DD147966A1

DD147966A1 - GAS TAKE-OFF AND TEMPERATURE MEASURING PROBE FOR A VERY HOT GASSTROM

Info

Publication number: DD147966A1
Application number: DD21607479A
Authority: DD
Inventors: Peter Hemmann; Dieter Fallier; Paul-Heinz Haenzka; Heinz Hoehne; Dieter Lehmann; Gerhard Dittmann
Original assignee: Peter Hemmann; Dieter Fallier; Haenzka Paul Heinz; Heinz Hoehne; Dieter Lehmann; Gerhard Dittmann
Priority date: 1979-10-08
Filing date: 1979-10-08
Publication date: 1981-04-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur kontinuierlichen Entnahme eines sehr heiszen Gasstromes. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperaturmessung einer sehr heiszen Gasatmosphaere mit einer wassergekuehlten Gasentnahmesonde derartig durchzufuehren, dasz die Meszstelle weder von der Sondenkuehlung noch der Strahlungswaerme uebermaeszig beeinfluszt ist. Die Aufgabe wird geloest mit einer Gasentnahmesonde, bestehend aus einem Kuehlmantel mit mehreren konzentrisch angeordneten, zwei Schichten Kuehlwasser einschlieszenden Stahlrohren, einem vom Kuehlmantel umschlossenen Gasentnahmerohr und einem Thermoelement, wobei erfindungsgemaesz das vorn in eine geschlossene Sondenspitze auslaufende und hinter der Sondenspitze mit mehreren seitlich angeordneten Gasentnahmeoeffnungen versehene Gasentnahmerohr die Schweiszperle des Thermoelementes noch im Schutzbereich des Kuehlmantels aufnimmt und zwischen dem Kuehlmantel und dem Gasentnahmerohr ein thermischer Isolator angeordnet ist.The invention relates to a probe for the continuous removal of a very hot gas stream. The invention has for its object to perform the temperature measurement of a very hot gas atmosphere with a water-cooled gas sampling probe such that the measuring point is not excessively influenced by either the probe cooling or the radiation heat. The object is achieved with a gas sampling probe, consisting of a cooling jacket with a plurality of concentrically arranged, two layers of cooling water schlieszenden steel pipes, enclosed by a Kuehlmantel gas sampling tube and a thermocouple, erfindungsgemaesz the front in a closed probe tip expiring and behind the probe tip with a plurality of laterally arranged Gasentnahmeoeffnungen provided gas sampling tube still absorbs the Schweiszperle the thermocouple in the protective area of the cooling jacket and between the cooling jacket and the gas sampling tube, a thermal insulator is arranged.

Description

Gasentnahme- und Temperaturmeßsonde für einen sehr heißen ' GasstromGas sampling and temperature probe for a very hot gas stream

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Sonde zur kontinuierlichen Entnahme eines sehr heißen Gasstromes aus Schmelzaggregaten, Brennern, Flammen oder dergleichen mit Temperaturmessung des entnommenen Gasstromes.The invention relates to a probe for the continuous removal of a very hot gas stream from melting units, burners, flames or the like with temperature measurement of the withdrawn gas stream.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Entnahme von sehr heißen Gasen aus Feuerungen und dergleichen sind Vorrichtungen (DE-AS 1 808 886). mit Wasserkühlung bekannt· Diese Vorrichtungen bestehen aus zwei konzentrischen Rohren, in denen ein Wasserstrom zum feuerungsseitigen Ende fließt, dort umgelenkt wird und das Rauchgas durch eine innerhalb des Rohrsystemes befindliche Injektorstelle über einen zylindrischen Gasentnahmekanal ansaugt. Die Wasserschicht bespült dabei die Innenwand des Gasentnahmekanales entgegen der Gasansaugrichtung drallförmig. Das Kühlwasser verläßt die Vorrichtung an der Gaseintrittsöffnung in Gestalt eines zum Feuerungsraum offenen kegelmantelförmigen Wasserschirmes.Characteristics of the known technical solutions For the removal of very hot gases from furnaces and the like are devices (DE-AS 1 808 886). These devices consist of two concentric tubes, in which a water flow flows to the firing end, is deflected there and sucks the flue gas through an injection point located inside the piping system via a cylindrical gas removal channel. The water layer flushes the inner wall of the gas extraction channel against the Gasansaugrichtung twist-shaped. The cooling water leaves the device at the gas inlet opening in the form of an open to Feuerungsraum cone-shaped water screen.

Des weiteren ist eine Vorrichtung zur Entnahme heißer Gasproben (DE-PS 2 460 122) bekannt, die mit Kühlwasservorlauf und -rücklauf ausgerüstet ist. An der Sondenspitze wird ein Kühlwasserteilstrom mit Injektorwirkung zum Ansaugen des Probengases versprüht.Furthermore, a device for removing hot gas samples (DE-PS 2 460 122) is known, which is equipped with cooling water supply and return. At the probe tip, a cooling water partial flow is sprayed with injector for sucking the sample gas.

Das Zerstäuben des Kühlwassers unmittelbar an der Gasentnaiunestelle hat jedoch den Nachteil, daß durch die Wasserdampf ζamischung die Gasanalyse verfälscht werden kann.However, the atomization of the cooling water directly at the Gasentnaiunestelle has the disadvantage that the gas analysis can be falsified by the water vapor ζamischung.

Zur gleichzeitigen Messung der Gastemperatur an der Sondenspitze ist eine Gasentnahmeeinrichtung (DE-OS 1 773 64-1) mit zusätzlich eingebauter Temperaturmeßsonde bekannt. Das den Temperaturfühler aufnehmende Ende eines Sehutzrohres ist dabei zwischen den Öffnungen des Gasentnahmerohres hindurchgeführt und ragt frei in die zu messende Gasatmosphäre hinein.For simultaneous measurement of the gas temperature at the probe tip, a gas sampling device (DE-OS 1 773 64-1) with additionally built-in temperature measuring probe is known. The temperature sensor receiving end of a Sehutzrohres is passed between the openings of the gas sampling tube and protrudes freely into the gas atmosphere to be measured.

Nachteilig dabei ist es, daß durch Strahlungswärme die Temperaturmeßsonde überhitzt werden kann, womit die Temperaturmessung der Gasatmosphäre verfälscht wird.The disadvantage here is that the temperature probe can be overheated by radiant heat, whereby the temperature measurement of the gas atmosphere is falsified.

Ziel der Erfindung Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, durch Verbesserung der meßtechnischen Möglichkeiten bei der Ermittlung von Verlustschwerpunkten im Hochtemperaturbereich eine optimale energetische Fahrweise von Anlagen anzustreben.The aim of the invention is to strive for an optimal energetic driving style of plants by improving the metrological possibilities in the determination of loss centers in the high temperature range.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Temperaturmessung einer sehr heißen Gasatmosphäre mit einer wassergekühlten Gasentnahmesonde derartig durchzuführen, daß die MeJßstelle weder von der Sondenkühlung noch der Strahlungswärme des Untersuchungsraumes übermäßig beeinflußt wird.The invention has for its object to perform the temperature measurement of a very hot gas atmosphere with a water-cooled gas sampling probe such that the MeJßstelle is not excessively influenced by the probe cooling nor the radiant heat of the examination room.

Die Aufgabe wird mit einer Gasentnahmesonde gelöst, die mit einem Kühlmantel aus mehreren konzentrisch angeordneten, zwei Schichten Kühlwasser einschließenden Stahlrohren, einem vom Kühlmantel umschlossenen Gasentnahmerohr und einem Thermoelement ausgerüstet ist, wobei erfindungsgemäü das vorn in eine geschlossene Spitze auslaufende und hinter der Spitze mit mehreren seitlich angeordneten Ansaugöffnungen versehene Gasentnahmerohr die Schweißperle des Thermoelementes noch im Schutzbereich des Kühlmantels aufnimmtThe object is achieved with a gas sampling probe, which is equipped with a cooling jacket of several concentrically arranged, two layers cooling water enclosing steel pipes, enclosed by the cooling jacket gas sampling tube and a thermocouple, according to the erfindungsgemäü the front in a closed tip expiring and behind the top with several laterally arranged suction openings provided gas sampling tube still absorbs the weld bead of the thermocouple in the protective area of the cooling jacket

und zwischen dem Kühlmantel und dem Gasentnahmerohr nur im Bereich der Temperaturmeßstelle ein thermischer Isolator angeordnet ist.and between the cooling jacket and the gas sampling tube, a thermal isolator is arranged only in the region of the temperature measuring point.

Als thermischer Isolator kann vorteilhaft Papier aus keramischer Faser eingesetzt werden.As a thermal insulator can be advantageously used paper made of ceramic fiber.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung zeigenIn the accompanying drawing show

1: die schematische Darstellung einer Gasentnähmesonde mit Temperaturmessung, teilweise geschnitten1: the schematic representation of a Gasentnähmesonde with temperature measurement, partially cut

2i den vorderen Teil der Gasentnahmesonde, geschnitten2i the front part of the gas sampling probe, cut

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich ist, besteht die Gasentnahme- und Temperaturmeßsonde aus dem Kühlmantel 1 und einem zu Wartungs- und Kontrollzwecken herausnehmbaren Gasentnahmerohr 2. Im Gasentnahmerohr 2 ist ein Thermoelement 3 angeordnet. Der Kühlmantel 1 besteht aus drei konzentrisch angeordneten Stahlrohren, die zwei Schichten Kühlwasser in sich einschließen. Im inneren Kühlmantel strömt das Kühlwasser bis zur Sondenspitze 4, im äußeren Kühlmantel 1 strömt es zurück. Dabei nimmt es zuerst die Wärme des entnommenen Gases auf, danach die aus dem Untersuchungsraum zugestrahlte oder konvektiv übertragene Wärme. Beim Durchströmen des Gasentnahmerohres 2 nimmt am Sondenfuß 5 das Gas die Temperatur des Kühlwassers an. Die Kühlwassertemperatur bleibt auch bei Feuerraumtemperaturen von 1500 °C unter 80 ⁰G. Das Gasentnahmerohr 2 läuft in einer feuerraumseitig geschlossenen, vorzugsweise aus keramischem Material gebildeten Sondenspitze 4 aus. Die Sondenspitze ist mit mehreren seitlichen Gasentnahmeöffnungen 6 versehen. Die Schweißperle des Thermoelementes 3 ist im Gasentnahmerohr 2 so angeordnet, daß sie noch im Schutzbereich desAs can be seen from FIGS. 1 and 2, the gas sampling and temperature measuring probe consists of the cooling jacket 1 and a gas sampling tube 2 which can be removed for maintenance and control purposes. A thermocouple 3 is arranged in the gas sampling tube 2. The cooling jacket 1 consists of three concentrically arranged steel tubes, which include two layers of cooling water in it. In the inner cooling jacket, the cooling water flows to the probe tip 4, in the outer cooling jacket 1 it flows back. First, it absorbs the heat of the extracted gas, then the radiated from the examination room or convective transferred heat. When flowing through the gas sampling tube 2 takes on the probe foot 5, the gas to the temperature of the cooling water. The cooling water temperature remains at combustion chamber temperatures of 1500 ° C under 80 ⁰ G. The gas sampling tube 2 is running in a combustion chamber-sided enclosed, preferably of a ceramic material formed from probe tip 4. The probe tip is provided with a plurality of lateral gas extraction openings 6. The bead of the thermocouple 3 is arranged in the gas sampling tube 2 so that they are still in the protection of the

Kühlmantels 1 liegt. Im Bereich, der Temperaturmeßstelle ist zwischen dem Kühlmantel 1 und dem Gasentnahmerohr 2 ein thermischer Isolator 7 angeordnet. Der thermische Isolator 7 besteht vorzugsweise aus Papier aus keramischen' Fasern.Cooling jacket 1 is located. In the area of the temperature measuring point, a thermal insulator 7 is arranged between the cooling jacket 1 and the gas sampling tube 2. The thermal insulator 7 is preferably made of paper made of ceramic fibers.

Claims

invention claim

1. Gas sampling and Temperaturmeßsonde for a very hot gas stream, with a cooling jacket of several concentrically arranged steel tubes, which include two layers of cooling water, enclosed by the cooling jacket gas sampling tube and a thermocouple, characterized in that the forward in a closed probe tip (4) expiring and behind the probe tip (4) with a plurality of laterally arranged gas discharge openings (6) provided gas sampling tube (2) the weld bead of the thermocouple (3) still in the protective area of the cooling jacket (i) receives, between the cooling jacket (1) and .Gasentnahmerohr (2 ) a thermal insulator (.7) is arranged.

2c Gasentnahme- and Temperaturmeß probe according to item 1, characterized in that the thermal insulator is preferably a paper made of ceramic fibers.

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