CN210090259U - 锅炉烟道的粉尘浓度测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置。粉尘浓度测量装置包括：热线风速仪，用于测量锅炉烟道的待测点的含尘气体的气流速度；采样仪器，具有与锅炉烟道连通的采样口和与采样口连通的过流通道；动力抽吸装置，与过流通道连通，动力抽吸装置用于抽吸来自采样仪器的含尘气体；粉尘分离器，与动力抽吸装置连通，粉尘分离器用于分离含尘气体中的粉尘和气体；称重仪器，设置在粉尘分离器的耳式支座下以测量分离出的粉尘的重量。应用本实用新型的技术方案，可以实时在线测量粉尘的浓度。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量领域，具体而言，涉及一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置。
背景技术
随着电力工业的快速发展，燃煤电厂对环境的染污越来越严重，尤其是锅炉尾部烟道粉尘排入大气，是形成雾霾天气的一个重要原因。为此，国家对雾霾进行大力整治，对燃煤电厂的环保要求越来越严格。经过多年的努力，大部分燃煤机组都进行了超低排放的技术改造，其污染排放物达到了燃气机组的排放水平。烟气中粉尘浓度是评估机组是否达到超低排放的重要技术参数。
现有技术中，对于锅炉尾部烟道内烟气粉尘浓度的测量通常采用常规的毕托管平行等速采样法采集烟气中烟尘，测量滤膜采样前后的质量计算烟尘采集量，除以等速采样体积来计算烟尘浓度。由于滤膜要取出来称重，样品容易受到环境的影响，且测量结果具有滞后性，无法实现在线测量。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置，可以实时在线测量粉尘浓度。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置，粉尘浓度测量装置包括：热线风速仪，用于测量锅炉烟道的待测点的含尘气体的气流速度；采样仪器，具有与锅炉烟道连通的采样口和与采样口连通的过流通道；动力抽吸装置，与过流通道连通，动力抽吸装置用于抽吸来自采样仪器的含尘气体；粉尘分离器，与动力抽吸装置连通，粉尘分离器用于分离含尘气体中的粉尘和气体；称重仪器，设置在粉尘分离器的耳式支座下以测量分离出的粉尘的重量。
进一步地，粉尘浓度测量装置还包括控制器，热线风速仪、采样仪器和动力抽吸装置均与控制器连接，控制器根据热线风速仪反馈的信号和采样仪器反馈的信号控制动力抽吸装置的抽吸力，以实现采样仪器对含尘气体的等速取样。
进一步地，粉尘浓度测量装置还包括控制器，称重仪器包括称重传感器，称重传感器与控制器连接，控制器根据称重传感器反馈的信号确定粉尘的重量。
进一步地，热线风速仪包括：本体部；感测元件，与本体部连接；过滤网，设置在感测元件的外周，过滤网用于过滤待测点的含尘气体。
进一步地，粉尘分离器的顶部设有第一出口，粉尘浓度测量装置还包括与第一出口连通的粉尘过滤器。
进一步地，粉尘分离器的底部设有第二出口，粉尘浓度测量装置还包括设置在第二出口处的控制阀。
进一步地，粉尘分离器的顶部还设有进口，动力抽吸装置通过连接管与进口连通。
进一步地，粉尘分离器为旋风分离器，粉尘分离器包括锥形壳体，粉尘浓度测量装置还包括位于锥形壳体壁面上的多个称重传感器，多个称重传感器绕锥形壳体的中心线间隔设置。
进一步地，采样仪器为L型的取样枪。
进一步地，粉尘浓度测量装置还包括底座，底座用于支撑粉尘分离器。
应用本实用新型的技术方案，由于粉尘浓度测量装置中设有独立的称重仪器，这样，无需像现有技术中那样将收集有粉尘的设备拆卸下来之后进行称重，因此，该技术方案中能够在线测量含尘气体中的粉尘浓度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本实用新型的锅炉烟道的粉尘浓度测量装置的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、热线风速仪；11、本体部；12、感测元件；13、过滤网；20、采样仪器；21、第一取样段；22、第二取样段；30、动力抽吸装置；40、粉尘分离器；50、称重传感器；51、粉尘过滤器；60、底座；70、控制阀；80、连接管；90、锅炉烟道。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置。该实施例的粉尘浓度测量装置包括热线风速仪10、采样仪器20、动力抽吸装置30、粉尘分离器40和称重仪器。其中，热线风速仪10用于测量锅炉烟道90的待测点的含尘气体的气流速度；采样仪器20具有与锅炉烟道90连通的采样口和与采样口连通的过流通道；动力抽吸装置30与过流通道连通，动力抽吸装置30用于抽吸来自采样仪器20的含尘气体；粉尘分离器40与动力抽吸装置30连通，粉尘分离器40用于分离含尘气体中的粉尘和气体；称重仪器设置在粉尘分离器40内以测量分离出的粉尘的重量。具体地，称重仪器设置在粉尘分离器40的耳式支座下。
通过上述设置，由于粉尘浓度测量装置中设有独立的称重仪器，这样，无需像现有技术中那样将收集有粉尘的设备拆卸下来之后进行称重，因此，该技术方案中能够在线测量含尘气体中的粉尘的浓度。
如图1所示，本实用新型的实施例中，称重仪器包括称重传感器50，控制器与称重传感器50连接并根据称重传感器反馈的信号计算粉尘的重量。
另外，现有技术中的测量技术需要人工操作，自动化程度低，工作量大，由于大部分测点悬空，生产现场工作环境恶劣。由于经过超低排放改造的机组其烟气粉尘浓度很低，对于机组排放到大气中烟气粉尘浓度的测量的准确性和精度有较高要求。在较低粉尘排放浓度下，这种膜测量技术经常出现测不到粉尘浓度的情况。
而本申请的上述技术方案中，称重传感器50能够实时测量分离出的粉尘的重量，且无需人工操作，自动化程度较高。
进一步地，热线风速仪10是将流速信号转变为电信号的一种热线风速仪器，具有响应快、能测量非定常流速的特点。
具体地，本实用新型的实施例中，如图1所示，热线风速仪10包括本体部11、感测元件12和过滤网13。其中，感测元件12与本体部11连接；过滤网13设置在感测元件12的外周，过滤网13用于过滤待测点的含尘气体。
上述设置中，设置过滤网13后，可以将锅炉烟道90内的粉尘进行隔离，确保尽量只有气体与感测元件12接触，从而提高了速度测量的精度和准确性。
本实用新型的实施例中，粉尘浓度测量装置还包括控制器。热线风速仪10、采样仪器20和动力抽吸装置30均与控制器连接，控制器根据热线风速仪10反馈的信号和采样仪器20反馈的信号控制动力抽吸装置30的抽吸力，以实现采样仪器20对含尘气体的等速取样。
如图1所示，本实用新型的实施例中，粉尘分离器40的顶部设有第一出口，粉尘浓度测量装置还包括与第一出口连通的粉尘过滤器51。
通过上述设置，设置粉尘过滤器51后，可以确保锅炉烟道90的含尘气体中的气体经粉尘过滤器51后排出，避免粉尘排出影响测量效果。
下面，结合附图对本申请的粉尘测量装置进行具体说明：
测量取样点的烟气流速采用带滤网的热线风速仪10，在热线风速仪10的本体部11焊接有“L”型取样枪，使热线风速仪10的本体部11与“L”型取样枪固定在一起，保证对粉尘进行等速取样；由“L”型取样枪的前端迎向烟气流，尾端与作为动力抽吸装置30的抽气泵相连通，利用抽气泵抽取含有粉尘的烟气；
在抽气泵另一端设置有粉尘分离器40、称重传感器50和粉尘过滤器51。其中，粉尘分离器40用于粉尘的收集和烟气的排空；粉尘分离器40为旋风分离器；在粉尘分离器40的顶部设置有粉尘过滤器51，用于排空烟气；粉尘分离器40和粉尘过滤器51通过不锈钢制成的连接管80连接成一个整体；在粉尘分离器40的耳式支座与底座之间设置有称重仪器，称重仪器用于测量粉尘的质量。
本申请的技术方案中，称重仪器、热线风速仪10和抽气泵均与控制器连接，通过作为控制器的计算机采集粉尘分离器40的粉尘重量、取样点烟气速度的测量数据，同时控制抽气泵，保证取样枪的采样口处的烟气流速等于热线风速仪10的取样点的烟气测量速度。
如图1所示，本实用新型的实施例中，粉尘分离器40的底部设有第二出口，粉尘浓度测量装置还包括设置在第二出口处的控制阀70。
通过上述设置，利用控制阀70可以根据需要排出位于粉尘分离器40的收集腔内的粉尘。
如图1所示，本实用新型的实施例中，粉尘分离器40的顶部还设有进口，动力抽吸装置30通过连接管80与进口连通。
如图1所示，本实用新型的实施例中，粉尘分离器40为旋风分离器，粉尘分离器40包括锥形壳体，粉尘浓度测量装置还包括三个称重传感器50，位于粉尘分离器40的耳式支座与底座60之间，在同一水平面内两两夹角内呈120°分布。以上也就是说，三个称重传感器50均匀间隔布置。
上述设置中，利用多个称重传感器50可以测量在离心力的作用下分离出的粉尘质量，确保测量的精确度。
本实用新型的实施例中，如图1所示，采样仪器20为L型的取样枪。具体地，L型的取样枪包括第一取样段21和与第一取样段21连接的第二取样段22，第一取样段21与第二取样段22之间具有夹角。过流通道开设在第一取样段21和第二取样段22上。
本实用新型的实施例中，如图1所示，粉尘浓度测量装置还包括底座60，底座60用于支撑粉尘分离器40。
参见图1，本实施例中锅炉烟道内的烟气用的粉尘浓度测量装置采用带有滤网的热线风速仪10测量气流速度，采用在“L”型取样枪对烟气中粉尘进行等速采样。测量时，由“L”型取样枪的第二取样段22的前端的采样口迎向烟气流，利用作为动力抽吸装置30的抽气泵的抽吸在取样枪中形成过流通道，等速收集烟气中粉尘。收集的粉尘通过橡胶材料制成的连接管80进入粉尘分离器40，在离心力的作用下，粉尘沉积在粉尘分离器40的底部，烟气通过粉尘过滤器51排入大气中。优选地，粉尘过滤器51采用膜分离技术，只有烟气分子可以通过，粉尘无法通过。
优选地，本申请的技术方案中设有三个称重传感器50，用于实时在线称量收集到粉尘的重量，只要保证进入粉尘收集器的烟气流量和排放量基本平衡，收集到的粉尘增加量可以比较准确的称量，通过以下公式计算可以准确快速获得测点烟气粉尘浓度值。
式中：V为待测点的气流速度，m/s；
A－取样枪的采样口的截面积，m2；
Cfc－实际工况下烟气含尘浓度，mg/m3；
dm－dt时间内粉尘增加量，mg；
dt－某一时间段，s；
实际测量前，将这种烟气粉尘浓度测量装置中的热线风速仪10、抽气泵和称重仪器利用信号线、网关等设备与作为控制器的计算机相联接。利用计算机实现数据采集、处理、数据显示以及过程控制。实际测量中，测点的气流速度通过热线风速仪10测量上传到计算机，由计算机计算出取样枪进口的流量，控制抽气泵的抽吸，保证取样枪对烟气中的粉尘进行等速取样。当吸入粉尘收集器的烟气流量和排放量基本平衡后，在计算机中设置采样时间dt值，进行测量。
具体地，采用带滤网的热线风速仪测量取样点的烟气流速；热线风速仪的本体部11与“L”型取样枪由焊接方式固定在一起；等速取样时“L”型取样枪的第二取样段22的前端迎向烟气流，取样枪的第一取样段21的尾端与抽气泵相连通，利用抽气泵抽取含有粉尘的烟气；含有粉尘的烟气进入旋风分离器，粉尘在离心力作用下沉降到旋风分离器的收集腔中，烟气通过位于旋风分离器顶部的粉尘过滤器51进入大气；旋风分离器与粉尘过滤器51通过中间不锈钢管连接成一个整体，在旋风分离器底座上设置有称重传感器50，用于测量粉尘的重量。本实用新型采用等速取样和称重法获得烟气粉尘浓度，具有操作简单、响应时间快、易携带、连续测量时间长和检测成本低优点，实现了烟气粉尘浓度的在线检测。
从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：利用独立设置的称重仪器可以实时在线称量收集到的粉尘质量，测量现场快速计算出粉尘浓度值，实现了智能在线测量目的；设置采用带滤网的热线风速仪，提高了速度测量的精度、准确性和动态响应特性，保证对粉尘进行等速取样，以适应超低排放机组的粉尘浓度测量；利用旋风分离器对粉尘进行更好收集，使粉尘颗粒沉积到分离器中，以便准确称量收集的粉尘质量。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种锅炉烟道的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘浓度测量装置包括：
热线风速仪(10)，用于测量锅炉烟道(90)的待测点的含尘气体的气流速度；
采样仪器(20)，具有与所述锅炉烟道(90)连通的采样口和与所述采样口连通的过流通道；
动力抽吸装置(30)，与所述过流通道连通，所述动力抽吸装置(30)用于抽吸来自所述采样仪器(20)的含尘气体；
粉尘分离器(40)，与所述动力抽吸装置(30)连通，所述粉尘分离器(40)用于分离所述含尘气体中的粉尘和气体；
称重仪器，设置在所述粉尘分离器(40)的耳式支座下以测量分离出的所述粉尘的重量。
2.根据权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘浓度测量装置还包括控制器，所述热线风速仪(10)、所述采样仪器(20)和所述动力抽吸装置(30)均与所述控制器连接，所述控制器根据所述热线风速仪(10)反馈的信号和所述采样仪器(20)反馈的信号控制所述动力抽吸装置(30)的抽吸力，以实现所述采样仪器(20)对所述含尘气体的等速取样。
3.根据权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘浓度测量装置还包括控制器，所述称重仪器包括称重传感器(50)，所述称重传感器(50)与所述控制器连接，所述控制器根据所述称重传感器(50)反馈的信号确定所述粉尘的重量。
4.根据权利要求1所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述热线风速仪(10)包括：
本体部(11)；
感测元件(12)，与所述本体部(11)连接；
过滤网(13)，设置在所述感测元件(12)的外周，所述过滤网(13)用于过滤所述待测点的含尘气体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘分离器(40)的顶部设有第一出口，所述粉尘浓度测量装置还包括与所述第一出口连通的粉尘过滤器(51)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘分离器(40)的底部设有第二出口，所述粉尘浓度测量装置还包括设置在所述第二出口处的控制阀(70)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘分离器(40)的顶部还设有进口，所述动力抽吸装置(30)通过连接管(80)与所述进口连通。
8.根据权利要求3所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘分离器(40)为旋风分离器，所述粉尘分离器(40)包括锥形壳体，所述粉尘浓度测量装置还包括位于所述锥形壳体壁面上的多个称重传感器(50)，所述多个称重传感器(50)绕所述锥形壳体的中心线间隔设置。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述采样仪器(20)为L型的取样枪。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的粉尘浓度测量装置，其特征在于，所述粉尘浓度测量装置还包括底座(60)，所述底座(60)用于支撑所述粉尘分离器(40)。
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| CN201920650304.0U CN210090259U (zh) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 锅炉烟道的粉尘浓度测量装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113866060A (zh) * | 2021-10-08 | 2021-12-31 | 华润水泥技术研发（广西）有限公司 | 一种烟室缩口粉尘浓度测试方法 |
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2019
- 2019-05-07 CN CN201920650304.0U patent/CN210090259U/zh active Active
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