一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置，该方法包括以下几个步骤：步骤1：利用烟气采样枪采集除尘器中的烟气；步骤2：将采集的烟气送入密封的光照单元；光步骤3：将穿过第二凸透镜的光信号转化为4～20mA的电流信号；步骤4：将电流信号输入微机，微机输出与电流信号对应的烟尘浓度，完成烟尘浓度测定。通过光电转换单元将光信号转换为电信号，采用电线与光照单元进行连接后，直接对电信号进行分析得到烟尘浓度，消除了现有技术中由于烟道振动和烟温不均匀导致折射率不均匀对光路的影响，使测试结果准确、可靠；在微机中预置标准曲线，不用在测试前后对滤筒进行恒重，同时可减少采样时间，可大大降低测试时间。
【专利说明】一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明属于环境工程【技术领域】，尤其涉及一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着环保标准的提高，越来越多的电袋除尘器和布袋除尘器被采用，布袋除尘器以其结构简单、高效的特点被广泛应用于大型火电机组除尘。然而，布袋除尘器和电袋除尘器的布袋部分的在线监测手段较为简单，而常见的在线监测的激光粉尘仪由于烟道振动以及烟温不均匀造成折射率不均匀导致光路摆动，使测试结果准确度很低，当布袋发生破损时，只能靠手工监测找到布袋破损的部分进行检修更换，而常用的烟尘测试重量法方法采样时间长，再加上采样前后滤筒的恒重，一次监测时间大约在6?8小时，故障发现及处理的时间相当长。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有烟气中烟尘浓度测试方法耗时长的缺陷，提供一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置，使用该方法可迅速准确的测量出除尘设备出口烟气中烟尘浓度，使布袋除尘器及电袋除尘器的布袋部分故障发现迅速、及时。
[0004]一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，包括以下几个步骤:
[0005]步骤1:利用烟气采样枪采集除尘器中的烟气；
[0006]步骤2:将采集的烟气送入密封的光照单元；
[0007]光源产生的光线经过第一凸透镜形成平行光，所述平行光被烟气中的烟尘散射后，穿过第二凸透镜；
[0008]所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ；
[0009]所述第一凸透镜和第二凸透镜均为可拆卸式安装。
[0010]步骤3:将穿过第二凸透镜的光信号转化为4?20mA的电流信号；
[0011]步骤4:将电流信号输入微机，利用预设在微机中的电流和烟尘浓度的标准曲线，微机输出与电流信号对应的烟尘浓度，完成烟尘浓度测定；
[0012]其中，与光照单元的出气口相连的管道上依次设置有流量计和恒流泵，且所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
[0013]流量计和恒流泵的设置使得测试过程中采样的烟气流量保证一致。
[0014]所述电流和烟尘浓度的标准曲线包括电除尘器、电袋除尘器及布袋除尘器烟尘测试时光电转换器的电流与烟气浓度的标准曲线；
[0015]所述标准曲线均为采用重量法测试得到的烟尘浓度和对应仪器电流信号的数据进行拟合得到。
[0016]所述步骤3中将光信号转换为电流信号是将光信号依次通过光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路得电流信号。
[0017]所述微机上还设有交互单元。
[0018]所述交互单元包括显示单元和键盘，键盘用于选择相应的标准曲线，显示单元用于显不烟尘浓度。
[0019]所述出气口和流量计之间还设有烟尘过滤单元。
[0020]一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，实现所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，包括烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元；
[0021]所述烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元依次相连；
[0022]所述烟气采样枪的进气端与除尘器出口端烟道相连，所述烟气采样枪的出口端与光照单元的进气口相连；
[0023]所述光照单元为密封装置，内部包括光源、第一凸透镜及第二凸透镜，所述光照单元的上方一端设有进气口，所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ；
[0024]在与所述出气口相连的管道上依次设有流量计和恒流泵；
[0025]所述信号转换单元包括依次相连的光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路；
[0026]所述信号测定单元为微机，所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
[0027]所述烟气采样枪为采样管，且采样管与光照单元相连处设有90°弯头，所述弯头与光照单元的进气口采用软管相连。
[0028]90°弯头的作用是确保采样枪正对被测烟气气流方向，以保证测试结果的准确性。
[0029]所述软管为娃橡胶管,耐高温范围为100?200°C。
[0030]还设有与微机相连的交互单元，所述交互单元包括显示单元和键盘。
[0031]整个测试装置与除尘器的烟道仅通过采样枪相连，消除了现有技术中测试装置安装在烟道上，由于烟道振动和烟温不均匀导致折射率不均匀对光路的影响，使测试结果准确、可靠。
[0032]有益效果
[0033]本发明提供了一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法及装置，该方法包括以下几个步骤:步骤1:利用烟气采样枪采集除尘器中的烟气；步骤2:将采集的烟气送入密封的光照单元；光步骤3:将穿过第二凸透镜的光信号转化为4?20mA的电流信号；步骤4:将电流信号输入微机，利用预设在微机中的电流和烟尘浓度的标准曲线，微机输出与电流信号对应的烟尘浓度，完成烟尘浓度测定。利用光源经第一凸透镜产生的平行光由于烟尘的散射后，再经过第二凸透镜，通过光电转换单元将光信号转换为电信号，采用电线与光照单元进行连接后，直接对电信号进行分析得到烟尘浓度，整个测试装置与除尘器的烟道仅通过采样枪相连，消除了现有技术中测试装置安装在烟道上，由于烟道振动和烟温不均匀导致折射率不均匀对光路的影响，使测试结果准确、可靠；在微机中预置标准曲线，不用在测试前后对滤筒进行恒重，同时可减少采样时间，可大大降低测试时间；
[0034]该装置包括烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元；整个结构简单、成本低廉，易于推广且使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1为本发明所述装置的结构示意图；
[0036]图2为采样枪结构示意图；
[0037]标号说明:1_采样管，2-弯头，3-流量计，4-过滤单元，5-光电转换电路，6-放大电路，7-转换电路，8-微机，9-显示单元，10-键盘，11-光源，12-第一凸透镜，13-第二凸透镜，14-进气口，15-出气口，16-恒流泵。
【具体实施方式】
[0038]下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
[0039]一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，包括以下几个步骤:
[0040]步骤1:利用烟气采样枪采集除尘器中的烟气；
[0041]步骤2:将采集的烟气送入密封的光照单元；
[0042]光源产生的光线经过第一凸透镜形成平行光，所述平行光被烟气中的烟尘散射后，穿过第二凸透镜；
[0043]所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ；
[0044]所述第一凸透镜和第二凸透镜均为可拆卸式安装。
[0045]步骤3:将穿过第二凸透镜的光信号转化为4?20mA的电流信号；
[0046]步骤4:将电流信号输入微机，利用预设在微机中的电流和烟尘浓度的标准曲线，微机输出与电流信号对应的烟尘浓度，完成烟尘浓度测定；
[0047]其中，与光照单元的出气口相连的管道上依次设置有流量计和恒流泵，且所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
[0048]流量计和恒流泵的设置使得测试过程中采样的烟气流量保证一致。
[0049]所述电流和烟尘浓度的标准曲线包括电除尘器、电袋除尘器及布袋除尘器烟尘测试时光电转换器的电流与烟气浓度的标准曲线；
[0050]所述标准曲线均为采用重量法测试得到的烟尘浓度和对应仪器电流信号的数据进行拟合得到。
[0051]所述步骤3中将光信号转换为电流信号是将光信号依次通过光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路得电流信号。
[0052]所述微机上还设有交互单元。
[0053]所述交互单元包括显示单元和键盘，键盘用于选择相应的标准曲线，显示单元用于显不烟尘浓度。
[0054]所述出气口和流量计之间还设有烟尘过滤单元。
[0055]如图1和图2所示，一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，实现所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，包括烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元；
[0056]所述烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元依次相连；
[0057]所述烟气采样枪的进气端与除尘器出口端烟道相连，所述烟气采样枪的出口端与光照单元的进气口相连；
[0058]所述光照单元为密封装置，内部包括光源、第一凸透镜及第二凸透镜，所述光照单元的上方一端设有进气口，所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ；
[0059]在与所述出气口相连的管道上依次设有流量计和恒流泵；
[0060]所述信号转换单元包括依次相连的光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路；
[0061]所述信号测定单元为微机，所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
[0062]所述烟气采样枪为采样管，且采样管与光照单元相连处设有90°弯头，所述弯头与光照单元的进气口采用软管相连。
[0063]90°弯头的作用是确保采样枪正对被测烟气气流方向，以保证测试结果的准确性。
[0064]所述软管为娃橡胶管,耐高温范围为100?200°C。
[0065]还设有与微机相连的交互单元，所述交互单元包括显示单元和键盘。
[0066]实施例1:
[0067]本实例中所述快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置为矩形，长400mm、宽120_、高150_ ;采样管1、弯头2、光照单元、流量计3和恒流泵16组成烟气采样通道，流量计3和恒流泵16均与微机8相连，流量计3将实时采集的烟气流量信号传入微机8，微机8依据设定的烟气采样流量控制恒流泵16，使得采样过程中烟气流量保持恒定，确保采样流量稳定在lL/min ;在所述出气口 15和流量计之间还设有烟尘过滤单元，用于过滤烟气中的粉尘，防止对流量计、采样泵及周围环境造成污染；由光源11和第一凸透镜12产生的平行光经烟尘散射后穿过第二凸透镜13，穿过第二凸透镜的光线经光电转换电路5转化成电信号，再经过放大电路6和转换电路7得到4?20mA电流信号，微机8对电流信号进行分析，微机中存储不同除尘方式(电除尘器、电袋除尘器、布袋除尘器)的电流和烟尘浓度的标准曲线，根据输入的电流信号转换出烟尘浓度，并由显示单元9显示。为防止烟尘吸附在透镜表面对测试造成影响，第一凸透镜12、第二凸透镜13均可拆卸清洗。通过键盘可设定采样烟气流量的大小。
[0068]由一根Φ6πιπι的钢管制成采样枪，其中进烟道部分有一 90度弯头，测试时弯头正对气流方向，与光照单元的进气口 14相连。
[0069]用本发明所述装置与青岛崂山应用技术研究所生产的3012Η+烟尘烟气自动分析仪在某电厂五电场除尘器出口进行对比测试:应用3012Η+烟尘烟气自动分析仪在某电厂五电场除尘器出口进行测量时使用重量法进行烟尘浓度测量；应用本发明所述装置进行测试需要测试人员I名，一个烟道测试时间2min，4个烟道总测试时间为8分钟；而采用重量法需要测试人员3名，每个烟道采样时间50分钟，采样前后滤筒恒重时间各2小时，4个烟道总测试时间440分钟。
[0070]本发明所述装置的测试结果依次为28.3mg/m3(标态，以下相同)，26.9mg/m3,25.7mg/m3, 29.lmg/m3 ;重量法测试结果依次为 28.9mg/m3, 26.3mg/m3, 25.lmg/m3, 29.8mg/m3 ;两种测试结果相关性较好。
[0071]用本发明所述装置与青岛崂山应用技术研究所生产的3012H+烟尘烟气自动分析仪在某电厂布袋除尘器出口进行对比测试:应用3012H+烟尘烟气自动分析仪在某电厂布袋除尘器出口进行测量时使用重量法进行烟尘浓度测量；应用本发明所述装置进行测试需要测试人员I名，一个烟道测试时间2min，4个烟道总测试时间为8分钟，而采用重量法需要测试人员3名，每个烟道采样时间50分钟，采样前后滤筒恒重时间各2小时，4个烟道总测试时间440分钟。
[0072]本发明所述装置测试结果依次13.6mg/m3(标态，以下相同)，16.3mg/m3,15.5mg/m3,15.lmg/m3 ;重量法测试结果 13.9mg/m3,16.2mg/m3,16.lmg/m3,14.9mg/m3 ;两种测试结果相关性较好。
[0073]从上述对比测试结果中可以看出，应用本发明所述装置进行烟尘浓度测量时，测量结果与现有技术中的测量仪器基本一致，但是时间上大大缩减，能够快速完成除尘仪器出口的烟气中烟尘浓度的测量。对烟尘浓度的测试结果进行分析，有益于快速判断除尘器的故障。
【权利要求】
1.一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，其特征在于，包括以下几个步骤: 步骤1:利用烟气采样枪采集除尘器中的烟气； 步骤2:将采集的烟气送入光照单元； 光源产生的光线经过第一凸透镜形成平行光，所述平行光被烟气中的烟尘散射后，穿过第二凸透镜； 所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ； 步骤3:将穿过第二凸透镜的光信号转化为4?20mA的电流信号； 步骤4:将电流信号输入微机，利用预设在微机中的电流和烟尘浓度的标准曲线，微机输出与电流信号对应的烟尘浓度，完成烟尘浓度测定； 其中，与光照单元的出气口相连的管道上依次设置有流量计和恒流泵，且所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
2.根据权利要求1所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，其特征在于，所述电流和烟尘浓度的标准曲线包括电除尘器、电袋除尘器及布袋除尘器的电流与烟气浓度的标准曲线； 所述标准曲线均为采用重量法测试得到的烟尘浓度和对应仪器电流信号的数据进行拟合得到。
3.根据权利要求1所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，其特征在于，所述步骤3中将光信号转换为电流信号是将光信号依次通过光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路得电流信号。
4.根据权利要求1述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，其特征在于，所述微机上还设有交互单元。
5.根据权利要求4所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，其特征在于，所述出气口和流量计之间还设有烟尘过滤单元。
6.一种快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，其特征在于，实现权利要求1-5所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的方法，包括烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元； 所述烟气采样枪、光照单元、信号转换单元及信号测定单元依次相连； 所述烟气采样枪的进气端与除尘器出口端烟道相连，所述烟气采样枪的出口端与光照单元的进气口相连； 所述光照单元中包括光源、第一凸透镜及第二凸透镜，所述光照单元的上方一端设有进气口，所述光源安装在光照单元一侧，第一凸透镜与光源平行安装，所述第二凸透镜安装在光照单元上方，所述光照单元下方开设有出气口 ； 其中，与光照单元的出气口相连的管道上依次设置有流量计和恒流泵； 所述信号转换单元包括依次相连的光电转换电路、放大电路及电压-电流转换电路； 所述信号测定单元为微机，所述流量计和恒流泵均与微机相连，且恒流泵受控于微机。
7.根据权利要求6所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，其特征在于，所述烟气采样枪为采样管(I)，且采样管(I)与光照单元相连处设有90°弯头(2)，所述弯头与光照单元的进气口采用软管相连。
8.根据权利要求7所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，其特征在于，所述软管为娃橡胶管，耐高温范围为100?200°C。
9.根据权利要求8所述的快速测定除尘器的烟气中烟尘浓度的装置，其特征在于，还设有与微机相连的交互单元，所述交互单元包括显示单元和键盘。
【文档编号】G01N15/06GK104237090SQ201410487288
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】周艳明, 陶莉, 杨小玲 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院