CS217189B1

CS217189B1 - Probe for isokinetic extraction of flowing gases at 400 to 1000 ° C

Info

Publication number: CS217189B1
Application number: CS906180A
Authority: CS
Inventors: Silvia Ruzickova
Original assignee: Silvia Ruzickova
Priority date: 1980-12-19
Filing date: 1980-12-19
Publication date: 1982-12-31

Abstract

Odběr proudících plynů je spojen s problémem sond vhodných jak konstrukcí tak životností pro prostředí vysokých teplot, jaká se vyskytují např. v metalurgických závodech. Podle vynálezu je sonda složena ze soustředných trubek a z pevného čela, které je opatřeno odběrovou hlavicí napojenou na měřič tlaku. Podstatou vynálezu je, že se sonda skládá z vnější trubky a vnitřní trubky umístěné v obtokové trubce a z pomocné trubky uložené v prostoru mezi vnější trubkou a obtokovou trubkou. Sondy podle vynálezu lze využít s výhodou v prostředí metalurgických závodů, kde se teplota kouřových plynů pohybuje mezi 400 až 1 000 UC apod.The sampling of flowing gases is associated with the problem of probes suitable both in design and durability for high temperature environments, such as those found in metallurgical plants. According to the invention, the probe is composed of concentric tubes and a fixed face, which is provided with a sampling head connected to a pressure gauge. The essence of the invention is that the probe consists of an outer tube and an inner tube located in the bypass tube and an auxiliary tube located in the space between the outer tube and the bypass tube. The probes according to the invention can be used with advantage in metallurgical plants, where the temperature of the flue gases ranges between 400 and 1,000 UC, etc.

Description

Vynález se týká sondy pro izokinetický odběr proudících plynů o teplotě 400 až 1 000 °C jako např. plynů proudících v kouřovodech martinských pecí.The invention relates to a probe for the isokinetic sampling of flowing gases at a temperature of 400 to 1000 ° C, such as gases flowing in the flue gas ducts of a Martin furnace.

Sonda pro izokinetický odběr proudících plynů o teplotě nad 400 °C je souSástí aparatury pro měření koncentrace prachu proudícího plynu, skládající se z uvedená sondy, zachycovaěe prachu, chladiěe, průtokoměru a zdroje sání. Doposud známé sondy, které se běžně používají pro izokinetický odběr plynů, jsou vytápěny elektricky a používají se pro odsávání plynů do teplot cca 400 °C.An isokinetic gas sampling probe having a temperature above 400 ° C is part of an apparatus for measuring the dust concentration of a flowing gas consisting of said probe, a dust collector, a cooling device, a flow meter and a suction source. The prior art probes, which are commonly used for isokinetic gas extraction, are electrically heated and are used for exhausting gases up to about 400 ° C.

Při odsávání je totiž nezbytné, aby teplota odsávaného plynu neklesla během odsávání pod jeho rosný bod. Sonda se proto předem vyhřívá, aby nedocházelo ke kondenzaci vodních par v odsávací trubici, a tím k nalepování prachu na její stěny. Jiný typ sondy má přímo v tělese sondy zabudován zachycovaě prachu, skládájící se většinou z oyklonku a filtrační vrstvy. Tyto sondy lze použít pro vyšší teploty plynů pouze tehdy, není-li filtrační vrstva tvořena filtračním papírem, nýbrž jinou tepelně odolnou vrstvou. Tyto sondy jsou těžké, jejich průměr se pohybuje okolo 110 až 150 mm a manipulace s nimi v provozních podmínkách je obtížná.In fact, during suction it is necessary that the temperature of the suction gas does not fall below its dew point during suction. The probe is therefore pre-heated to prevent condensation of water vapor in the suction tube and thereby to stick dust to its walls. Another type of probe has built-in dust collectors directly in the probe body, consisting mostly of an occluder and a filter layer. These probes can only be used for higher gas temperatures if the filter layer is not a filter paper but another heat-resistant layer. These probes are heavy, have a diameter of about 110 to 150 mm and are difficult to handle under operating conditions.

Uvedené nevýhody odstraňuje sondě pro izokinetický odběr proudících plynů o teplotě 400 až 1 000 °C, skládající se ze soustředných trubek, jejíž čelo je opatřeno odběrovou hlavicí napojenou na měřič tlaku, podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se sonda skládá z vnější trubky a vnitřní trubky umístěné v obtokové trubce a z pomocné trubky uložené v prostoru mezi vnější trubkou a obtokovou trubkou.These drawbacks overcome the isokinetic gas sampling probe at 400 to 1000 ° C, consisting of concentric tubes, the face of which is provided with a sampling head connected to a pressure meter according to the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The probe consists of an outer tube and an inner tube disposed in the bypass tube and an auxiliary tube disposed between the outer tube and the bypass tube.

Sonda podle vynálezu je výhodná svou konstrukci pro odběr proudících plynů o teplotě nad 400 °C při chlazení částí sondy stlačených vzduchem. Je složena ze soustředných trubek, z nichž je obtokovou trubkou a pomocnou trubkou stlačený vzduch přiváděn až k pevnému čelu sondy a ohřátý vzduch proudí kolem soustředných trubek protiproudně zpět a vychází na opačném konci sondy, í)ež je její pevné čelo. Pevné čelo sondy je opatřeno odběrovou βThe probe according to the invention is advantageous in its construction for the collection of flowing gases at a temperature above 400 ° C while cooling parts of the probe compressed with air. It consists of concentric tubes, from which compressed air is supplied to the fixed face of the probe by a bypass pipe and auxiliary tube, and heated air flows countercurrently around the concentric tubes and exits at the opposite end of the probe to be a fixed face. The fixed face of the probe is equipped with sampling β

hlavicí, která je pomocí dvou snímacích- trubek, snímajících statické tlaky vně a uvnitř odběrové hlavice, napojena na měřič tlaku.The head is connected to a pressure gauge by means of two sensing tubes sensing static pressures outside and inside the sampling head.

Výhodou sondy podle vynálezu je, že je možné používat ji pro odsávání proudících plynů z kouřovodů o vysoké teplotě do 1 000 °C, přičemž sonda může mít stejný vnější průměr jako např. elektricky vytápěná sonda používaná pro nižší teploty; je tedy možné používat při práci s ní standardní příslušenství, jako převlečnou přírubu, příruby na kouřovody, odsávací hlavice, které se našroubují na pevné čelo sondy pomocí převlečné matice apod. Manipulace se sondou je jednoduchá, hmotnost sondy výrazně nepřevyšuje hmotnost existujících vytápěných odběrových sond, což je při potřebných délkách sond 3 <MQ mm i více, důležitá okolnost.An advantage of the probe according to the invention is that it can be used to extract flowing gases from flue gas ducts of high temperature up to 1000 ° C, the probe having the same outer diameter as, for example, an electrically heated probe used for lower temperatures; it is therefore possible to use standard accessories such as union flange, flange for flue gas ducts, suction heads, which are screwed to the fixed face of the probe by means of union nut etc. Handling the probe is simple, the weight of the probe does not significantly exceed the weight of existing which is an important circumstance at the required probe lengths of 3 <MQ mm or more.

Předností sondy podle vynálezu je, že stlačený vzduch procházející sondou protiproudně působí v té části sondy, která je zasunuta v kouřovodu, jako chladicí médium, tím se ohřívá a v části sondy vyčnívající z kouřovodu potom svým teplem zabraňuje ochlazení odsávaného plynu pod jeho rosný bod. Chlazení stlačeným vzduchem je lehce regulovatelné systémem regulačních kohoutů. Sonda podle vynálezu vykazuje vysokou funkční spolehlivost, její životnost se vlivem dobrého chlazení několikanásobně zvýšila.An advantage of the probe according to the invention is that the compressed air passing through the probe acts countercurrently in the part of the probe which is inserted in the flue gas duct as a cooling medium, thereby heating and preventing the exhaust gas from cooling below the dew point. Compressed air cooling is easily controlled by a system of control valves. The probe according to the invention exhibits high functional reliability, its service life has increased several times due to good cooling.

Příklad provedení sondy podle vynálezu je znázorněn na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je podélný řez sondou a na obr. 2 podélný řez sondou po jejím otočení o 90°.An exemplary embodiment of a probe according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a longitudinal section of the probe and Fig. 2 is a longitudinal section of the probe after rotation by 90 °.

Sonda podle vynálezu se skládá z vnější trubky 1, v níž je uložena vnitřní trubka 2. Obě tyto trubky J., 2 jsou vyústěny do pevného čela g, které je uzpůsobeno závitem pro připojení odběrové hlavice, na výkresu neznázorněné. Vnitřní trubka 2 je umístěna v obtokové trubce kratší než vnitřní trubka £, přiěemž v meziprostoru obtokové' trubky B a vnější trubky 2 jsou vedeny snímací trubky 6, uchycené svým koncem v pevném čele S sondy a druhým koncem napojené namšřič tlaku, dále pomocná trubka A· Vnější trubka i je na opačném konci, než je pevné čelo 5., opatřena vývodem 2- Pro snadné napojení přívodních hadic jsou jednotlivé trubky opatřeny rozšířenou koncovkou.The probe according to the invention consists of an outer tube 1 in which the inner tube 2 is housed. Both tubes 1, 2 open into a fixed face g, which is adapted to be threaded to connect the sampling head, not shown in the drawing. The inner tube 2 is located in the bypass tube shorter than the inner tube 6, while in the interspace of the bypass tube B and the outer tube 2 are guided tubes 6 fixed by their ends in the fixed face S of the probe and the other end of the pressure gauge. · Outer pipe 1 is equipped with outlet 2 at the opposite end of the fixed face 5. For easy connection of the inlet hoses, the individual pipes are equipped with an enlarged end piece.

Odběrová sonda je opatřena převlečnou přírubou, která se zasouvá do výřezu příruby připevněné na kouřovodu, z něhož je odsáván znečistěný plyn. Sonda je v převlečné přírubě volně pohyblivé, takže může být zasunuta do kteréhokoliv místa po průměru potrubí a odsávat odtud vzorek znečištěného plynu. Před zasunutím sondy do potrubí se začne vhánět do obtokové trubky J a pomocné trubky 4 stlačený vzduch, který proudí k pevnému čelu £ sondy. Takto připravená sonda se zasune do potrubí do předem určené vzdálenosti a začne odsávat znečištěný plyn vnitřní trubkou 2. Množství odsávaného znečištěného plynu je určeváno rovností statických tlaků plynu vně a uvnitř odběrové hlavice, které jsou snímány pomocí dvou snímacích trubek 6 napojených na měřič tlaku, jímž je zpravidla mikromenometr.The sampling probe is equipped with a cap flange, which is inserted into the recess of the flange attached to the flue gas duct, from which the contaminated gas is sucked. The probe is freely movable in the swivel flange so that it can be inserted at any point along the pipe diameter and sucked out of the polluted gas sample. Before inserting the probe into the duct, compressed air is blown into the bypass pipe 4 and the auxiliary pipe 4, which flows to the fixed face 6 of the probe. The probe thus prepared is inserted into the pipe at a predetermined distance and begins to suck off the polluted gas through the inner pipe 2. The amount of polluted gas to be extracted is determined by the equation of static gas pressures outside and inside the sampling head. is usually a micromenometer.

Nulový rozdíl těchto tlaků zajišíuje izokinetický odběr plynu z kouřovodu. Stlačený vzduch vháněný do sondy se ochlazováním horkého plynu ohřívá a proudí potom od pevného čela 2 sondy zpět prostorem mezi obtokovou trubkou J a vnější trubkou j. a vychází na opačném konci vnější trubky 1 vývodem 2 ven. Přívod stlačeného vzduchu je regulován podle teploty odsávaného plynu. Uvedené chlazení izokinetické sondy délky 3 500 mm bylo použito při měření koncentrace prachu ve spalinách martinských pecí. Teplota plynů v kouřovodech se pohybovala mezi 400 až 900 °C. Sonda podle vynálezu prokázala vysokou životnost a spolehlivost.The zero difference of these pressures is ensured by isokinetic gas withdrawal from the flue gas duct. The compressed air blown into the probe is heated by cooling the hot gas and then flows from the fixed face 2 of the probe back through the space between the bypass pipe 1 and the outer pipe 1 and exits at the opposite end of the outer pipe 1 through the outlet 2. The supply of compressed air is regulated according to the temperature of the exhaust gas. Said cooling of the 3,500 mm isokinetic probe was used to measure the dust concentration in the flue gases of the Martin furnaces. The temperature of the gases in the flues fluctuated between 400 and 900 ° C. The probe according to the invention has shown high durability and reliability.

Sonda pro izokinetický odběr proudících plynů o teplotě nad 400 °C je možno použít pro odsávání znečištěného plynu z kouřovodů libovolného průřezu co do tvaru i velikosti. Sonda může být libovolně dlouhá od 1 m výše, podle průměru kouřovodu. Délka sondy je omezená pouze její hmotností a mánipulovatelností v provozních podmínkách. Sondu je možno použít ve všech tepelně náročných podmínkách jako součást aparatury pro měření koncentrace prachu H proudících plynech, nepř. z martinských pecí, vysokých pecí a jiných metalurgických zařízení.The probe for isokinetic sampling of flowing gases with a temperature above 400 ° C can be used for suction of polluted gas from flue gas ducts of any cross-section both in shape and size. The probe can be of any length from 1 m upwards, depending on the diameter of the flue. The length of the probe is limited only by its weight and manageability under operating conditions. The probe can be used in all heat-intensive conditions as part of the apparatus for measuring the concentration of dust H flowing through the gases, e.g. from Martin furnaces, blast furnaces and other metallurgical equipment.

Claims

Probe for isokinetic sampling of flowing gases at a temperature of 400 to 1 000 ° C, in particular of metallurgical equipment, consisting of concentric tubes, the fixed face of which is provided with a sampling head connected to a pressure gauge, characterized by an outer tube (1) and inner tubes (2) disposed in the bypass tube (3) and the auxiliary tube (4) located in the space between the outer tube (1) and the bypass tube (3).