一种适用于高温正压烟道的烟气取样辅助装置的制作方法

本发明属于气体取样技术领域，具体地说是一种对高温正压烟气进行取样的辅助装置。

背景技术：

燃料燃烧产生的烟气在烟道和烟囱内流动，全部或部分管段内烟气压力可能为正压。在正压的烟道或烟囱进行烟气取样时，烟气容易外泄，尤其是高温烟气外泄，具有更高的安全隐患，容易引起人员中毒、皮肤灼伤、周围可燃物着火等安全生产事故。烟气取样孔一般由外接管段和封堵（如螺纹闷盖、法兰盘、堵头等）组成，在烟气取样时打开封堵，在完成烟气取样时重新装上封堵。然而，在高温正压烟道或烟囱场所，打开烟气取样孔的封堵将使高温烟气外泄，影响人员和环境安全，导致烟气取样无法正常进行。

现有的解决办法是，在进行烟气取样前停机、打开封堵、安装烟气取样装置，在烟气取样时佩戴防护面罩和防烫手套、采用纱布密封取样孔和取样装置的缝隙，在完成烟气取样时停机、重新安装封堵，试验结束后再重新启机。可见，现有的烟气取样孔无法适用于高温正压的烟气取样场所，若在线操作过程则危险大，若离线操作过程则需启停机组。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种适用于高温正压烟道的烟气取样辅助装置，以防止高温烟气外泄造成高温灼伤或有毒气体伤害；以提供在线烟气取样的条件，无需重新启机和停机。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种适用于高温正压烟道的烟气取样辅助装置，包括前外接管、后外接管、引射器、取样管、混合管、工作气源、喷射管、吹扫管、应急气源、气封管、第一连接件和第二连接件；

所述的前外接管和后外接管用于安装在烟道壁面上；

所述的取样管、第一连接件与前外接管组成垂直于烟道壁面的同轴管段，作为烟气取样孔；

所述的引射器，其进口端与喷射管连接，其出口端通过第二连接件与后外接管连接，其喉口部位与吹扫管连接；

所述的喷射管，将来自工作气源的压缩空气输送至引射器进口端；

所述的吹扫管，将来自工作气源的压缩空气输送至引射器喉口部位；

所述的取样管，其一端安装可拆卸封堵，另一端通过第一连接件与前外接管连接；所述的取样管上安装第二球阀，取样管上开设混合管连接孔和气封管连接孔；所述的混合管连接孔位于取样管中部，所述的气封管连接孔位于混合管连接孔与可拆卸封堵之间，所述的第二球阀位于气封管连接孔与可拆卸封堵之间；

所述的混合管，其一端连接在取样管中部，其另一端连接在引射器喉口部位，其中间段为柔性连接件，使混合管在长度方向具有一定的伸缩性，便于调整安装位置和提高安装的灵活性；

所述的气封管，将来自应急气源或工作气源的压缩空气输送至取样管；

所述的取样管，其一端流进的空气对其另一端流进的烟气形成密封，环境中的空气从已卸下封堵的烟气取样孔处进入，通过第二球阀后转弯进入混合管；同时，烟气从烟道进入前外接管，通过第一连接件和取样管后转弯进入混合管；空气和烟气一起通过混合管被吸入引射器，随后与压缩空气一起经过第二连接件和后外接管，最后被喷射到烟道内。

本发明通过引射器在其喉口产生低压区，所述的低压区与烟道内正压、与外界环境压力均形成压力差，利用所述的压力差驱动烟气和空气分别从取样管两端相向流入，取样管一端的空气对其另一端的烟气形成密封，从而防止在进行烟气取样时烟气外泄。

优选的，所述的前外接管位于烟道内烟气上游，前外接管上安装第一球阀。

优选的，所述的后外接管位于烟道内烟气下游，后外接管上安装第一截止阀。

优选的，所述的烟气取样孔为一个或多个。

优选的，所述的气封管上设有常开截止阀和快开电磁阀。

优选的，所述的快开电磁阀，在满足预设逻辑时快速开启，将压缩空气喷入取样管，形成对烟气的密封，保证在烟道内烟气压力异常波动时空气对烟气的密封性能。

优选的，所述的喷射管上设有喷射调阀。

优选的，所述的喷射调阀，手动调节或按照预设的控制逻辑自动调节开度，保证在烟道内压力正常波动时空气对烟气的密封性能。

优选的，所述的吹扫管上设有吹扫阀。

优选的，所述的第一连接件和第二连接件均为独立部件，通过选择合适的连接件，可连接管径不同的前外接管和取样管，或连接管径不同的后外接管和引射器，使烟气取样辅助装置通配性更强；第一连接件与前外接管和取样管的连接方式均采用螺纹连接，密封性好；第二连接件与后外接管和引射器的连接方式均采用螺纹连接，密封性好。

优选的，所述的烟道指烟气流经的通道，包含通常所指的烟道，也包含烟囱。

优选的，当烟气含尘且烟道内烟气向上流动时，可在取样管上位于混合管下方处安装集灰罐，便于收集积灰和清灰。

更优选的，所述的喷射调阀的预设控制逻辑具有多种可能性，可根据实际应用场景进行设计。

更优选的，所述的快开电磁阀的预设逻辑具有多种可能性，可根据实际应用场景进行设计。

本发明适用于烟道和烟囱，尤其对高温正压的场所具有如下的有益效果：

1）能够防止高温烟气外泄造成高温灼伤或有毒气体伤害；

2）可提供在线烟气取样的条件，无需重新启机和停机；

3）可同时设置多个取样孔，满足不同试验要求；

4）安装灵活且接口通配性强。

附图说明

图1为本发明烟气取样辅助装置应用时的结构示意图；

图2为本发明取样管的主视图；

图3为本发明取样管的俯视图；

图4-5为图2和图3中气封管连接孔处的剖面示意图（图5为图4的a-a向剖视图）；

图6为本发明引射器的剖面示意图；

图7为本发明喷射调阀的控制曲线图；

图8为本发明快开电磁阀的控制曲线图。

图中，1-前外接管，2-第一连接件，3-取样管，4-混合管，5-引射器，6-后外接管，7-喷射管，8-气封管，9-工作气源，10-应急气源，11-第一球阀，12-第一截止阀，13-喷射调阀，14-吹扫阀，15-快开电磁阀，16-常开截止阀，17-第一外螺纹，18-混合管连接孔，19-气封管连接孔，20-第二连接件，21-第二球阀，22-可拆卸封堵，23-吹扫管，24-气封小孔，25-空槽，26-第二外螺纹，27-吹扫管连接孔，28-第三外螺纹，29-混合管上连接孔，30-喉口，31-第二截止阀。

具体实施方式

在下述本发明的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本发明的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本发明范围的限制。

下面结合说明书附图和具体的实施方式对本发明作进一步的描述。

图1为本发明烟气取样辅助装置应用时的结构示意图，烟气取样辅助装置包括前外接管1、后外接管6、引射器5、取样管3、混合管4、工作气源9、喷射管7、吹扫管23、应急气源10、气封管8、第一连接件2和第二连接件20。前外接管1和后外接管6均安装在烟道壁面上；前外接管1处于烟气上游，前外接管1上安装第一球阀11。后外接管6处于烟气下游，后外接管6上安装第一截止阀12。引射器5，其进口端与喷射管7连接，其出口端通过第一连接件2与后外接管6连接，其喉口部位与吹扫管6连接。喷射管7，将来自工作气源9的压缩空气输送至引射器5进口端，喷射管7设有喷射调阀13和第二截止阀31。吹扫管6，将来自工作气源9的压缩空气输送至引射器5喉口部位，吹扫管6设有吹扫阀14。取样管3，其一端安装可拆卸封堵22，其另一端通过第一连接件2与前外接管11连接。

取样管3、第一连接件2和前外接管1三者组成垂直于烟道壁面的同轴管段，作为烟气取样孔。混合管4，其一端连接在取样管3中部，其另一端连接在引射器喉5口部位，其中间段为柔性连接件。气封管8，将来自应急气源10或工作气源9的压缩空气输送至取样管3，气封管8上设有常开截止阀16和快开电磁阀15。

图2为取样管主视图，图3是取样管俯视图。取样管3与第一连接件2连接的一端采用第一外螺纹17，可拆卸封堵22采用法兰，取样管上开设混合管连接孔18和气封管连接孔19，取样管上安装第二球阀21，所述的混合管连接孔18位于取样管3中部，气封管连接孔19位于混合管连接孔18和可拆卸封堵22之间，第二球阀21在气封管连接孔19和可拆卸封堵22之间。

图4-5是图2和图3中气封管连接孔处的局部剖面图，取样管3外表面上开设一个气封管连接孔19，在取样管3内表面开设有沿圆周均匀分布的8个气封小孔24，气封管连接孔19和所有的气封小孔24之间通用空槽25连通；压缩空气从气封管连接孔19进入，通过空槽25分布到8个气封小孔24，再从气封小孔喷入取样管内腔，对烟气形成密封。

图6是引射器5的剖面图，引射器5与第二连接件20连接的一端采用第二外螺纹26，与喷射管7连接的一端采用第三外螺纹28，在喉口30处开设吹扫管连接孔27和混合管上连接孔29。

图7为喷射调阀13的控制曲线图，该曲线可通过试验确定，表示在不同的烟气压力下喷射调阀13的开度。烟气压力的取压位置在烟道内并且位于前外接管1的上游，可以采用烟道上已有的压力测点；在不同的烟气压力下，调节喷射调阀13的开度，直到无烟气从取样管3外泄，记录对应该烟气压力下的开度。

图8为快开电磁阀15的控制曲线图，该曲线可通过试验确定，表示在喷射调阀13开度过大时快速开启快开电磁阀，向取样管3喷射密封压缩空气；防止烟气压力突然波动，而喷射调阀13调节余量不足，发生烟气外泄的危险。本实施例中，快开电磁阀15设定为：在喷射调阀13开度达到80%时，快开电磁阀15瞬间全开。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。