现有含湿量采样装置抽吸烟气时会将冷凝液滴一同抽入以及高温伴热会改变烟道中烟气水蒸气含量的问题。

Description

烟气采样装置及烟气测试系统

技术领域

本发明涉及烟气采样领域，特别涉及一种冷凝烟气含湿量测量的烟气采样装置及测试系统。

背景技术

近年来，人们对大气污染的防控技术越来越重视，工业烟气的排放须严格按照国家排放标准，其排放的烟气的各项污染物含量主要采用烟气分析仪完成各项污染物的自动化测量，所以采集样品的精准程度直接影响检测的精度，进而影响整个工厂废气排放系统的正常工作。

目前，含湿量测试仪通常用于对冷凝锅炉内的烟气进行含湿量测试，其采用逆向抽吸装置将湿烟气吸入，在同点烟气伴热条件下，先测试湿烟气温度，后将湿烟气加热，利用湿敏电容测试加热后的烟气温度、相对湿度，计算出烟气含湿量。由于冷凝锅炉烟气中含有冷凝液滴，采用逆向取样虽然会过滤掉一部分液滴，但是采用抽吸装置抽吸烟气时仍然会将少量的冷凝液滴一同抽入，然后加热汽化，导致最终测量的含湿量不准确。另外，由于含湿量测量时后端需高温伴热，伴热温度较高时会导致外护管温度很高，此时放入烟道中采样时会导致部分冷凝液滴气化，增大了烟气中水蒸气含量，导致测量值与真实值不符。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是现有含湿量采样装置抽吸烟气时会将冷凝液滴一同抽入的问题。

本发明要解决的第二个技术问题是现有含湿量采样装置的外护管温度较高会改变烟道内的烟气中水蒸气含量。

针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种烟气采样装置，包括：前端采样组件，位于采样装置的前端并具有烟气输入口，其包括：第一内管、第一外护管以及盖帽；其中，所述第一外护管套设于第一内管外侧且两者之间形成第一吸气通道，所述第一内管的内侧空间形成第二吸气通道；所述盖帽固定连接于第一内管的前端端部，所述盖帽的外壁与所述第一外护管之间具有第一环形通道，所述盖帽的内壁与所述第一内管之间具有第二环形通道，所述第一内管的管壁上开设吸入孔，所述吸入孔位于所述盖帽的内侧区域。

本发明的部分实施方式中，还包括抽吸装置，所述抽吸装置包括与所述第一吸气通道连通的第一抽吸泵以及与所述第二吸气通道连通的第二抽吸泵。

本发明的部分实施方式中，所述第一抽吸泵的抽吸力大于所述第二抽吸泵的抽吸力。

本发明的部分实施方式中，还包括后端采样组件，位于采样装置的后端并与所述前端采样组件通过连接组件连通；所述后端采样组件包括：第二内管，所述第二内管的内部空间形成第三吸气通道并与所述第一内管的第二吸气通道连通；所述第二内管外壁设置加热装置；第二内护管，套设于第二内管上，并与所述第二内管的前端端部通过连接组件连接；第二外护管，套设于第二内护管外侧且两者之间形成第四吸气通道，所述第四吸气通道与所述第一吸气通道连通。

本发明的部分实施方式中，所述连接组件包括：内连接套，所述内连接套的前端与所述第一外护管固定连接，所述内连接套的后端与所述第二内护管固定连接；支撑板，所述支撑板固定连接于内连接套后端端部，所述第二内管的前端端部穿设于所述支撑板上；外连接套，所述外连接套套设于内连接套的外侧，其前端固定连接于所述第二内护管的端部，其后端固定连接于所述第二外护管的端部。

本发明的部分实施方式中，所述内连接套上设置用于连通第一吸气通道与第四吸气通道的连接通道，所述第二内护管上设有用于连通第一吸气通道与第四吸气通道的连通孔。

本发明的部分实施方式中，所述第一内管的后端端部与所述内连接套的连接通道隔离。

本发明的部分实施方式中，所述第一内管后端端部与所述第二内管的前端端部间隔设置。

本发明的部分实施方式中，所述第二外护管上设有出气接口，所述出气接口与所述第一抽吸泵连通。

本发明同时提供一种烟气测试系统，包括：上述烟气采样装置以及位于烟气采样装置后端的检测装置。

本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：

本发明的烟气采样装置中，通过在第一内管的前端端部设置封堵烟气直接进入第一内管内的盖帽，使烟气由盖帽与第一外护管之间的第一环形通道内进入该采样装置内，并由第一环形通道折返至第二环形通道并经过吸入孔进入第一内管内，烟道内的冷凝液沿第一吸气通道直接排至采样装置外侧，不会被吸入第一内管内侧的第二吸气通道上，第二吸气通道内的烟气不含冷凝液滴，以使该采样装置的采样结果更加准确。

进一步的，本发明的烟气采样装置中，通过在第二内管内侧设置加热装置，以实现该采样装置后段的高温伴热，烟气经过第二外护管和第二内护管之间的第四吸气通道，可有效阻隔第二内管内侧的热量传递，使第二外护管温度与烟道的温度相近，避免了高温伴热对烟道中烟气水蒸气含量的影响。

附图说明

下面将通过附图详细描述本发明中优选实施例，将有助于理解本发明的目的和优点，其中:

图1为本发明的烟气采样装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明的烟气采样装置的一种具体实施方式中前端采样组件的结构示意图；

图3为本发明的烟气采样装置的一种具体实施方式的部分结构示意图；

图4为本发明的烟气测试系统的一种具体实施方式的结构示意图；

图5为本发明的烟气测试系统的另一种具体实施方式的部分结构示意图。

实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示为本发明提供的烟气采样装置100的一种具体实施方式，该烟气采样装置的至少部分区域伸入待采样烟道气中，用于使烟气沿该烟气采样装置的前端吸至烟气采样装置的后端，并最终输送至检测装置200进行温湿度检测，最终获得烟道内烟气的含湿量等参数信息。其中，本发明中提到的“前端”是指采样装置或其组成部件中远离检测装置200的一端，“后端”是指采样装置或其组成部件中接近检测装置200的一端。

该烟气采样装置100包括：位于采样装置前端的前端采样组件10，前端采样组件10具有用于吸入待检测烟道烟气的烟气输入口，前端采样组件10包括：第一内管11、第一外护管12以及盖帽13；其中，所述第一外护管12套设于第一内管11外侧且两者之间形成第一吸气通道10a，所述第一内管11的内侧空间形成第二吸气通道10b；所述盖帽13固定连接于第一内管11的靠近烟气输入口的端部，所述盖帽13的外壁与所述第一外护管12之间具有第一环形通道10c，所述盖帽13的内壁与所述第一内管11之间具有第二环形通道10d，所述第一内管11的管壁上开设吸入孔11a，所述吸入孔11a位于所述盖帽13的内侧区域。

上述烟气采样装置100通过在第一内管11的前端设置封堵烟气直接进入第一内管11内的盖帽13，使烟气由盖帽13与第一外护管12之间的第一环形通道10c内进入该采样装置内，并由第一环形通道10c折返至第二环形通道10d并经过吸入孔11a进入第一内管11内，烟道内的冷凝液沿第一吸气通道10a直接排至外侧，不会被吸入至第一内管11内侧的第二吸气通道10b上，以使第二吸气通道10b内的烟气不含冷凝液滴，以使该采样装置的采样结果更加准确。

具体地，所述吸入孔11a与所述盖帽13的后端端部间隔设置，例如，所述吸入孔11a与所述盖帽13后端端部距离L1在5-10mm之间，沿该第一内管11的前端延伸方向，所述盖帽13的长度为15-25mm，以进一步避免冷凝液抽吸至第一内管11内侧。

具体地，该烟气采样装置100还包括抽吸装置，所述抽吸装置包括与所述第一吸气通道10a连通的第一抽吸泵31以及与所述第二吸气通道10b连通的第二抽吸泵32。采用抽吸装置加快烟气的吸入速度，其中，所述第一抽吸泵31的抽吸力大于所述第二抽吸泵32的抽吸力。通过第一抽吸泵31的大流量抽取将混合有冷凝液滴的湿烟气抽入并排出该采样装置外侧，第一内管11采用小流量的第二抽吸泵32抽取去除了冷凝液滴的湿烟气进入后端进行测量。

具体地，所述前端采样组件10中，第一内管11及第一外护管12分别包括互相垂直设置的第一段与第二段，其中，所述烟气输入口位于第一内管11及第一外护管12的第一段上。当采样装置伸入待检测烟道内时，第一内管11与第一外护管12的第一段与待检测烟道内的烟气流动方向一致且其端部背向待检测烟道的烟气来流方向，以避免正对烟气来流方向导致烟道内的冷凝液滴过多地进入该烟气采样装置100内。

具体地，该烟气采样装置100还包括位于采样装置后端的后端采样组件20，后端采样组件20与前端采样组件10的第二段延伸方向一致，且后端采样组件20与所述前端采样组件10通过连接组件40连通；所述后端采样组件20包括第二内管21，套设于第二内管21上的第二内护管22以及套设于第二内护管22外侧的第二外护管23，其中，所述第二内管21的内部空间形成第三吸气通道20a并与所述第一内管11的第二吸气通道10b连通，第二内管21的后端伸入检测装置200以进行烟气的含湿量检测；第二内护管22与所述第二内管21靠近第一内管11的端部通过连接组件40连接，第二内护管22与第二外护管23之间形成第四吸气通道20b，所述第四吸气通道20b与所述第一吸气通道10a连通。其中，第三吸气通道20a与第四吸气通道20b互相隔离，第三吸气通道20a的烟气直接进入检测装置200中，第四吸气通道20b的气体则通过第一抽吸泵31排出该采样装置外侧。

其中，所述第二内管21外壁设置加热装置24，以实现该采样装置后段的高温伴热，第一抽吸泵31抽取时的气流通过第二外护管23和第二内护管22之间的夹层（也即第四吸气通道20b），可有效阻隔第二内管21内侧热量的传递，使第二外护管23温度与抽入的烟道气温度相近，很好的保护了烟道的内环境。具体地，所述加热装置24为缠绕于第二内管21外壁上的电加热丝，所述加热装置24设置于第二内管21外壁的起点至终点，以实现全程加热，经过第二内管21的烟气进入检测装置200时不产生冷凝。

具体地，所述连接组件40包括内连接套41、外连接套42以及支撑板43；其中，所述内连接套41的前端与前端采样组件10的第一外护管12固定连接，所述内连接套41的后端与所述第二内护管22固定连接；所述外连接套42套设于内连接套41的外侧，其第一端固定连接于所述第二内护管22的端部，其第二端固定连接于所述第二外护管23的端部；所述支撑板43固定连接于所述内连接套41靠近所述第二内护管22的端部，所述第二内管21的端部固定连接于所述支撑板43上。

更具体地，如图1、图3所示，所述第一外护管12插接于所述内连接套41的前端通孔内并与之焊接固定，所述内连接套41的后端则插接于第二内护管22的内侧，所述内连接套41与第二内护管22之间通过密封圈实现密封连接。所述支撑板43的中部设置插接孔，所述第二内管21的前端插接于所述支撑板43的插接孔内，所述支撑板43与所述内连接套41之间焊接固定且两者之间形成第一内管11与第二内管21的连通腔40b，以使所述第一内管11的后端端部与所述第二内管21的前端端部具有间隔，避免两者直接对接由于管径不同形成的气流噪音过大的问题；所述支撑板43的外侧焊接固定于内连接套41的端部，避免第一内管11内的烟气进入第二内管21与第二内护管22之间的区域。具体地，所述内连接套41上设置用于连通第一吸气通道10a与第四吸气通道20b的连接通道40a，所述第二内护管22上设有用于连通第一吸气通道10a与第四吸气通道20b的连通孔22a。所述第一吸气通道10a的烟气经过第一外护管12的后端沿所述连接通道40a及连通孔22a进入至第二外护管23与第二内护管22之间的第四吸气通道20b内，经由第一抽吸泵31抽吸至外侧，采用上述连接组件40可实现前端采样组件10与后端采样组件20的可靠连接，并且经由连接组件40进行分流后，实现后端采样组件20中内外两通道烟气的密封隔离。

具体地，所述第一内管11远离烟气输入口的端部（即第一内管11的后侧端部）与所述内连接套41的连接通道40a隔离，以使第一内管11内部的第一吸气通道10a与所述连接通道40a内的烟气隔离，更具体地，所述内连接套41的后端中部设置与所述第一内管11的外径匹配的插接孔，所述第一内管11的远端插接于所述插接孔内并与之焊接固定以实现第一吸气通道10a与所述连接通道40a内的烟气隔离。具体地，所述第二外护管23上设有出气接口23a，所述出气接口23a与所述第一抽吸泵31连通。

如图4所示为本发明的烟气测试系统的一种具体实施方式，该测试系统包括烟气采样装置100以及位于烟气采样装置100后端的检测装置200，所述检测装置200包括用于检测第二内管21内侧烟气的温度传感器201与湿度传感器202。

具体地，所述烟气采样装置100的后端采样组件20中，所述第二外护管23的后端与所述检测装置200连接，所述第二内护管22及第二内管21则伸入所述检测装置200的内侧，第二内管21的后端端部与检测装置200的温度传感器201与湿度传感器202连通。

本发明的烟气测试系统，通过设置上述烟气采样装置100使经过第一内管11及第二内管21内的烟气与待检测烟道内的烟气基本一致，检测结果准确性更高，同时，采样装置的外护管温度不受内管的高温伴热影响，使烟气中水蒸气含量不会因采样装置改变，进一步提高了该测试系统的检测准确性。

具体地，一种具体实施方式中，如图5所示，所述烟气测试系统还包括安装于烟气采样装置上的测温元件50，所述测温元件50用于检测进入前端采样组件10内的烟气温度，由于测温元件50位于前段气路内部，且与后段加热区域较远，不受位于后端的第二内管21的加热干扰，能够更准确的测量烟气温度。具体地，所述测温元件50包括测温主体51以及感温杆52，所述测温主体51安装于所述支撑板43上，所述感温杆52则沿所述连接腔伸入至所述第一内管11内部，所述感温杆52的端部靠近所述第一内管11的第一段。更具体地，所述支撑板43与所述第一内管11的后端部相对的区域设置第一安装孔，所述测温主体51通过安装套筒60安装于所述支撑板43的第一安装孔内，所述安装套筒60与所述测温主体51外侧设置密封隔热套70，避免该测温元件50受到第二内管21的加热影响。所述支撑板43还设置第二安装孔，所述第二内管21插接固定于支撑板43的第二安装孔上。所述第一内管11的烟气则经过连通腔40b进入第二内管21内侧。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种烟气采样装置，其特征在于，包括：

前端采样组件，位于采样装置的前端并具有烟气输入口，其包括：第一内管、第一外护管以及盖帽；

其中，所述第一外护管套设于第一内管外侧且两者之间形成第一吸气通道，所述第一内管的内侧空间形成第二吸气通道；

所述盖帽固定连接于第一内管的前端端部，所述盖帽的外壁与所述第一外护管之间具有第一环形通道，所述盖帽的内壁与所述第一内管之间具有第二环形通道，所述第一内管的管壁上开设吸入孔，所述吸入孔位于所述盖帽的内侧区域。

2.根据权利要求1所述的烟气采样装置，其特征在于，还包括抽吸装置，所述抽吸装置包括与所述第一吸气通道连通的第一抽吸泵以及与所述第二吸气通道连通的第二抽吸泵。

3.根据权利要求2所述的烟气采样装置，其特征在于，所述第一抽吸泵的抽吸力大于所述第二抽吸泵的抽吸力。

4.根据权利要求1-3任一所述的烟气采样装置，其特征在于，还包括后端采样组件，位于采样装置的后端并与所述前端采样组件通过连接组件连通；所述后端采样组件包括：

第二内管，所述第二内管的内部空间形成第三吸气通道并与所述第一内管的第二吸气通道连通；所述第二内管外壁设置加热装置；

第二内护管，套设于第二内管上，并与所述第二内管的前端端部通过连接组件连接；

第二外护管，套设于第二内护管外侧且两者之间形成第四吸气通道，所述第四吸气通道与所述第一吸气通道连通。

5.根据权利要求4所述的烟气采样装置，其特征在于，所述连接组件包括：

内连接套，所述内连接套的前端与所述第一外护管固定连接，所述内连接套的后端与所述第二内护管固定连接；

支撑板，所述支撑板固定连接于所述内连接套后端端部，所述第二内管的前端端部穿设于所述支撑板上；

外连接套，所述外连接套套设于内连接套的外侧，其前端固定连接于所述第二内护管的端部，其后端固定连接于所述第二外护管的端部。

6.根据权利要求5所述的烟气采样装置，其特征在于，所述内连接套上设置用于连通第一吸气通道与第四吸气通道的连接通道，所述第二内护管上设有用于连通第一吸气通道与第四吸气通道的连通孔。

7.根据权利要求6所述的烟气采样装置，其特征在于，所述第一内管的后端端部与所述内连接套的连接通道隔离。

8.根据权利要求6所述的烟气采样装置，其特征在于，所述第一内管后端端部与所述第二内管的前端端部间隔设置。

9.根据权利要求4所述的烟气采样装置，其特征在于，所述第二外护管上设有出气接口，所述出气接口与第一抽吸泵连通。

10.一种烟气测试系统，其特征在于，包括：

权利要求1-9任一所述的烟气采样装置以及位于烟气采样装置后端的检测装置。