专利名称：髙温高尘气体和灰分取样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种取样装置，尤其涉及一种髙温高尘气体和灰分取样装置。
背景技术：
为了对燃烧过程进行有效地控制，需要对燃烧产物气体和灰分进行分析。通常锅炉上有不同的测点，通过对不同测点进行测量，更准确地掌握炉内的燃烧情况。其中如何快速、准确地进行气体取样是气体成分测量的先决条件。在锅炉、水泥窑等工业窑炉中，取样是在高温和高粉尘的环境下进行的，从而导致两个问题(I)取样管融化烧断问题。由于取样环境温度通常在1000°C以上，有的甚至高达1500°C，从而导致取样管变形甚至烧断。·(2)取样管的管道由于高粉尘带来的堵塞问题。过滤装置多采用内置式，过滤装置和取样管连在一起，有的安装在取样管的前端，有的安装在后端，限制了滤网的大小，增加了清理滤网的难度。从而在高粉尘环境下，导致了过滤装置因粉尘所造成的网孔堵塞问题。因此，如何有效地解决高温、高粉尘气体取样过程中的取样管烧断和堵塞问题，是气体成分测量成败的关键。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种耐高温，防堵塞的髙温高尘气体和灰分取样装置。本实用新型包括用于炉内气体取样的取样探头，所述取样探头上设置一水冷却机构；另外还包括一用于炉外过滤气体和灰分收集的取样过滤器，所述取样探头和所述取样过滤器之间通过一软管相互连通。本实用新型采用炉内取样，炉外过滤，使炉内的取样管道更通畅，不易堵塞；在炉外对烟气进行过滤，避免了炉内高温高尘的恶劣环境对过滤装置的影响，从而使得操作及维护变得简便。水冷却机构则保证了取样探头能够在高温环境下工作，不易融化烧断。优选地，所述取样过滤器包括第一外壳、第二外壳、第三外壳和灰桶；所述第一外壳和第二外壳分别布置在第三外壳的左、右两侧，通过第一法兰和第二法兰与第三外壳相互连接；在所述第一外壳和第三外壳之间布置有第一滤网，所述第一滤网借助于第一法兰密封固定连接；在所述第二外壳和第三外壳之间布置有第二滤网，所述第二滤网借助于第二法兰密封固定连接；在所述第三外壳上设置一进气口，在所述第一外壳上设置第一出气口，在所述第二外壳上设置第二出气口 ；在所述第三外壳上还设置一出灰口，在所述灰桶上设置一进灰口，上述出灰口和进灰口相互配合连接。取样烟气经过一侧滤网过滤灰分后，经该侧的出气口进入与出气口连接的气体分析仪，灰分则落入灰桶。在对过滤后的烟气进行分析的同时，将灰分提取出来进行分析，参照灰分和气体成分，更有利于了解炉内燃烧工况。一定时间后，通道自动切换器关闭使用的出气口，打开另一侧的出气口，烟气又经另一通道进入气体分析仪。在出气口的轮换工作下，两个滤网交替进行过滤，使得过滤取样工作能够长时间进行而不堵塞。两个滤网分别通过两个法兰密封固定安装，使安装、更换、清洁操作简便。优选地，在所述第一外壳上设置第一反吹气口 ；在所述第二外壳上设置第二反吹气口。两侧的反吹气口可交替反吹，依靠反吹作用可以将不工作的滤网表面的烟气粉尘、颗粒物吹掉，清除滤网的积灰。优选地，所述取样探头包括外管、中管、内管、第一密封固定盖、第二密封固定盖、第三密封固定盖和端盖；上述三根管子的长度不等，外管最短，中管最长，内管居中；所述外管套置在中管外；所述中管套置在内管外；上述三根管子的一端与第一密封固定盖之间密封固定连接；上述第一密封固定盖上设置有与内管相互连通的孔；所述外管的另一端密封固定连接第二密封固定盖；在所述中管中，靠近内管的另一端密封固定连接第三密封固定盖，上述内管的另一端贯穿第三密封固定盖；在上述中管的另一端，借助于螺纹密封连 接端盖；另外，在所述外管上设置一进水口，所述进水口靠近第二密封固定盖；在所述第一密封固定盖和第三密封固定盖之间的中管上设置一出水口，所述出水口靠近第三密封固定盖；在所述中管上靠近第一密封固定盖的一端，设置有导流回水孔；在所述端盖和第三密封固定盖之间的中管上，设置一烟气出口。取样探头的第一密封固定盖的一端伸入到炉内取样。高温高尘烟气进入内管，即烟气通道。同时，冷却水从外管上设置的进水口进入外管和中管之间的空间，即冷水层。冷却水又从导流回水孔流向中管和内管之间的空间，即回水层，最后从出水口流出，完成对烟气通道内的取样烟气的冷却。可通过计算得出冷却水合理的流速和管段截面积，以起到对炉内钢管的外壁及第一密封固定盖冷却降温作用，使其工作在合适的温度适用范围内；通过控制合理的烟气流速可以使烟气冷却到一定温度而不出现卤化碱凝结问题。取样管工作一段时间后，可换到不同的测点。工作一定时间后，可方便地打开端盖对内管的烟气通道进行疏通。之后继续进行取样，在疏通过程中取样探头不用从炉内取出。优选地，在上述取样探头上的进水口、出水口和烟气出口上分别安装有温度传感器。通过采集上述温度传感器的数据，可以调节水流的流量和烟气的流速，使烟气的温度保持在一定范围，避免烟气中颗粒的凝结。
图I是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型中取样探头的结构示意图；图3是本实用新型中取样过滤器的结构示意图；图中1 一取样探头；2 —取样过滤器；3—软管；1-1 一外管；1-1-1 一进水口 ；
1-2—中管；1-2-1—出水口 ； 1-2-2 —导流回水孔；1-2-3—烟气出口 ； 1-3—内管；1-4一第一密封固定盖；1-4_1 一孔；1_5—第二密封固定盖；1-6—第二密封固定盖；1-7—端盖；
1-8—温度传感器；2-1—第一外壳；2-1-1—第一出气口 ；2-1-2—第一反吹气口 ；2-2—第二外壳；2-2-1—第二出气口 ；2-2-2—第二反吹气口 ；2-3—第三外壳；2-3-1—进气口 ；2-3-2 —出灰口 ；2-4—灰桶；2-4-1—进灰口 ；2_5—第一法兰；2_6—第二法兰；2_7—第一滤网；2-8—第二滤网。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型包括一取样探头I和一取样过滤器2，所述取样探头I和取样过滤器2之间借助于一软管3相互连通。如图2所述，所述取样探头I包括外管1-1、中管1-2、内管1-3、第一密封固定盖
1-4、第二密封固定盖1-5、第三密封固定盖1-6、端盖1-7和温度传感器1-8。上述三根管子的长度不等，外管1-1最短，中管1-2最长，内管1-3居中。所述外管1-1套置在中管1-2外；所述中管1-2套置在内管1-3外。优选地，上述三根管子是耐高温的无缝不锈钢钢管。所述三根管子的一端与第一密封固定盖1-4之间密封固定连接。上述第一密封固定盖1-4
上设置有与内管1-3相互连通的孔1-4-1。所述外管1-1的另一端密封固定连接第二密封固定盖1-5 ;在所述中管1-2中，靠近内管1-3的另一端密封固定连接第三密封固定盖1-6，上述内管1-3的另一端贯穿第三密封固定盖1-6。上述密封固定连接的方式优选采用焊接方式。在上述中管1-2的另一端，可拆卸地密封连接端盖1-7，上述端盖1-7优选与中管1-2之间采用螺纹连接。另外，在所述外管1-1上设置一进水口 1-1-1，所述进水口 1-1-1靠近第二密封固定盖1-5 ;在所述第一密封固定盖1-4和第三密封固定盖1-6之间的中管1-2上设置一出水口 1-2-1，所述出水口 1-2-1靠近第三密封固定盖1-6。在所述中管1-2上靠近第一密封固定盖1-4的一端，设置有导流回水孔1-2-2 ;在所述端盖1-7和第三密封固定盖1-6之间的中管1-2上，设置一烟气出口 1-2-3。优选地，在上述进水口 1-1-1、出水口 1-2-1和烟气出口 1-2-3上分别安装有温度传感器1-8。如图3所不,取样过滤器2包括第一外壳2-1、第二外壳2-2、第三外壳2_3和灰桶2_4。所述第一外壳2-1和第二外壳2-2分别布置在第三外壳2-3的左、右两侧,通过第一法兰2-5和第二法兰2-6与第三外壳2-3相互连接。在所述第一外壳2-1和第三外壳2_3之间布置有第一滤网2-7，所述第一滤网2-7借助于第一法兰2-5密封固定连接；在所述第二外壳2-2和第三外壳2-3之间布置有第二滤网2-8，所述第二滤网2-8借助于第二法兰
2-6密封固定连接。在所述第三外壳2-3上设置一进气口2-3-1，在所述第一外壳2-1上设置第一出气口 2-1-1，在所述第二外壳2-2上设置第二出气口 2-2-1。在所述第三外壳2-3上还设置一出灰口 2-3-2，在所述灰桶2-4上设置一进灰口 2-4-1，上述出灰口 2_3_2和进灰口 2-4-1相互配合连接。另外,在所述第一外壳2-1上设置第一反吹气口 2-1-2 ;在所述第二外壳2-2上设置第二反吹气口 2-2-2。回到图I，上述取样探头I的烟气出口 1-2-3和取样过滤器2的进气口 2-3-1通过一软管3相互连通。工作时，取样探头I的第一密封固定盖1-4的一端伸入到炉内取样。高温高尘烟气进入内管1-3，即烟气通道。同时，冷却水从外管1-1上设置的进水口 1-1-1进入外管1-1和中管1-2之间的空间，即冷水层。冷却水又从导流回水孔1-2-2流向中管1-2和内管1-3之间的空间，即回水层，最后从出水口 1-2-1流出，完成对烟气通道内的取样烟气的冷却。[0029]可通过计算得出冷却水合理的流速和管段截面积，以起到对炉内钢管的外壁及第一密封固定盖1-4冷却降温作用，使其工作在合适的温度适用范围内；通过控制合理的烟气流速可以使烟气冷却到一定温度而不出现卤化碱凝结问题。取样管工作一段时间后，可换到不同的测点。工作一定时间后，可方便地打开端盖1-7对内管1-3的烟气通道进行疏通。之后继续进行取样，在疏通过程中取样探头不用从炉内取出。经过冷却后的烟气从烟气出口 1-2-3经过软管3进入取样过滤器2。经过一侧滤网2-7或2-8过滤灰分后，经该侧的出气口 2-1-1或2-2-1进入与出气口连接的气体分析仪。灰分则落入灰桶2-4。一定时间后，通道自动切换器关闭使用的出气口，打开另一侧的出气口，烟气又经另一通道进入气体分析仪。在出气口的轮换工作下，两个滤网交替进行过滤，使得过滤取样工作能够长时间进行。两侧的反吹气口 2-1-2或2-2-2也可交替反吹，依靠反吹作用可以将不工作的滤网表面的烟气粉尘、颗粒物吹掉，清除滤网的积灰。通过采集分别安装在进水口 1-1-1、出水口 1-2-1、烟气出口 1-2-3的温度传感器 1-8的数据，来调节水流的流量和烟气的流速，使烟气的温度保持在一定范围，避免烟气中颗粒的凝结。
权利要求1.一种髙温高尘气体和灰分取样装置，包括用于炉内气体取样的取样探头(1)，其特征在于所述取样探头上设置一水冷却机构；另外还包括一用于炉外过滤气体和灰分收集的取样过滤器(2)，所述取样探头(I)和所述取样过滤器(2)之间通过一软管(3)相互连通。
2.根据权利要求I所述的髙温高尘气体和灰分取样装置，其特征在于所述取样过滤器(2)包括第一外壳(2-1)、第二外壳(2-2)、第三外壳(2-3)和灰桶(2-4);所述第一外壳(2-1)和第二外壳(2-2)分别布置在第三外壳(2-3)的左、右两侧，通过第一法兰(2-5)和第二法兰(2-6)与第三外壳(2-3)相互连接；在所述第一外壳(2-1)和第三外壳(2-3)之间布置有第一滤网(2-7)，所述第一滤网(2-7)借助于第一法兰(2-5)密封固定连接；在所述第二外壳(2-2)和第三外壳(2-3)之间布置有第二滤网(2-8)，所述第二滤网(2-8)借助于第二法兰(2-6 )密封固定连接；在所述第三外壳(2-3 )上设置一进气口( 2-3-1)，在所述第一外壳(2-1)上设置第一出气口(2-1-1)，在所述第二外壳(2-2)上设置第二出气口(2-2-1)；在所述第三外壳(2-3 )上还设置一出灰口( 2-3-2 )，在所述灰桶(2-4 )上设置一进灰口(2-4-1)，上述出灰口(2-3-2)和进灰口(2-4-1)相互配合连接。
3.根据权利要求2所述的髙温高尘气体和灰分取样装置，其特征在于在所述第一外壳(2-1)上设置第一反吹气口(2-1-2);在所述第二外壳(2-2)上设置第二反吹气口(2-2-2)。
4.根据权利要求I或2或3所述的髙温高尘气体和灰分取样装置，其特征在于所述取样探头(I)包括外管(1-1)、中管(1-2)、内管(1-3)、第一密封固定盖(1-4)、第二密封固定盖(1-5)、第三密封固定盖(1-6)和端盖(1-7);上述三根管子的长度不等，外管(1-1)最短，中管(1-2)最长，内管(1-3)居中；所述外管(1-1)套置在中管(1-2)外；所述中管(1-2)套置在内管(1-3)外；上述三根管子的一端与第一密封固定盖(1-4)之间密封固定连接；上述第一密封固定盖(1-4)上设置有与内管(1-3)相互连通的孔(1-4-1);所述外管(1-1)的另一端密封固定连接第二密封固定盖(1-5);在所述中管(1-2)中，靠近内管(1-3)的另一端密封固定连接第三密封固定盖(1-6)，上述内管(1-3)的另一端贯穿第三密封固定盖(1-6);在上述中管(1-2)的另一端，借助于螺纹密封连接端盖(1-7);另外，在所述外管(1-1)上设置一进水口( 1-1-1 )，所述进水口( 1-1-1)靠近第二密封固定盖(1-5);在所述第一密封固定盖(1-4)和第三密封固定盖(1-6)之间的中管(1-2)上设置一出水口(1-2-1)，所述出水口( 1-2-1)靠近第三密封固定盖(1-6);在所述中管(1-2)上靠近第一密封固定盖(1-4)的一端，设置有导流回水孔(1-2-2);在所述端盖(1-7)和第三密封固定盖(1-6)之间的中管(1-2)上，设置一烟气出口( 1-2-3)。
5.根据权利要求4所述的髙温高尘气体和灰分取样装置，其特征在于在上述进水口(1-1-1)、出水口( 1-2-1)和烟气出口( 1-2-3)上分别安装有温度传感器(1-8)。
专利摘要本实用新型公开的一种髙温高尘气体和灰分取样装置，包括用于炉内气体取样的取样探头，所述取样探头上设置一水冷却机构；另外还包括一用于炉外过滤气体和灰分收集的取样过滤器，所述取样探头和所述取样过滤器之间通过一软管相互连通。通过采集上述温度传感器的数据，可以调节水流的流量和烟气的流速，使烟气的温度保持在一定范围，避免烟气中颗粒的凝结。本实用新型具有耐高温，防堵塞的优点。
文档编号G01N1/22GK202582956SQ201220153880
公开日2012年12月5日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者张保生, 徐向飞, 谢昌成, 裴婷, 陈华响 申请人:中国矿业大学