CN209372503U - 一种高温气体在线取样快速冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于钢铁行业工业炉膛炉气降温技术领域，公开了一种高温气体在线取样快速冷却装置。以解决现有技术中炉气降温中存在的问题，该装置包括冷却腔室，冷却腔室的下部连接有压缩空气出口管路，冷却腔室的上部连接有压缩空气进口管路，冷却气腔室内装有样气腔室，样气腔室的底部装有蠕动泵排水管，蠕动泵排水管穿过冷却腔室的底部后连接有蠕动排水泵，样气腔室内装有钢球，样气腔室内还装有高温样气入口管，高温样气入口管的上端伸出样气腔室且与样气腔室的顶部固定，样气腔室的顶部还固定装有样气出口管，本实用新型在实用中不但简单实用，制作方便，而且安全可靠，保障了分析仪系统在线检测对样气温度的技术要求。

Description

一种高温气体在线取样快速冷却装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁行业工业炉膛炉气降温技术领域，具体涉及一种高温气体在线取样快速冷却装置。

背景技术

在钢铁行业，工业炉膛的燃烧主要包括高、焦、转炉煤气、各种混合煤气以及天然气气体。炉膛内部的炉气含量检测主要包括：热值分析仪、CO分析仪、CO2分析仪、O2分析仪等。分析仪测量数据的稳定性、准确性决定着炉膛温度的控制、空燃比的调整等决定着产品的质量的相关要素。分析仪采样过程中对炉气降温的要求标准是否满足是保障分析仪可靠运行的一个重要环节。

目前，国内外采用的炉气降温处理方法通常为：自然降温和冷凝器冷却降温。自然降温是指通过较长的测量管线分布，使抽吸出的炉内样气热量散发出去，达到降温目的，其缺点是滞后时间长；冷凝器冷却降温是通过冷凝器对样气进行降温，虽然减少了滞后时间，但价格昂贵。

高、焦、转炉煤气、各种混合煤气以及天然气在炉膛内部燃烧过程中炉内温度较高，一般为800-1200℃，炉膛炉气含量的降温检测方式就显得尤为重要。在日常的使用维护过程中发现，抽吸取样装置将炉气抽取出的过程中，炉气温度往往达不到分析仪的规范中对温度的要求，炉气降温过程缓慢或降低幅度有限。造成样气预处理设备与分析仪主机箱故障频发或损坏，不能达到预期的效果。造成了分析仪器不正常情况发生，加大了维修人员的维护频次及处理故障时间，浪费了高昂的设备备件费用。

衡量在线分析仪的性能指标主要有以下几个方面：测量精度、响应时间、测量稳定性、平均无故障时间。综上所述，可以这样讲，这几个关键的性能指标很大程度都要依赖于分析仪的采样预处理装置对样气的降温效果要求能否满足。

在生产过程中分析仪预处理装置降温效果不佳。重要生产线上，是不允许停炉检修的，这样会大大影响产量，带来严重的经济损失。而且，炉膛的炉气含量分析数据都是带联锁控制的，当监测值低于或者高于某一临界值时将会导致停炉，所以需要采取可行有效的方法降低或消除样气温度对分析仪带来的不利影响。因此，关键在于有效的降低样气温度是提高分析仪表运行可靠性是我们需要解决的问题。

目前针对解决分析仪的样气温度过高几乎没有很周全的方法，当现场发生分析仪系统故障时，通常都会影响到生产的产品质量或者直接导致停炉，现有技术无法解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中炉气降温中存在的问题，提供了一种结构简单、降温效果较好的高温气体在线取样快速冷却装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高温气体在线取样快速冷却装置，包括冷却腔室，冷却腔室的下部连接有压缩空气出口管路，冷却腔室的上部连接有压缩空气进口管路，冷却腔室内装有样气腔室，样气腔室的底部装有蠕动泵排水管，蠕动泵排水管穿过冷却腔室的底部后连接有蠕动排水泵，样气腔室内装有钢球，样气腔室内还装有高温样气入口管，高温样气入口管的上端伸出样气腔室且与样气腔室的顶部固定，样气腔室的顶部还固定装有样气出口管，样气出口管与分析仪管路连接。

进一步地，样气腔室的顶部伸出冷却腔室的顶部后焊接有下法兰，下法兰通过螺栓连接有上盲板法兰，上盲板法兰中贯穿并焊接有高温样气入口管、样气出口管。

进一步地，高温样气入口管包括与上盲板法兰焊接的上部样气入口管以及设置在样气腔室内的下部样气入口管，且上部样气入口管与下部样气入口管通过管接头连接。

进一步地，上盲板法兰与下法兰之间设有法兰密封垫。

进一步地，压缩空气出口管路上设有出口阀门。

进一步地，压缩空气进口管路上设有进口阀门。

进一步地，下部样气入口管的下端位于样气腔室的下部。

进一步地，蠕动泵排水管为变径管。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型的高温气体在线取样快速冷却装置通过将高温样气通入样气腔室，样气腔室的外侧装有冷却腔室，通过压缩冷空气进入冷却腔室循环，然后从压缩空气出口管路排出，同时，压缩冷空气带走热传导、热对流作用在样气腔室内钢球上产生的热量，从而达到对样气降温的目的。高温样气与钢球接触产生由于温度降低析出冷凝水。通过与样气腔室底部连接的蠕动泵排水管及蠕动泵将冷凝水排出，进而使样气对温度的要求满足分析仪要求的标准。本实用新型结构简单，实施方便，达到了提升分析仪系统测量准确性、稳定性、快速性的目的，保障了分析仪系统在线检测对样气温度的技术要求。

本实用新型从解决现场实际问题入手，减少分析仪由于样气温度过高出现的异常现象，保证了生产的稳定运行。可以广泛应用于工业炉膛内部炉气含量组分的降温取样分析。并依据现场实际需要，根据冷却压缩空气的流量调整达到最佳的降温目的，最终保障了分析仪主机对样气温度的要求，进行含量组分的分析。本实用新型在实用中不但简单实用，制作方便，而且安全可靠。消除了分析仪预处理系统降温环节不利带来的测量滞后、故障率高、维护费用高的弊端。

本实用新型样气腔室的顶部伸出冷却腔室的顶部后焊接有下法兰，下法兰通过螺栓连接有上盲板法兰，达到了样气腔室封闭的目的，同时上盲板法兰中贯穿并焊接有高温样气入口管、样气出口管。为高温样气入口管、样气出口管的固定提供了方便。

本实用新型的高温样气入口管包括与上盲板法兰焊接的上部样气入口管以及设置在样气腔室内的下部样气入口管，将高温样气入口管分为两段式，上部样气入口管与下部样气入口管通过管接头连接，安装拆卸较为方便。

本实用新型的上盲板法兰与下法兰之间设有法兰密封垫，对法兰连接处进行密封，防止了样气的泄漏。

本实用新型的压缩空气出口管路上设有出口阀门，压缩空气进口管路上设有进口阀门，通过进口阀门及出口阀门可以控制压缩空气进口管路及压缩空气出口管路的通断，操作较为方便。

本实用新型的下部样气入口管的下端位于样气腔室的下部，可以更多面积与钢球接触，达到更好冷却的效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记含义如下：1.上部样气入口管；2.样气出口管；3.法兰密封垫；4.压缩空气进口管路；5.冷却腔室；6.蠕动排水泵；7.蠕动泵排水管；8.压缩空气出口管路；9.钢球；10.样气腔室；11.螺栓；12.上盲板法兰；13.下法兰；14.下部样气入口管；15.进口阀门；16.出口阀门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种高温气体在线取样快速冷却装置，包括冷却腔室5，冷却腔室5的直径为80mm，冷却腔室5的下部连接有压缩空气出口管路8，压缩空气出口管路8上设有出口阀门16，冷却腔室5的上部连接有压缩空气进口管路4，压缩空气进口管路4上设有进口阀门15，冷却腔室5内装有样气腔室10，样气腔室10的直径为50mm，样气腔室10的底部装有蠕动泵排水管7，蠕动泵排水管7为10mm变6mm的变径管，蠕动泵排水管7穿过冷却腔室5的底部后连接有蠕动排水泵6，样气腔室10内装有钢球9，样气腔室10内还装有高温样气入口管，样气出口管2与分析仪管路连接。样气腔室10的顶部伸出冷却腔室5的顶部后焊接有下法兰13，下法兰13通过螺栓11连接有上盲板法兰12，且上盲板法兰12与下法兰13之间设有法兰密封垫3。上盲板法兰12中贯穿并焊接有10mm的高温样气入口管及样气出口管2。高温样气入口管包括与上盲板法兰12焊接的上部样气入口管1以及设置在样气腔室10内的下部样气入口管14，且上部样气入口管1与下部样气入口管14通过管接头连接。下部样气入口管14的下端位于样气腔室10的下部。

工作时，先将高温样气接入高温样气入口管，高温样气流经上部样气入口管1及下部样气入口管14，之后进入装满钢球9的样气腔室10内，同时打开进口阀门15，将压缩冷空气通过压缩空气进口管路4通入冷却腔室5，在压缩空气的作用下，压缩冷空气带走热传导、热对流作用在样气腔室内钢球9上产生的热量，降低样气温度。降低温度后的样气从样气出口管2进入分析仪预处理环节除湿、除尘、过滤，最终进入分析仪主机进行含量分析。之后打开出口阀门16，降温后的空气从压缩空气出口管路8流出。通过进口阀门15调节压缩空气进口流量的大小可控制样气温度。压缩空气流量越大，样气温度降温效果越好。同时，高温样气与钢球9接触产生由于温度降低析出冷凝水。通过与样气腔室10底部连接的蠕动泵排水管7及蠕动排水泵6将冷凝水排出，进而使样气对温度的要求满足分析仪要求的标准。

Claims (8)

1.一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：包括冷却腔室（5），冷却腔室（5）的下部连接有压缩空气出口管路（8），冷却腔室（5）的上部连接有压缩空气进口管路（4），冷却腔室（5）内装有样气腔室（10），样气腔室（10）的底部装有蠕动泵排水管（7），蠕动泵排水管（7）穿过冷却腔室（5）的底部后连接有蠕动排水泵（6），样气腔室（10）内装有钢球（9），样气腔室（10）内还装有高温样气入口管，高温样气入口管的上端伸出样气腔室（10）且与样气腔室（10）的顶部固定，样气腔室（10）的顶部还固定装有样气出口管（2），样气出口管（2）与分析仪管路连接。

2.根据权利要求1所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述样气腔室（10）的顶部伸出冷却腔室（5）的顶部后焊接有下法兰（13），下法兰（13）通过螺栓（11）连接有上盲板法兰（12），上盲板法兰（12）中贯穿并焊接有高温样气入口管、样气出口管（2）。

3.根据权利要求2所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述高温样气入口管包括与上盲板法兰（12）焊接的上部样气入口管（1）以及设置在样气腔室（10）内的下部样气入口管（14），且上部样气入口管（1）与下部样气入口管（14）通过管接头连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述上盲板法兰（12）与下法兰（13）之间设有法兰密封垫（3）。

5.根据权利要求4所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述压缩空气出口管路（8）上设有出口阀门（16）。

6.根据权利要求5所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述压缩空气进口管路（4）上设有进口阀门（15）。

7.根据权利要求3所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述下部样气入口管（14）的下端位于样气腔室（10）的下部。

8.根据权利要求1所述的一种高温气体在线取样快速冷却装置，其特征是：所述蠕动泵排水管（7）为变径管。