一种烟道内液态水的监测装置的制作方法

本实用新型涉及火电机组技术领域，特别是涉及一种燃煤锅炉的排气烟道内液态水的监测装置。

背景技术：

近年来，随着火电装机容量以及排放污染物总量的增加，对大气环境造成了很大压力。为满足各种污染物的排放要求，目前行业内主流的技术路线是充分利用炉后现有设备，使炉后各设备有机地关联起来进行协同治理，实现节能减排。

在一种现有技术中，可以在空预器和除尘器之间的烟道增设设备，如用于降低烟温的换热管、利用烟气余热将脱硫废水蒸干的废水蒸干装置。不管是增设何种设备，必须要保证烟气在进入除尘器之前不带有液态水，否则，极易导致下游的除尘器设备故障。若是电除尘器，则可能发生极板腐蚀、积灰、灰斗堵灰等故障；若是袋除尘器，则可能发生糊袋等故障；更有甚者，在电除尘器或袋除尘器前端的气流均布孔板有可能发生积灰堵塞腐蚀等故障，严重影响安全生产。

可见，在除尘器之前的临近其入口处设置液态水分的监控装置是非常必要的，一旦检测到有液态水分存在，可以及时报警并退出运行，以避免更大的设备故障发生。

由于燃煤锅炉烟道的内部环境恶劣，对烟道内是否存在液态水的监测极其困难。虽然现有技术中存在多种监测装置，如烟气湿度仪、声波炉管检漏系统、水浸式感应线缆、梳型烟道检漏装置等，但是，运用后均还不能达到预期的监测效果，无法实现稳定可靠的监测。

因此，如何设计一种烟道内液态水的监测装置，以便对烟道内的液态水进行稳定可靠的监测，成为本领域技术人员目前亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种烟道内液态水的监测装置，能够实现对烟道内液态水的稳定可靠监测，进而避免因液态水而导致烟道下游的除尘器故障。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种烟道内液态水的监测装置，包括同向延伸的探棒、第一导线和第二导线，所述第一导线和所述第二导线互不相接地内置在所述探棒中，所述探棒采用具备物理吸水性的绝缘材料制成，以便在吸水后导通所述第一导线和所述第二导线；还包括用于检测所述第一导线和所述第二导线是否导通的检测件。

本实用新型的监测装置，包括探棒和内置在探棒中的第一导线和第二导线，第一导线和第二导线不连接，探棒采用绝缘材料制成；当烟道内存有液态水时，探棒因吸水而将第一导线和第二导线导通，实现了对烟道内液态水的检测。

一方面，探棒采用具有物理吸水性的绝缘材料制成，不受湿度的影响，准确度高；另一方面，与现有技术相比，监测机理是探棒的物理吸水性，不依靠连续水流实现导通，不会受烟气的流速影响，也可以存在少量液体水时实现监测，灵敏度高；再者，探棒采用具有物理吸水性的绝缘材料制成，当吸收的水分蒸发干后，探棒恢复绝缘性能，可以多次重复使用，实现长期监测的同时还不耗材；最后，导电依靠探棒吸收的水分实现，而与吸水过程或者液体水的产生过程无关，是对液体水是否存在的结果监测，可以根据需要改变探棒的安装位置，从而实现不同位置的液体水监测，使用范围广，灵活性高。

可选地，所述探棒采用多孔陶瓷材料制成。

可选地，所述探棒的微孔平均孔径为0.5～3微米，孔隙率为40℅～60℅。

可选地，所述探棒与所述第一导线和所述第二导线烧结固定。

可选地，所述第一导线和所述第二导线采用电热合金制成，两者的直径均为2～5mm，两者的中心距为7～15mm。

可选地，所述探棒设于烟道底板，或者通过支架固定于烟道的中空区域。

可选地，还包括贯穿烟道保温层和烟道壁板而伸入烟道内的穿墙接管，所述第一导线和所述第二导线具有与各自电连接的高温电缆，各所述高温电缆由所述穿墙接管穿出后与所述检测件电连接。

可选地，还包括防水接线盒，与所述穿墙接管通过电工防火泥密封连接，所述防水接线盒具有分别与各所述高温电缆电连接的接线端子，所述接线端子通过连接线与所述检测件电连接。

可选地，包括若干所述探棒，各所述探棒通过锁扣件依次连接，所述第一导线和所述第二导线分别依次焊接。

可选地，所述锁扣件包括定位件和与相邻的所述探棒卡紧配合的卡箍，所述卡箍具有与所述定位件配合的定位孔。

附图说明

图1为本实用新型所提供烟道内液态水的监测装置在一种具体实施方式中的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视图；

图3为图1所示监测装置中探棒1的纵向剖视图。

图1-3中：

探棒1、第一导线2、第二导线3、检测件4、烟道底板5、烟道保温层6、烟道壁板7、穿墙接管8、防水接线盒9、锁扣件10、定位件11、卡箍12、第一电缆13、第二电缆14、第一连接线15、第二连接线16、第一接线端子17、第二接线端子18、电工防火泥19。

具体实施方式

本实用新型提供了一种烟道内液态水的监测装置，能够实现对烟道内液态水的稳定可靠监测，进而避免因液态水而导致烟道下游的除尘器故障。

以下结合附图，对本实用新型进行具体介绍，以便本领域技术人 员准确理解本实用新型的技术方案。

本文所述的第一、第二等词仅为了区分相同或类似结构的不同部件，或者相同或类似的不同结构，不表示对顺序的特殊限定。

如图1所示，本实用新型的监测装置，用于实现对烟道内液态水的监测，包括探棒1、第一导线2和第二导线3，三者可以同向延伸，第一导线2和第二导线3内置在探棒1中，且互不连接；探棒1可以采用具备物理吸水性能的绝缘材料制成，当探棒1吸水后即可将第一导线2和第二导线3导通；监测装置还设有用于检测第一导线2和第二导线3是否导通的检测件4，以便根据导通情况判断烟道内是否存在液态水。

探棒1、第一导线2和第二导线3同向延伸是指，三者的延伸方向大致相同，不一定平行，可以存在一定倾斜角度；尤其是，第一导线2和第二导线3可以平行设置，也可以相互交错，但应该内置在探棒1中，即第一导线2和第二导线3在两者的延伸方向上始终贯穿在探棒1内，但可以是沿直线延伸，也可以为曲线，但应使得第一导线2和第二导线3不直接连通。

由于燃煤锅炉的烟道内部环境恶劣，具有高温、高风速、粉尘浓度高和强腐蚀等特性，探棒1应该还具有耐磨、耐腐蚀以及耐高温等性能。为满足这些需求，探棒1可以采用多孔陶瓷材料制成，该材料的微孔平均孔径为0.5～3um，孔隙率可以为40％～60％，具体可以采用氧化铝多孔陶瓷材料。此时，探棒1可以与第一导线2和第二导线3烧结固定。

需要说明的是，具备物理吸水性且耐高温、耐磨、耐腐蚀的材料不限于多孔陶瓷材料，还可以采用陶土等具有类似结构的材料。

具体而言，多孔陶瓷材料具有良好的吸水性，材料本身不会吸潮，只要烟道中没有液态水分，即烟道内的温度高于露点，探棒1就是绝缘的，那么，常态下，探棒1中的第一导线2和第二导线3是不导通的。当烟道中存在液态水，由于探棒1的多孔的构造，形成许多细小的孔道，遇水会发生毛细现象；当探棒1吸满水后，由于烟道内的水 为非纯水，具有导电作用，可以将第一导线2和第二导线3导通。也就是说，多孔陶瓷的吸水性是物理吸水而非化学吸水，当烟道中不再有液态水时，只要探棒1内的液态水被蒸干，即使探棒1内的孔隙中留有被结晶的盐类物质，由于晶体态的盐类物质不存在自由移动的离子，是不导电的，探棒1即可恢复绝缘状态，这使得该探棒1能多次重复使用，而不是一次性的，不需要频繁更换，实现了长期监测而不耗材。

并且，探棒1的陶瓷材料决定了其具有良好的耐磨蚀、耐腐蚀和耐高温性能。即使烟道内的粉尘浓度过高而积存在探棒1周围，由于积灰特性无论从化学还是物理结构上来说均类似于多孔陶瓷，不同之处主要在于积灰未经过烧结呈松散状，但同样具备物理吸水性、干燥状态绝缘、吸水后导电的特性，则积灰附着在探棒1上时，能够与探棒1融为一体，相当于与探棒1的附属部件，能够与探棒1组合形成探棒体，不会影响探棒1的监测感应。换言之，探棒1能够适应高粉尘浓度的极端恶劣工况。

此外，多孔陶瓷属于刚性结构，便于安装固定，且具有较高的使用寿命以及较强的连接可靠性。

探棒1可设置在烟道底板5，监控底板是否有液态水流过，用于监控低压换热管的泄漏；探棒1也可安装在烟道的中空区域，此时要搭设好必要的支架使其可靠固定，即可监控烟气中是否存在液态水分，尤其可以用于脱硫废水烟气余热蒸干系统的未蒸干监测。即使是局部的液态水存在，只要能使探棒1的局部浸湿即可使第一导线2和第二导线3导通，从而可以触发信号报警，具有极高的灵敏性和准确性。

在上述基础上，本实用新型还包括穿墙接管8，该穿墙接管8由外而内贯穿烟道保温层6和烟道壁板7而伸入烟道内，第一导线2和第二导线3均具有与各自电连接的高温电缆，各高温电缆由穿墙接管8穿出后与检测件4电连接，以便将第一导线2和第二导线3的导通信号传递至检测件4。

为便于区分，将与第一导线2电连接的定义为第一电缆13，与第 二导线3电连接的定义为第二电缆14，第一电缆13和第二电缆14套装在穿墙接管8中，通过穿墙接管8伸出烟道，此时的穿墙接管8相当于一个防护套管，用于实现对第一电缆13和第二电缆14的防护，避免烟道保温层6以及烟道壁板7、烟道内部高温环境等侵蚀电缆，提高电信号的传递可靠性。

详细地，本实用新型还设有防水接线盒9，穿墙接管8通过电工防火泥19与防水接线盒9密封连接，防水接线盒9具有接线端子，与第一电缆13电连接的接线端子定义为第一接线端子17，与第二电缆14电连接的接线端子定义为第二接线端子18；第一接线端子17和第二接线端子18可以分别通过连接线与检测件4电连接，与第一接线端子17电连接的为第一连接线15，与第二接线端子18连接的为第二连接线16，则第一导线2依次经由第一电缆13—第一接线端子17—第一连接线15与检测件4电连接，第二导线3依次经由第二电缆14—第二接线端子18—第二连接线16与检测件4电连接，从而实现电信号传递。

由于穿墙接管8通过电工防火泥19与防水接线盒9密封连接，避免了因第一电缆13和第二电缆14的接入而影响烟道的密封可靠性，可以有效防止烟道漏风。

请结合图2，本实用新型可以包括若干探棒1，各探棒1通过锁扣件10依次连接，第一导线2和第二导线3可以依次焊接，以使得各探棒1依次拼接而形成探棒体，该探棒体的总长度能够满足烟道内监测区域的长度需求，实现烟道内总体区域的监测。

如图2所示，锁扣件10可以包括定位件11和卡箍12，卡箍12与探棒1卡紧配合，并具有与定位件11配合的定位孔；连接时，两个探棒1的端部相对，进而卡箍12将两个探棒1的端部卡紧，然后通过定位件11穿过定位孔，将两个探棒1卡紧固定。如此，各探棒1依次连接而形成探棒体。

本领域技术人员也可以采用其他形式的结构作为锁扣件10，只要能够实现探棒1的连接定位即可。

请参考图3，如图3所示，第一导线2和第二导线3可以采用电热合金制成，如1Cr13Al4；可以为圆形导线，两者的直径均可以为2～5mm，中心距为7～15mm。当然，本领域技术人员还可以采用扁平状的导线作为第一导线2和第二导线3，尺寸可以类比圆形导线进行设置，或者根据探棒1进行调整。

结合图1可知，检测件4的形式多样，可以为电流表，第一导线2和第二导线3与该电流表串联，并与电源接通；在第一导线2和第二导线3中，可以将其中一者接地，以作为参照点，当第一导线2和第二导线3接通后，检测件4就会有电流通过，发生数值的变化。此时，还可以将检测件4与DCS电连接，以根据需要发出报警信号，控制烟道下游的除尘器关闭等，避免液体水损坏除尘器。

以上对本实用新型所提供烟道内液态水的监测装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。