CN2814405Y - 电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置 - Google Patents

Abstract

一种电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其包含由氧化锆固体电解质合成的一次元件，特点是，还包含信号采集和传输模块，信号接收处理模块；可分别测得系统进口端和出口端的氧含量，从而计算得到系统的漏风率。本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，可实现电除尘和余热回收系统的在线监测，可及时发现漏风情况的变化，及时堵漏，保持烧结机系统的高效状态。

Description

电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置。

背景技术

电除尘或余热回收系统是烧结机漏风的重点区域之一，各占总漏风量的5～10％，某些区域的破损或密封不严都将导致漏风率提高。因此，在线监测该区域漏风率的变化是十分有用的。同时，对这两个系统氧含量的在线监测，可以结合烧结过程条件的变化进行分析，为操作提供相应指导。

目前，国内外普遍采用气体分析的方法测定进出系统的气体成分中氧或氮的含量，然后计算漏风率。但该区域占地面积大，接口众多、粉尘含量高，且气体成分变化小，精度要求高，传统的气体分析方法难以实现在线测量。原因是一般的高精度气体分析方法的一次元件对高温粉尘系统的适应差，不能长期使用。

虽然目前也有能够满足高温、粉尘条件的一次元件，用于测量气体中氧或氮的含量，但测量的精度相对较低。如氧化锆氧分析仪(型号Z0-802)，其可对电除尘前后的氧含量进行离线测量，采用由氧化锆固体电解质合成的一次元件，其测氧原理如下：在以Y₂O₃稳定的ZrO₂陶瓷(YSZ)中，当两侧附着多孔Pt电极的YSZ固体电介质的两侧存在氧浓度差时，氧离子就从氧浓度大的一侧(P″O₂)向浓度小的一侧(P′O₂)迁移，其步骤是：在高氧浓度侧，一个氧原子得到两个电子形成氧离子O²⁼，此处的Pt电极带正电荷为正极；同时，O²⁼失去电子e^-形成氧原子O，并进入低氧(P′O₂)浓度侧Pt层与YSZ界面，此处Pt电极带负电荷为负极，因此，在两电极之间产生电动势E，形成浓差电池：

P″O₂，Pt|ZrO₂-Y₂O₃|Pt，P′O₂

该氧浓差电池输出的电动势E的大小与电池的工作温度及电池两侧的氧浓差呈对数关系，可用以下的Nerst方程来表示：

$E=\frac{\mathrm{RT}}{4F}\ln \frac{P^{\′\′}{O}_2}{P^{\′}{O}_2}---\left(1\right)$

式(1)中：E表示氧浓度电池的输出电动势(mV)；R表示理想气体常数(8.314J·K^-1·mol^-1)；T表示电池工作绝对温度(K)；F表示法拉第常数(96500库)；P″O₂表示高浓度侧氧分压；P′O₂表示低浓度测氧分压；

当电池工作温度固定于700℃时，由式(1)，可得到：

$E=48.261g\frac{P^{\′\′}{O}_2}{P^{\′}{O}_2}---\left(2\right)$

由式(2)可知，当温度为700℃，且固体电介质一侧的氧分压为空气，即为20.6％时，由浓差电池输出电动势E，就可以计算出固体电介质另一侧的氧分压。通常在总压1大气压的环境中，空气中氧含量为21％，对应氧分压为0.21大气压，反之亦然。

由此，由氧化锆氧分析仪测得的氧分压可直接换算出氧含量，从而计算其漏风率。但该设备测得的氧含量精度较低，测量范围在0～25％区间的最低分辨率只有±0.1％，在电除尘区域漏风率误差达到3％以上，可以勉强满足要求，但其在余热回收系统中的测量误差要达到10％以上，测量的精度根本满足不了测试要求。所以余热回收系统不得不采用精度更高的分析仪，但这种高精度的氧分析仪不能实现在线测量，因其中的一次元件不能长期在高温、粉尘条件下使用工作。

发明内容

本实用新型提供的一种电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，可实现电除尘和余热回收系统的在线监测，可及时发现漏风情况的变化，及时堵漏，保持烧结机系统的高效状态。

为达上述目的，本实用新型提供一种电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其包含由氧化锆固体电解质合成的，分别设置在电除尘或余热回收系统的进口管路上的进口端一次元件和设置在出口管路上的出口端一次元件；特点是，还包含通过电路连接的信号采集和传输模块，信号接收处理模块；

所述的信号采集和传输模块包含进入端信号采集和传输模块、出口端信号采集和传输模块；所述的进入端信号采集和传输模块的输入端与进口端一次元件连接；所述的出口端信号采集和传输模块的输入端与出口端一次元件连接；

所述的信号接收处理模块包含信号接收模块和信号数据处理模块；

所述的信号接收模块的输入端分别与进入端信号采集和传输模块、出口端信号采集和传输模块的输出端连接；该信号接收模块的输出端与信号数据处理模块的输入端连接。

本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，可对电除尘或余热回收系统的氧含量进行在线实时监测，测量精度高，误差小，计算得到可靠的系统漏风率，从而可对该系统的漏风状况进行监控，可实现及时发现及时堵漏，有利于点检并及时维护，提高烧结机的效率，并降低电耗，具有很好的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置的结构示意图。

具体实施方式

以下根据图1来具体说明本实用新型的一种最佳实施方式：

如图1所示，为本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置的结构示意图，其包含由氧化锆固体电解质合成的，分别设置在电除尘或余热回收系统1的进口管路上的进口端一次元件101和设置在出口管路上的出口端一次元件102；特点是，还包含信号采集和传输模块，信号接收处理模块；

所述的信号采集和传输模块包含进入端信号采集和传输模块103、出口端信号采集和传输模块104；其可采用RMA410模块；

所述的进入端信号采集和传输模块103的输入端与进口端一次元件连接101；所述的出口端信号采集和传输模块104的输入端与出口端一次元件102连接；

所述的信号接收处理模块包含信号接收模块105和信号数据处理模块106；

所述的信号接收模块105可采用RM4050模块，其输入端分别与进入端信号采集和传输模块103、出口端信号采集和传输模块104的输出端连接；该信号接收模块105的输出端与信号数据处理模块106的输入端连接。

本实用新型中，由于进口端一次元件101和出口端的一次元件102直接与高温粉尘接触，故为了保证对数据的准确采集，将进入端信号采集和传输模块103、出口端信号采集和传输模块104分别与其分离安置，避免干扰。

本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其工作原理如下：

由于进口端一次元件101和出口端的一次元件102是由氧化锆固体电解质合成的，可根据其测氧原理，分别测得电除尘或余热回收系统的进口管路端和出口管路端的氧分压；

进入端信号采集和传输模块103采集到系统进口端的电动势E，并将该电信号放大，通过双绞线传输到信号接收模块105；同样，出口端信号采集和传输模块104采集到系统出口端的电动势E’，并将该电信号放大，通过双绞线传输到信号接收模块105；

信号接收模块105将所接收到的信号数据传输至信号数据处理模块106，其可将电信号E以及E’折算成相应的氧含量O₂％和O₂′％；对于电除尘或机尾风箱余热回收系统，进入系统的氧含量O₂％要小于空气中的氧含量21％，由于系统漏风，所以出系统的氧含量O₂′％就将增加，因而可以利用测定系统氧含量变化的方法测定系统的漏风率，计算公式如下：

$K=\frac{{O_2}^{\′}\%-O_2\%}{21\%-O_2\%}\×100\%---\left(3\right)$

本实用新型提供的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，可对电除尘或余热回收系统的氧含量进行在线实时监测，测量精度高，误差小，计算得到可靠的系统漏风率，从而可对该系统的漏风状况进行监控，可实现及时发现及时堵漏，有利于点检并及时维护，提高烧结机的效率，并降低电耗，具有很好的推广价值。

Claims (3)

1.一种电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其包含由氧化锆固体电解质合成的一次元件；特征在于，还包含通过电路连接的信号采集和传输模块，信号接收处理模块；

所述的一次元件包含分别设置在电除尘或余热回收系统的进口管路上的进口端一次元件(101)和设置在出口管路上的出口端一次元件(102)；

所述的信号采集和传输模块包含进入端信号采集和传输模块(103)、出口端信号采集和传输模块(104)；

所述的进入端信号采集和传输模块(103)的输入端与进口端一次元件连接(101)；所述的出口端信号采集和传输模块(104)的输入端与出口端一次元件连接(102)。

2.如权利要求1所述的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其特征在于，所述的信号接收处理模块包含信号接收模块(105)和信号数据处理模块(106)。

3.如权利要求1所述的电除尘和余热回收系统漏风率的在线测定装置，其特征在于，所述的信号接收模块(105)的输入端分别与进入端信号采集和传输模块(103)、出口端信号采集和传输模块(104)的输出端连接；该信号接收模块(105)的输出端与信号数据处理模块(106)的输入端连接。

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