CN213091433U - 一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，包括主机、皮托管组件、采样管组件、预冷凝系统、冷凝系统，所述主机内部安装有电化学传感器组件、压力传感器、数据处理模块、流量控制系统，皮托管组件的皮托管导气管与压力传感器连接，电化学传感器组件、压力传感器分别与数据处理模块连接，烟气流量控制系统与电化学传感器组件连接，采样管组件的采样管与预冷凝系统连接，预冷凝系统与冷凝系统连接，冷凝系统与流量控制系统连接。预冷凝系统将烟道内的气体在正压下输送进采样组件后，温度由最高的800℃降至200℃左右，冷凝系统继续将温度降至环境温度，高效、显著的冷却气体温度，有效的保证了人身的安全以及后端器件的使用寿命。

Description

一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置

技术领域

本实用新型属于固定污染源监测设备技术领域，具体涉及一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置。

背景技术

高温高压烟尘烟气是固定污染源监测领域中的一种，这类烟尘烟气在烟道内处于正压状态，且远高于大气压；温度通常也高达800℃。若使用常规仪器进行采样与测量，高温高压烟尘烟气会对采样仪器造成不可逆的伤害。且使用常规仪器进行采样，面对高温高压工况，没有相关的防护处理措施，正压烟气容易从烟道内喷出，对现场采样工作人员存在安全隐患。

现有针对高温高压烟尘烟气的采样装置，制冷方式通常是：采样管接一个装冷却水的桶组成一个简易的冷凝器给烟气进行降温，需要手动为冷凝器加水，而高温正压烟道通常都是几十米的高度，受限于现场工况条件，水源不足，以至于冷却效果不显著，仍对采样装置造成损坏，现有装置的采样管与皮托管耐温性与耐腐蚀性也不能持久，需要经常更换，增加成本。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，主要克服现有针对高温正压烟道内烟尘烟气采集时冷凝器结构太简单，无法达到冷凝效果、对装置存在损坏等问题。

本实用新型提供了一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，包括皮托管组件，在现有技术的基础上，本实用新型进一步作出改进：还包括预冷凝系统、冷凝系统，所述采样管组件与预冷凝系统通过管路连通，给采集的烟尘烟气进行初步降温，所述预冷凝系统与冷凝系统通过管路连通，进一步将烟尘烟气降至环境温度。

优选的，所述预冷凝系统包括预冷凝桶、预冷凝弯管、进水管、出水管、进水阀、出水阀、导气管、流量控制阀，所述预冷凝桶分为冷凝水腔和导气腔，所述预冷凝弯管设置在预冷凝桶冷凝水腔内部，一端与采样管组件连通，另一端伸入导气腔，所述进水管与出水管分别与冷凝水腔连通，且进水管上设置进水阀、出水管上设置出水阀，所述导气管与导气腔连通，且设置流量控制阀。

优选的，所述预冷凝桶底部为锥形结构，且设置有排水阀。

优选的，所述冷凝系统包括壳体、循环水腔、烟尘烟气导气腔、储水腔、蛇形管、循环水进水管、循环水出水管、烟尘烟气进气管、水泵、烟尘出气管、烟气出气管、烟尘出气阀、烟气泄压阀、烟气出气阀，所述壳体内分为循环水腔、烟尘烟气导气腔和储水腔，所述蛇形管设置在循环水腔内部，其一端与烟尘烟气进气管连通，一端伸入烟尘烟气导气腔；所述循环水进水管、循环水出水管分别与循环水腔连通，所述循环水出水管连接水泵，且与预冷凝系统的进水管连通，所述循环水出水管与预冷凝系统的出水管连通；所述烟尘出气管和烟气出气管分别与烟尘烟气导气腔连通，所述烟尘出气管上设置有烟尘出气阀，所述烟气出气管上设置有烟气泄压阀和烟气出气阀。

优选的，所述储水腔底部为锥形结构，且设置有冷凝系统排水阀。

优选的，所述壳体包括外壳和内胆，所述外壳和内胆之间填充保温棉，所述壳体底部还安装有支架。

优选的，还包括流量控制系统，所述流量控制系统分为烟气流量控制系统和烟尘流量控制系统，所述烟气流量控制系统包括烟气进气嘴、烟气泵、气容、烟气流量计、电化学传感器组件；所述烟气进气嘴与冷凝系统的烟气出气管连接，所述进气嘴依次通过管路连接烟气泵、气容、烟气流量计和电化学传感器组件；所述烟尘流量控制系统包括烟尘进气嘴、电动流量调节阀、气体平滑缓冲腔、电子流量计；所述烟尘进气嘴与冷凝系统的烟尘出气管连接，所述烟尘进气嘴依次通过管路连接电动流量调节阀、气体平滑缓冲腔、电子流量计。

优选的，还包括皮托管组件和压力传感器，所述皮托管组件的皮托管导气管与压力传感器连接。

优选的，还包括防护系统，所述防护系统包括皮托管烟道口密封套、皮托管烟道口密封帽、采样管烟道口密封套和采样管烟道口密封帽，所述皮托管烟道口密封套与皮托管烟道口密封帽采用反罩式结构连接烟道口，所述采样管烟道口密封套和采样管烟道口密封帽也采用反罩式结构连接烟道口。

优选的，所述皮托管组件、采样管组件、预冷凝系统、冷凝系统均采用耐高温不锈钢材质。

本实用新型的有益效果：

预冷凝系统将烟道内的气体在正压下输送进采样组件后，温度由最高的800℃降至200℃左右，冷凝系统继续将温度降至环境温度，高效、显著的冷却气体温度，有效的保证了人身的安全以及后端器件的使用寿命。预冷凝系统和冷凝系统还具有除水的功能，烟气除水后保证后端主机内的器件不被损坏。预冷凝系统和冷凝系统均采用桶式结构，便于携带和加工，而且一次性装满冷却水即可完成一次采样工作，适合高空、高温恶劣环境作业。

防护系统用于本实用新型装置连接烟道口，起到遮挡和降温的作用，进一步保证了作业人员的人身安全。

流量控制系统精确计量烟尘、烟气采样的流量，并且烟尘采样与烟气测量分模块安装，保证测量精度和工作可靠性的同时，降低了生产成本、运行和维护成本低。烟气接口处有冷凝系统烟气泄压阀，防止环境空气倒吸，影响烟气检测的实验数据。本实用新型高温正压烟道烟尘烟气的采样装置整机具有易操作，安全可靠的特点。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体结构示意图，

图2为本实用新型皮托管组件、采样管组件以及预冷凝系统的结构示意图，

图3为本实用新型冷凝系统的结构示意图，

图4为本实用新型流量控制系统的结构示意图。

附图标注：

1、采样管组件，11、采样嘴，12、采样弯头，13、采样管，14、采样管把手，2、皮托管组件，21、皮托管，22、皮托管套管，23、皮托管导气管，24、皮托管把手，20、冷凝系统，200、壳体，201、烟尘烟气进气管，202、烟尘出气阀，203、烟气泄压阀，204、汽油滤芯过滤器，205、烟气出气阀，206、蛇形管，207、循环水腔，208、内胆，209、外壳，210、烟尘烟气导气腔，211、储水腔，212、支架，213、冷凝系统排水阀，214、循环水出水管， 215、水泵，216、循环水进水管，217、烟尘出气管，218、烟气出气管，3、预冷凝系统，30、排水阀，31、冷凝桶，32、预冷凝弯管，33、进水管，34、出水管，35、进水阀，36、出水阀，37、导气管，39、流量控制阀，311、冷凝水腔，312、导气腔，4、主机，41、电化学传感器组件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例

参照图1、2，本实施例提供的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，包括采样管组件1、皮托管组件2、预冷凝系统3、冷凝系统20、流量控制系统30、主机4。所述主机4内设置有流量控制系统30、压力传感器、数据处理模块，所述压力传感器与数据处理模块连接。所述采样管组件1包括采样嘴11、采样弯头12、采样管13、采样管把手14、刚玉滤筒，所述采样嘴11与采样管13连接，采样弯头12与采样管13连接，刚玉滤筒装夹在采样弯头12内，所述采样管把手14与采样管13连接。所述刚玉滤筒用来捕集烟尘。所述采样弯头12具有便于拆卸的六方结构。

参照图2，所述皮托管组件2包括皮托管21、皮托管套管22、皮托管导气管23、皮托管把手24、耐高温型温度及含湿量探头，所述皮托管为S型皮托管，所述皮托管21与皮托管导气管23连接，所述皮托管套管22罩设在皮托管21外部，所述皮托管把手24安装在皮托管把手24上，所述耐高温型温度及含湿量探头设置于皮托管套管内部首端，所述皮托管导气管23连接至主机4内部的压力传感器。通过皮托管组件2与压力传感器测得烟道内烟气动压与静压，从而自动计算出烟气的流速。所述耐高温型温度及含湿量探头用于探测烟道内的温度和湿度。

参照图2，所述预冷凝系统3包括预冷凝桶31、预冷凝弯管32、进水管33、出水管34、进水阀35、出水阀36、导气管37、流量控制阀39，所述预冷凝桶31分为冷凝水腔311和导气腔312，所述预冷凝弯管32设置在预冷凝桶31的冷凝水腔311内部，一端与采样管13连通，另一端伸入导气腔312，所述进水管33与出水管34分别与冷凝水腔311连通，且进水管33上设置进水阀35、出水管34上设置出水阀36，所述导气管37与导气腔312连通，且设置流量控制阀39，预冷凝桶31底部为锥形结构，且设置有排水阀30。所述预冷凝系统3 将烟道内的气体在正压下输送进采样组件1后温度由最高的800℃降至200℃左右，有效的保证了人身的安全以及后端器件的使用寿命。

参照图3，所述冷凝系统20包括壳体200、烟尘烟气进气管201、烟尘出气阀202、烟气泄压阀203、汽油滤芯过滤器204、烟气出气阀205、蛇形管206、循环水腔207、内胆208、外壳209、烟尘烟气导气腔210、储水腔211、支架212、冷凝系统排水阀213、循环水出水管214、水泵215、循环水进水管216、烟尘出气管217、烟气出气管218。所述壳体200包括外209壳和内胆208，所述外壳209和内胆208之间填充保温棉，所述壳体200底部还安装有支架212。所述壳体200内分为循环水腔207、烟尘烟气导气腔210和储水腔211，所述蛇形管206设置在循环水腔207内部，其一端与烟尘烟气进气管201连通，一端伸入烟尘烟气导气腔210。所述烟尘烟气进气管201与预冷凝系统3的导气管37连通；所述循环水进水管216、循环水出水管214分别与循环水腔207连通，所述循环水出水管214连接水泵215，且与预冷凝系统3的进水管33连通，所述循环水进水管与预冷凝系统3的出水管34连通；所述烟尘出气管217和烟气出气管218分别与烟尘烟气导气腔210连通，所述烟尘出气管217 上设置有烟尘出气阀202，所述烟气出气管218上设置有烟气泄压阀203、汽油滤芯过滤器204和烟气出气阀205。所述储水腔211底部为锥形结构，且设置有冷凝系统排水阀213。

所述预冷凝系统3的流量控制阀39与冷凝系统20的烟尘出气阀202、烟气泄压阀203 和烟气出气阀205组成初始流量控制系统，可以初步控制进入主机4的烟尘烟气流量。所述冷凝系统20用于高效冷却气体温度和除水，将温度降至环境温度，烟气除水后保证采样仪器不被损坏。壳体200采用桶式结构，便于携带和加工。

所述预冷凝系统3的预冷凝弯管32和冷凝系统20的蛇形管206均采用螺旋式结构，延长冷凝时间，提高冷凝效果。

所述采样管组件1、皮托管组件2、预冷凝系统20、冷凝系统30均采用耐高温不锈钢材质，包括但不限于310S、316等材质，大大提高装置的耐温性和耐腐蚀性，皮托管组件2和采样管组件1无需经常更换，节约成本。

参照图4，所述流量控制系统30由烟气流量控制系统与烟尘流量控制系统组成。所述烟尘流量控制系统包括烟尘进气嘴301、电动流量调节阀302、气体平滑缓冲腔303、电子流量计304，所述烟尘进气嘴301与冷凝系统20的烟尘出气管217连接，所述烟尘进气嘴301依次通过管路连接电动流量调节阀302、气体平滑缓冲腔303、电子流量计304。所述烟尘流量控制系统自动流量跟踪0-100L/min，控制稳定性为±2％。所述电子流量计304为高精度动压平衡耐腐蚀电子计。其中，电动流量调节阀302通过改变通经实现控制流量；气体平滑缓冲腔303采用蜂窝式结构，将不平缓气流进行平滑，保证流量检测的准确性；电子流量计304 对通过的气体流量进行精确测量。

所述烟气流量控制系统包括烟气进气嘴305、烟气泵306、气容307、烟气流量计308、电化学传感器组件41；所述烟气进气嘴305与冷凝系统20的烟气出气管218连接，所述烟气进气嘴305依次通过管路连接烟气泵306、气容307、烟气流量计308和电化学传感器组件 41。所述电化学传感器组件41可测得烟气内二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、硫化氢、氧含量等各种化学组分的含量。

所述预冷凝系统3和冷凝系统20的冷却水可在水泵215的作用下循环，烟气从采样管13 进入预冷凝弯管32，流经冷凝水腔311降温后进入导气腔312，并从导气管37排出，被降温的烟气产生的冷凝水储存在预冷凝桶31底部，流量由流量控制阀39控制。从预冷凝系统3 经过初步降温和除水的烟气再进入冷凝系统20的蛇形管206，流经循环水腔207降温后进入烟尘烟气导气腔210，被降温的烟气产生的冷凝水储存在储水腔211。烟气达到室温后分两路分别进入烟尘出气管217和烟气出气管218。进入烟尘出气管217的一路通过流量调节系统测量烟尘的体积。进入烟气出气管218的一路通过电化学传感器组件41分析烟气内二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、硫化氢、氧含量等各种化学组分的含量。

参照图2，本实施例的装置还包括防护系统5，将正压烟道气体缝隙喷出的高温气体有效的进行降温及遮挡，防止造成人身伤害。所述防护系统5包括皮托管烟道口密封套51、皮托管烟道口密封帽52、采样管烟道口密封套53和采样管烟道口密封帽54，所述皮托管烟道口密封套51与皮托管烟道口密封帽52采用反罩式结构连接烟道口，具体的，皮托管烟道口密封套51前端为外螺纹，将其安装在烟道口，再用皮托管烟道口密封帽52与其后端螺纹连接，皮托管烟道口密封套51与皮托管烟道口密封帽52中间为通孔，皮托管套管22从通孔中穿过。皮托管套管22与皮托管烟道口密封套51中间添加石墨盘根，起密封作用。所述采样管烟道口密封套53和采样管烟道口密封帽54也采用反罩式结构连接烟道口，其连接方式与皮托管的一样，不再赘述。所述皮托管烟道口密封套51可以在皮托管套管22上来回滑动，所述采样管烟道口密封套53也可以在采样管13上来回滑动，方便不同工况使用。

本实施例的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置适用于高温高压的污染源环境，可以对正压烟道内的烟尘进行采样，以及对烟气进行现场分析。

Claims (10)

1.一种高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，包括采样管组件，其特征在于：还包括预冷凝系统、冷凝系统，所述采样管组件与预冷凝系统通过管路连通，给采集的烟尘烟气进行初步降温，所述预冷凝系统与冷凝系统通过管路连通，进一步将烟尘烟气降至环境温度。

2.根据权利要求1所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述预冷凝系统包括预冷凝桶、预冷凝弯管、进水管、出水管、进水阀、出水阀、导气管、流量控制阀，所述预冷凝桶分为冷凝水腔和导气腔，所述预冷凝弯管设置在预冷凝桶冷凝水腔内部，一端与采样管组件连通，另一端伸入导气腔，所述进水管与出水管分别与冷凝水腔连通，且进水管上设置进水阀、出水管上设置出水阀，所述导气管与导气腔连通，且设置流量控制阀。

3.根据权利要求2所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述预冷凝桶底部为锥形结构，且设置有排水阀。

4.根据权利要求2所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述冷凝系统包括壳体、循环水腔、烟尘烟气导气腔、储水腔、蛇形管、循环水进水管、循环水出水管、烟尘烟气进气管、水泵、烟尘出气管、烟气出气管、烟尘出气阀、烟气泄压阀、烟气出气阀，所述壳体内分为循环水腔、烟尘烟气导气腔和储水腔，所述蛇形管设置在循环水腔内部，其一端与烟尘烟气进气管连通，一端伸入烟尘烟气导气腔；所述循环水进水管、循环水出水管分别与循环水腔连通，所述循环水出水管连接水泵，且与预冷凝系统的进水管连通，所述循环水出水管与预冷凝系统的出水管连通；所述烟尘出气管和烟气出气管分别与烟尘烟气导气腔连通，所述烟尘出气管上设置有烟尘出气阀，所述烟气出气管上设置有烟气泄压阀和烟气出气阀。

5.根据权利要求4所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述储水腔底部为锥形结构，且设置有冷凝系统排水阀。

6.根据权利要求4所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述壳体包括外壳和内胆，所述外壳和内胆之间填充保温棉，所述壳体底部还安装有支架。

7.根据权利要求4所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：还包括流量控制系统，所述流量控制系统分为烟气流量控制系统和烟尘流量控制系统，所述烟气流量控制系统包括烟气进气嘴、烟气泵、气容、烟气流量计、电化学传感器组件；所述烟气进气嘴与冷凝系统的烟气出气管连接，所述进气嘴依次通过管路连接烟气泵、气容、烟气流量计和电化学传感器组件；所述烟尘流量控制系统包括烟尘进气嘴、电动流量调节阀、气体平滑缓冲腔、电子流量计；所述烟尘进气嘴与冷凝系统的烟尘出气管连接，所述烟尘进气嘴依次通过管路连接电动流量调节阀、气体平滑缓冲腔、电子流量计。

8.根据权利要求1所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：还包括皮托管组件和压力传感器，所述皮托管组件的皮托管导气管与压力传感器连接。

9.根据权利要求8所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：还包括防护系统，所述防护系统包括皮托管烟道口密封套、皮托管烟道口密封帽、采样管烟道口密封套和采样管烟道口密封帽，所述皮托管烟道口密封套与皮托管烟道口密封帽采用反罩式结构连接烟道口，所述采样管烟道口密封套和采样管烟道口密封帽也采用反罩式结构连接烟道口。

10.根据权利要求8所述的高温正压烟道烟尘烟气的采样装置，其特征在于：所述皮托管组件、采样管组件、预冷凝系统、冷凝系统均采用耐高温不锈钢材质。

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