烟气在线监控系统及取样装置的制作方法

本实用新型涉及环境监测领域，具体而言，涉及一种烟气在线监控系统及取样装置。

背景技术：

火力发电厂不可避免地会产生大量的烟气，由于这些烟气是煤炭的燃烧产生的，故烟气中含有大量的硫和硝。为了减少对环境的污染，在对这些烟气进行排放之前必须要对烟气中的二氧化硫、氮氧化物及粉尘的含量进行测定，当测定数据满足环保要求时才可以进行排放。

火力发电厂在利用烟道及烟囱排放烟气时，一般是在烟道排气口设置抽风机，使得整个烟道处于负压状态，从而将烟道内的烟气抽到烟囱内排放。为了测定烟道内二氧化硫、氮氧化物及粉尘的含量，需要从烟道内取样，将样品送入到烟气自动监控系统进行监测。但是，现有技术中，通过取样系统取出的样品测定数据和真实数据相比误差较大，不具有代表性。

提供一种烟气在线监控系统，通过该系统测得的数据与真实数据误差比较小，可以准确地反映烟道内的二氧化硫、氮氧化物的含量。这对于环境监测、环境改善具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供了一种烟气在线监控系统，其能够比较均匀地获取整个烟道不同部位的烟气样品，从而可以比较准确监测烟道内的二氧化硫、氮氧化物的含量。

本实用新型的另一目的在于提供一种取样装置，其能够比较均匀地获取整个烟道不同部位的烟气样品，从而为烟气监测装置提供比较有代表性的烟气样品。

本实用新型是这样实现的：

一种烟气在线监控系统，用于监控烟道内的烟气样品，包括：

取样装置，用于获取烟道内的样品；所述取样装置包括输送管和多个取样管，所述取样管包括取样端和连接端，所述连接端与所述输送管连通；所述取样管分布于不同的位置；

所述取样管为方形管，所述取样管内设置有旋转轴和阻挡片；

所述阻挡片设置在所述取样管的内部，所述阻挡片通过所述旋转轴与所述取样管的管壁可转动连接；所述阻挡片的边缘与所述取样管的内壁间隙设置；

所述旋转轴上设置有扭转弹簧；自然状态下，所述阻挡片朝取样管的管口打开，并与所述取样管的管壁呈夹角设置；

预处理装置，所述预处理装置包括集合管，所述集合管包括第一端和第二端，所述输送管与所述第一端连通，所述第二端用于与所述烟道连通；

烟气监测装置和连接管，所述烟气监测装置用于监控烟气污染物含量；所述连接管一端与所述集合管连接，另一端与所述烟气监测装置连接。

作为优选，所述取样管的管壁上还设置有限位块，用于防止阻挡片朝所述连接端方向打开。

作为优选，所述集合管内设置有风车。

作为优选，所述连接管包括进气端，所述进气端伸入到所述集合管内部，所述进气端的端面朝向所述集合管的第一端，并且与所述集合管长度方向垂直。

作为优选，所述预处理装置还包括加热器，所述加热器设置在所述集合管内。

作为优选，所述连接管上还包括冷却水管，所述冷却水管缠绕在所述连接管上；所述连接管和所述冷却水管一体成型。

作为优选，烟气在线监控系统还包括控制器、温度传感器和流量调节电磁阀；

所述控制器与所述流量调节电磁阀连接，用于控制所述冷却水管内的水流流量；

所述温度传感器设置在所述连接管内，所述温度传感器与所述控制器连接。

作为优选，所述连接管通过法兰与所述集合管连接，所述连接管的进气端设置有过滤网，所述过滤网与所述连接管可拆卸连接。

作为优选，所述烟气在线监控系统还包括抽风机，所述抽风机设置在所述集合管的第二端。

一种取样装置，用于获取烟道内的样品；所述取样装置包括输送管和多个取样管，所述取样管包括取样端和连接端，所述连接端与所述输送管连通；所述取样管分布于不同的位置；

所述取样管为方形管，所述取样管内设置有旋转轴和阻挡片；

所述阻挡片设置在所述取样管的内部，通过所述旋转轴与所述取样管的管壁可转动连接；所述阻挡片的边缘与所述取样管的内壁间隙设置；

所述旋转轴上设置有扭转弹簧；自然状态下，所述阻挡片朝所述取样管的管口打开，并与所述取样管的管壁呈夹角设置；

所述取样管的管壁上还设置有限位块，用于防止阻挡片朝所述连接端方向打开。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的烟气在线监控系统及取样装置，由于烟道的横截面积比较大，不同部位的烟气流速差别较大。当取样管处烟气流速较高时，烟气给阻挡片的压力较大，从而阻挡片克服扭转弹簧的弹力朝远离取样管的管口的方向转动，从而减小了取样管的通流面积。烟气速度越大，阻挡片的转动角度越大，取样管的通流面积越小。因此，通过上述设计，可以尽量保证从烟道内不同位置获取的样品量一致，保证监控数据的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的烟气在线监控系统与烟道的装配结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的图1的左视图；

图3是本实用新型实施例提供的取样管的剖视图；

图4是本实用新型实施例提供的取样管的剖视图；

图5是本实用新型实施例提供的取样管的剖视图。

图标：100-烟气在线监控系统；110-取样装置；112-输送管；114-取样管；1142-取样端；1144-连接端；1146-旋转轴；1148-阻挡片；1149-限位块；120-预处理装置；122-集合管；1222-第一端；1224-第二端；124-加热器；126-风车；130-烟气监测装置；140-连接管；150-冷却水管；160-控制器；170-温度传感器；180-流量调节电磁阀；190-抽风机；200-烟道。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

如图1，本实施例提供了一种烟气在线监控系统100，主要用于监控火力发电厂烟道200内烟气的成分。这种烟气在线监控系统100主要包括取样装置110、预处理装置120和烟气监测装置130。该监控系统安装在烟道200上，取样装置110安装在烟道200内部，烟气通过取样装置110进入到烟道200外的预处理装置120后进入到烟气监测装置130进行检测。

如图2、图3和图4，取样装置110包括输送管112和多个取样管114。取样管114包括取样端1142和连接端1144，取样管114通过连接端1144与连接管140连通。为了获得烟道200内不同部位的烟气样品，多个取样管114分布于烟道200内的不同位置。在烟道200的同一截面上，取样管114均匀排布成矩阵型。

取样管114为方形管，在取样管114内设置有旋转轴1146和阻挡片1148。阻挡片1148为矩形板状，阻挡片1148的边缘通过旋转轴1146与取样管114可转动连接。在旋转轴1146上设置有扭转弹簧(图中未示出)，扭转弹簧在自然状态下，阻挡片1148朝取样管114的管口方向打开。并且，阻挡片1148与取样管114的管壁呈夹角设置。为了保证在任何时候阻挡片1148不会将取样管114完全封堵，阻挡片1148的边缘与取样管114的内壁间隙设置。为了避免阻挡片1148朝取样管114的连接端1144方向打开，取样管114的管壁上设置有限位块1149。当阻挡片1148与限位块1149抵接时，阻挡片1148与取样管114的管壁垂直。

如图5，预处理装置120用于对来自取样管114的烟气样品进行处理，主要包括集合管122、风车126和加热器124。集合管122为中空的管状结构，整体为L形，包括第一端1222和第二端1224。第一端1222用于与输送管112连通，第二端1224用于与烟道200连通。风车126设置在集合管122内，并且朝向与烟气流动方向相反，使得风车126在烟气流动的作用下可以转动。通过风车126的转动，来自烟道200内不同位置的烟气样品可以充分混合。加热器124设置在集合管122内，用于对烟气样品进行加热干燥，本实施例中采用电热丝。

为了更方便地获取烟气样品，在集合管122的第二端1224设置有抽风机190，将烟气从烟道200内抽入到集合管122中。

如图5，烟气监测装置通过连接管140与预处理装置120连接。连接管140包括进气端，进气端伸入到集合管122内部，并且进气端的端面朝向集合管122的第一端1222，即朝向烟气流动的方向，并且与集合管122的长度方向垂直。连接管140上还设置有冷却水管150，冷却水管150螺旋缠绕在连接管140上。为了更好地散热，本实施例中冷却水管150和连接管140一体成型。烟气监测装置130为现有技术，不再进行描述。

为了过滤烟气中的灰尘，在连接管140的进气端设置了过滤网。过滤网与连接管140可拆卸连接，连接管140与烟道200通过法兰连接。当需要清理过滤网时，拆开法兰将过滤网取下清理即可。

烟气在线监控系统100还包括控制器160、温度传感器170和流量调节电磁阀180。控制器160与流量调节电磁阀180连接，用于控制冷却水管150内的水流流量；温度传感器170设置在连接管140内，温度传感器170与控制器160连接。控制器160采用PLC控制，PLC在现有技术中比较普遍，不对控制器160做详细描述。

由于在连接管140上设置了冷却水管150，从而可以有效降低通入到烟气监测装置130内烟气的温度，防止高温烟气对烟气监测装置130的使用寿命带来不良影响。并且，当烟气温度较高时，温度传感器170给控制器160信号，控制器使得流量调节电磁阀180的开度变大，使得通过冷却水管150的冷水量变大，改善冷却效果。当烟气温度较低时，控制器160使得通过冷却水管150的冷水量变小。

整个烟气在线监控系统100的工作原理如下：烟道200内的烟气通过取样管114进入到预处理装置120，经过加热干燥混合后，一部分通过连接管140进入到烟气监测装置130中监测其成分；另一部分回到烟道200内。由于烟道200的直径比较大，同一截面的不同位置不同时间的烟气流速差别较大。本实施例中的取样管114设置了阻挡片1148，可以使得烟道200内不同位置的烟气取样量尽量一致，保证数据的准确性。当某一位置的烟气流速较大时，在烟气流动的作用下，阻挡片1148受到的力比较大，从而朝远离取样管114的管口方向转动，此时，阻挡片1148与取样管114的之间的间隙减小，即取样管114的通流面积减小。当某一位置的烟气流速较小时，则取样管114的通流面积较大。因此，可以尽量使得烟道200内不同位置的烟气取样量尽量一致。

需要说明的是，本实施例为较佳实施例，在其它实施例中，取样管114的管壁上可以不设置限位块1149，此时，选用劲度系数比较大扭转弹簧，保证阻挡片1148不会在烟气的作用下朝取样管114的连接端1144方向打开即可；或者也可以不设置风车126或加热器124。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。