CN219245132U - 一种烟气采样及检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于烟气检测装置制造技术领域，具体为一种烟气采样及检测装置，包括高温加热腔，高温加热腔上设有进口和出口，高温加热腔的出口连通烟尘测量腔，烟尘测量腔上背向高温加热腔的一侧与降温引流负压器的吸入端连通，降温引流负压器的输出端背向烟尘测量腔，解决了现有技术中的烟气采样装置采集的烟气中的颗粒物比实际值低以及现有的烟气检测装置测量后的废气没有降温处理，容易引起火灾的问题和现有技术的采样泵采样时会有颗粒物残留，导致采集富含烟尘的烟气时容易堵塞的问题。

Description

一种烟气采样及检测装置

技术领域

本申请属于烟气检测装置制造技术领域，具体为一种烟气采样及检测装置。

背景技术

随着燃煤电厂超净排放改造的完成与普及，湿法脱硫成为燃煤电厂普遍采用的脱硫工艺。而经过湿法脱硫工艺系统的烟气温度具有烟温低，湿度大，颗粒物浓度低等特点，烟气中存在大量液态的水滴或水雾对原位测量的烟尘仪影响巨大，因此湿法脱硫后的颗粒物浓度监测大多采用抽取式烟尘仪，即将烟气从烟道中抽取出来，再对烟气高温加热后，满足原位测量烟尘仪的测量要求后再进行测量。因此设计的采样检测系统需要将烟气从烟道抽取出来并高温加热处理后，去除烟气中液态水滴和雾对测量的影响。

针对上述情况，现有技术的一种烟尘仪为原位安装测量，通过安装法兰将烟尘仪安装在烟道壁外侧。烟道内烟气夹带颗粒物经过烟尘仪测量区时，激光器发出的激光束照射到颗粒物后会产生散射光，由反射镜将散射光汇聚到石英棒的一端，再由石英棒将光传导至检测器上，从而测量得到散射光强度，经过计算得出被照射颗粒物浓度。烟尘仪配有吹扫气管，防止烟气从测量跨口两侧的透光孔中倒灌入烟尘仪内部，污染光学部件。这种原位测量烟尘仪利用激光散射原理测量具有如下缺点：没有对烟气进行高温加热处理，使烟气中的液态水都变为水蒸气，之后再进行测量，被测烟气中的液态水滴或水雾对测量准确度有巨大影响，因此无法直接测量低温湿烟气。

另一种现有技术方案(如图1所示)为增加一个采样泵12将低温湿烟气13从烟道中抽出，然后经过280℃的加热炉10高温加热之后，让烟气中的液态水滴和水雾迅速变为水蒸气，从而消除液态水对光学法测量的影响。最后将高温处理后的烟气注入测量烟尘仪1的测量区5，再由原位反射镜6将激光器2照射颗粒物8产生的散射光汇聚至石英棒7的一端，汇聚的散射光传输至检测器3测量得出颗粒物浓度。经过加热后的烟气温度应至少为180℃，以免高温加热后烟气在测量区5处与常温吹扫气4混合后因温度过低冷凝出现液态水从而影响烟尘仪测量的准确性。这种技术的缺点为：1、烟气中含有大量烟尘颗粒物，流经采样泵时会有颗粒物残留，造成采样泵叶片堵塞磨损，使得采样泵的故障率较高。2、同时采样泵内残留的颗粒物也会造成测量颗粒物浓度的比实际值偏低很多。3、经过测量后的废气温度太高，温度可达180-220℃，没有额外增加防护处理，否则容易引起火灾。

实用新型内容

本申请的目的是针对现有技术的缺点，采用设置降温引流负压器的方式，设计了一种烟气采样及检测装置，并且了烟气采样泵的使用，使得测量颗粒物的浓度与实际值相等，并且能够对测量后的废气进行降温处理，解决了现有技术中的烟气采样装置采集的烟气中的颗粒物比实际值低以及现有的烟气检测装置测量后的废气没有降温处理，容易引起火灾和现有技术的采样泵采样时会有颗粒物残留，导致采集富含烟尘的烟气时容易堵塞的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种烟气采样装置，包括高温加热腔，所述高温加热腔上设有进口和出口，所述高温加热腔的出口连通烟尘测量腔，所述烟尘测量腔上背向所述高温加热腔的一侧与降温引流负压器的吸入端连通，所述降温引流负压器的输出端背向所述烟尘测量腔。

优选的，所述降温引流负压器包括气泵、异形管、盖管，所述盖管的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管上内径小的一端的内径与所述盖管上内径小的一端的内径相等，所述盖管上内径小的一端与所述异形管内径小的一端连接，所述异形管上内径小的一端径向设有通气孔，所述异形管与所述盖管组成的整体的内壁上设有与所述通气孔配合的孔帽，所述孔帽的开口背向所述盖管，所述盖管背向所述异形管的一端与所述烟尘测量腔的内部连通，所述气泵的输出端通过气管在异形管外与所述通气孔连通。

优选的，所述异形管的管壁的上段为中空结构，所述通气孔的两端之间贯穿所述中空结构。

优选的，所述孔帽的根部设于所述盖管的内侧壁上。

一种烟气检测装置，包括上述的烟气采样装置，所述烟尘测量腔内设有烟气指标转换器和检测器，所述烟气指标转换器的输入端朝向所述高温加热腔与烟尘测量腔的连通处，所述检测器设于所述烟气指标转换器的输出端处。

优选的，所述烟尘测量腔包括主测量壳体和辅测量壳体，所述辅测量壳体的外侧壁与所述主测量壳体的外侧壁固定连接，所述主测量壳体上径向设有与所述高温加热腔的出口连通的连通口，所述烟气指标转换器的输入端与输出端之间贯穿所述主测量壳体与辅测量壳体相互连接的侧壁，所述烟气指标转换器的输入端和输出端分别在所述主测量壳体内和辅测量壳体内，所述检测器设于所述辅测量壳体内。

优选的，所述烟气指标转换器包括反射镜、石英棒、激光器，所述石英棒的两端之间贯穿所述主测量壳体与辅测量壳体相互连接的侧壁，所述石英棒的一端在所述主测量壳体内，另一端在所述辅测量壳体内，所述反射镜设于所述主测量壳体内，所述反射镜在所述石英棒与所述高温加热腔的出口之间，所述反射镜在所述高温加热腔的出口与所述主测量壳体背向所述辅测量壳体的一端之间，所述激光器设于所述辅测量壳体内，所述辅测量壳体和所述主测量壳体之间设有相互连通的透光孔，所述激光器发射的激光穿过所述透光孔到所述反射镜上再反射到所述石英棒上，所述检测器设于所述辅测量壳体内，所述检测器与所述石英棒同轴，所述检测器的检测面朝向所述石英棒。

优选的，所述辅测量壳体内还设有吹扫气管，所述吹扫气管从所述辅测量壳体内伸入所述主测量壳体内，所述吹扫气管与所述主测量壳体的内部连通。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

1、本申请采用设置降温引流负压器的方式，设计了一种烟气采样及检测装置，并且了烟气采样泵的使用，使得测量颗粒物的浓度与实际值相等，并且能够对测量后的废气进行降温处理，解决了现有技术中的烟气采样装置采集的烟气中的颗粒物比实际值低以及现有的烟气检测装置测量后的废气没有降温处理，容易引起火灾的问题。

2、本申请的烟气采样装置可独立工作，适配现有原位测量烟尘仪，可节约大量生产改造成本。采样系统采样的含尘烟气全程在密闭管路中流动，不污染环境的同时也不经过风机叶片等运动部件，不存在烟尘堆积损坏转动部件的问题。

3、本申请的烟气采样装置排出的废气(被检测后的烟气或烟尘)温度与烟气温度基本一致，便于废气的排放处理。

4、本申请解决了现有技术的采样泵采样时会有颗粒物残留，导致采集富含烟尘的烟气时容易堵塞的问题。

附图说明

图1为现有技术中烟气采样检测系统的结构示意图；

图2为本申请中烟气采样装置的结构示意图；

图3为本申请中异形管与盖管配合后的结构示意图；

图4为图3中A处的放大图；

图5为异型管的爆炸图；

图6为本申请中的烟气检测装置的结构示意图。

其中：1、原位测烟仪；2、激光器；3、检测器；4、吹扫气管；5、测量区；6、反射镜；7、石英棒；8、颗粒物；9、连接气管；10、加热炉；11、风机气管；12、采样泵；13、低温湿烟气；14、气泵；15、异形管；16、盖管；17、通气孔；18、孔帽；19、中空结构；20、主测量壳体；21、辅测量壳体；22、透光孔。

具体实施方式

参见图1-6，一种烟气采样装置，包括高温加热腔，所述高温加热腔上设有进口和出口，所述高温加热腔的出口连通烟尘测量腔，所述烟尘测量腔上背向所述高温加热腔的一侧与降温引流负压器的吸入端连通，所述降温引流负压器的输出端背向所述烟尘测量腔。

在本实施方式中，使用时，由于降温引流负压器是设置在烟尘测量腔上背向所述高温加热腔的一侧，在降温引流负压器的作用下，使得烟尘测量腔内为负压，因此，烟尘(烟气)会自动进入到高温加热腔，也就是，烟尘(烟气)会直接进入到高温加热腔内，不用经过采样泵，这样就避免了烟气中含有的大量烟尘颗粒物流经采样泵时会产生颗粒物残留，造成采样泵叶片堵塞磨损，使得采样泵的故障率较高的情况发生，在检测结束之后，降温引流负压器便对被测量后的废气进行降温，从而避免测量(检测)后的废气直接排放容易引起火灾的隐患。

作为一种优选的方式，如图2、图3、图4、图5所示，所述降温引流负压器包括气泵14、异形管15、盖管16，所述盖管16的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管15的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管15上内径小的一端的内径与所述盖管16上内径小的一端的内径相等，所述盖管16上内径小的一端与所述异形管15内径小的一端连接，所述异形管15上内径小的一端径向设有通气孔17，所述异形管15与所述盖管16组成的整体的内壁上设有与所述通气孔17配合的孔帽18，所述孔帽18的开口背向所述盖管16，所述盖管16背向所述异形管15的一端与所述烟尘测量腔的内部连通，所述气泵14的输出端通过气管在异形管15外与所述通气孔17连通。

这样设置之后，因为设置的孔帽18的开口方向背向盖管16，气泵14向异形管15输送的气流进入到异形管15内，在异形管15内的流动方向是背向盖管16的，这样便使得烟尘测量腔和高温加热腔内都产生负压，被检测的烟气(烟尘)便会在压力作用下依次经过高温加热腔、烟尘测量腔、盖管16、异形管15，最后从异形管15背向盖管16的一端流出。气泵14吸入的是大气压中的空气，因此，在异形管15内的被检测后的烟气会与气泵14输入的空气混合，从而对被检测后的烟气降温。

作为一种优选的方式，所述异形管15的管壁的上段为中空结构19，所述通气孔17的两端之间贯穿所述中空结构19。中空结构19的设置，主要是使得通气孔17处能够产生更大的压力。

作为一种优选的方式，所述孔帽18的根部设于所述盖管16的内侧壁上。这样设置的方式是方便加工制造，因为直接在异形管15的内部安装或制作孔帽18的工艺难度更高。

优选的，所述异形管15包括内件15-2和外件15-1，这样将内件15-2插入到外件15-1内，再与盖管16配合，就轻易得到了中空结构19，降低了中空结构19的制作难度，同时，在发生堵塞故障时也方便检修。

一种烟气检测装置，包括上述的一种烟气采样装置，所述烟尘测量腔内设有烟气指标转换器和检测器3，所述烟气指标转换器的输入端朝向所述高温加热腔与烟尘测量腔的连通处，所述检测器3设于所述烟气指标转换器的输出端处。通过转换器的设置，避免了烟气(烟尘)腐蚀检测器3。

作为一种优选的方式，所述烟尘测量腔包括主测量壳体20和辅测量壳体21，所述辅测量壳体21的外侧壁与所述主测量壳体20的外侧壁固定连接，所述主测量壳体20上径向设有与所述高温加热腔的出口连通的连通口，所述烟气指标转换器的输入端与输出端之间贯穿所述主测量壳体20与辅测量壳体21相互连接的侧壁，所述烟气指标转换器的输入端和输出端分别在所述主测量壳体20内和辅测量壳体21内，所述检测器3设于所述辅测量壳体21内。这样设置能够将烟气指标转换器和检测器3分隔开，方便安装检测器3，同时能够避免烟气(烟尘)腐蚀检测器3。

作为一种优选的方式，所述烟气指标转换器包括反射镜6、石英棒7、激光器2，所述石英棒7的两端之间贯穿所述主测量壳体20与辅测量壳体21相互连接的侧壁，所述石英棒7的一端在所述主测量壳体20内，另一端在所述辅测量壳体21内，所述反射镜6设于所述主测量壳体20内，所述反射镜6在所述石英棒7与所述高温加热腔的出口之间，所述反射镜6在所述高温加热腔的出口与所述主测量壳体20背向所述辅测量壳体21的一端之间，所述激光器2设于所述辅测量壳体21内，所述辅测量壳体21和所述主测量壳体20之间设有相互连通的透光孔22，所述激光器2发射的激光穿过所述透光孔22到所述反射镜6上再反射到所述石英棒7上，所述检测器3设于所述辅测量壳体21内，所述检测器3与所述石英棒7同轴，所述检测器3的检测面朝向所述石英棒7。

高温加热腔内烟气夹带颗粒物经过烟尘测量腔时，激光器2发出的激光束照射到颗粒物后会产生散射光，由反射镜6将散射光汇聚到石英棒7的一端，再由石英棒7将光传导至检测器3上，从而测量得到散射光强度，经过计算得出被照射颗粒物浓度。

作为一种优选的方式，所述辅测量壳体21内还设有吹扫气管4，所述吹扫气管4从所述辅测量壳体21内伸入所述主测量壳体20内，所述吹扫气管4与所述主测量壳体20的内部连通。设置的吹扫气管4，防止烟气从透光孔22中倒灌入辅测量壳体21内部，污染光学部件。

Claims (8)

1.一种烟气采样装置，其特征在于，包括高温加热腔，所述高温加热腔上设有进口和出口，所述高温加热腔的出口连通烟尘测量腔，所述烟尘测量腔上背向所述高温加热腔的一侧与降温引流负压器的吸入端连通，所述降温引流负压器的输出端背向所述烟尘测量腔。

2.根据权利要求1所述的一种烟气采样装置，其特征在于，所述降温引流负压器包括气泵(14)、异形管(15)、盖管(16)，所述盖管(16)的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管(15)的一端到另一端的内径逐级递减，所述异形管(15)上内径小的一端的内径与所述盖管(16)上内径小的一端的内径相等，所述盖管(16)上内径小的一端与所述异形管(15)内径小的一端连接，所述异形管(15)上内径小的一端径向设有通气孔(17)，所述异形管(15)与所述盖管(16)组成的整体的内壁上设有与所述通气孔(17)配合的孔帽(18)，所述孔帽(18)的开口背向所述盖管(16)，所述盖管(16)背向所述异形管(15)的一端与所述烟尘测量腔的内部连通，所述气泵(14)的输出端通过气管在异形管(15)外与所述通气孔(17)连通。

3.根据权利要求2所述的一种烟气采样装置，其特征在于，所述异形管(15)的管壁的上段为中空结构(19)，所述通气孔(17)的两端之间贯穿所述中空结构(19)。

4.根据权利要求2所述的一种烟气采样装置，其特征在于，所述孔帽(18)的根部设于所述盖管(16)的内侧壁上。

5.一种烟气检测装置，其特征在于，包括权利要求2所述的一种烟气采样装置，所述烟尘测量腔内设有烟气指标转换器和检测器(3)，所述烟气指标转换器的输入端朝向所述高温加热腔与烟尘测量腔的连通处，所述检测器(3)设于所述烟气指标转换器的输出端处。

6.根据权利要求5所述的一种烟气检测装置，其特征在于，所述烟尘测量腔包括主测量壳体(20)和辅测量壳体(21)，所述辅测量壳体(21)的外侧壁与所述主测量壳体(20)的外侧壁固定连接，所述主测量壳体(20)上径向设有与所述高温加热腔的出口连通的连通口，所述烟气指标转换器的输入端与输出端之间贯穿所述主测量壳体(20)与辅测量壳体(21)相互连接的侧壁，所述烟气指标转换器的输入端和输出端分别在所述主测量壳体(20)内和辅测量壳体(21)内，所述检测器(3)设于所述辅测量壳体(21)内。

7.根据权利要求6所述的一种烟气检测装置，其特征在于，所述烟气指标转换器包括反射镜(6)、石英棒(7)、激光器(2)，所述石英棒(7)的两端之间贯穿所述主测量壳体(20)与辅测量壳体(21)相互连接的侧壁，所述石英棒(7)的一端在所述主测量壳体(20)内，另一端在所述辅测量壳体(21)内，所述反射镜(6)设于所述主测量壳体(20)内，所述反射镜(6)在所述石英棒(7)与所述高温加热腔的出口之间，所述反射镜(6)在所述高温加热腔的出口与所述主测量壳体(20)背向所述辅测量壳体(21)的一端之间，所述激光器(2)设于所述辅测量壳体(21)内，所述辅测量壳体(21)和所述主测量壳体(20)之间设有相互连通的透光孔(22)，所述激光器(2)发射的激光穿过所述透光孔(22)到所述反射镜(6)上再反射到所述石英棒(7)上，所述检测器(3)与所述石英棒(7)同轴，所述检测器(3)的检测面朝向所述石英棒(7)。

8.根据权利要求6或7所述的一种烟气检测装置，其特征在于，所述辅测量壳体(21)内还设有吹扫气管(4)，所述吹扫气管(4)从所述辅测量壳体(21)内伸入所述主测量壳体(20)内，所述吹扫气管(4)与所述主测量壳体(20)的内部连通。

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