CN112345311A - 一种防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪 - Google Patents
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Abstract
一种防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，它涉及一种高温烟气颗粒物采样枪。本发明解决了现有烟气颗粒采样装置无法对高温烟气进行采集，烟气管路容易堵塞、无法对收集到充足的颗粒物样品进行长时间连续分析的问题。烟气采样管包括冷却油回路通道和烟气管道，冷却油回路通道与油冷***连通，冷却油回路通道内同轴设置有烟气管道，冷却油回路通道的长度小于烟气管道的长度，振动器固定在烟气管道的尾部，烟气管道的尾端与旋风器连通设置，旋风器的下部设置有在线分析仪器连接端口，在线分析仪器连接端口用于连接在线分析及收集仪器。本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪用于燃煤锅炉烟气中颗粒物的在线分析及采集。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟气颗粒物采样枪，具体涉及一种针对燃煤锅炉烟气中颗粒物的在线分析及采集工具。
背景技术
随着经济和社会的发展，人们愈加重视环境保护。颗粒物是大气污染的重要组成部分，是因为雾霾天气的主要原因之一，同时也会造成温室效应等环境危害，其中PM2.5(空气动力学直径小于2.5μm的颗粒物)还会极大威胁到人的身体健康，因此降低颗粒物排放源的大气污染物排放十分必要。燃煤锅炉是大气颗粒物的主要来源之一，为探究燃煤锅炉颗粒物形的成原因、评价颗粒物的危害程度及寻找降低颗粒物排放方法，对锅炉烟气中的颗粒物进行在线分析及采集是一个重要步骤。
现有的烟气颗粒采样装置多以分析除尘及脱硫前后的烟气为主，取样点多位于低温烟道处，无法对高温烟气甚至炉膛内的烟气中的颗粒物进行分析和采集，具有一定局限性。在对高温烟气进行采集时，为避免采样枪高温烟气融化，需要在烟气管道外加设冷却装置，即烟气流经烟气管路是一个降温过程，由于热泳现象，烟气中颗粒物会附着在管壁内，同时，为了不对锅炉及生产线运行产生较大的影响，采样枪尺寸不易过大，因此烟气管路容易堵塞。管路堵塞会影响后续在线分析的准确度，而且需要及时清理，无法进行长时间连续工作已收集到充足的颗粒物样品进行后续的分析。
发明内容
本发明为解决现有的烟气颗粒采样装置无法对高温烟气进行采集，烟气管路容易堵塞、无法对收集到充足的颗粒物样品进行长时间连续分析的问题，进而提供一种防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪包括烟气采样管1、振动器6、旋风器 8及在线分析仪器连接端口9，烟气采样管1包括冷却油回路通道2和烟气管道3，冷却油回路通道2与油冷***连通，冷却油回路通道2内同轴设置有烟气管道3，冷却油回路通道2 的长度小于烟气管道3的长度，振动器6固定在烟气管道3的尾部，烟气管道3的尾端与旋风器8连通设置，旋风器8的下部设置有在线分析仪器连接端口9，在线分析仪器连接端口9 用于连接在线分析及收集仪器。
在一个实施方案中，冷却油回路通道由外层通道和内层通道构成，外层通道和内层通道在烟气管道3的首端连通设置，外层通道与冷却油出口5连通设置，内层通道与冷却油进口 4连通设置。
在一个实施方案中，冷却油进口4和冷却油出口5位于烟气采样管1的同一侧且靠近振动器6设置。
在一个实施方案中，烟气管道3的长度比冷却油回路通道2的内层通道长度长20～30cm。
在一个实施方案中，烟气采样管1采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油回路通道2和烟气管道3通过焊接组成烟气采样管1。
在一个实施方案中，冷却油进口4和冷却油出口5均采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油进口4的一端与内层通道焊接为一体，冷却油出口5的一端与外层通道焊接为一体，冷却油进口4的另一端和冷却油出口5的另一端均设置有外螺纹。
在一个实施方案中，所述高温烟气颗粒物采样枪还包括金属平板7，金属平板7焊接在烟气管道3的管箍上，振动器6固装在金属平板7的上端面上。
在一个实施方案中，冷却油回路通道2的内层通道、外层通道由依次套装在烟气管道3 上内套筒和外套筒形成，烟气管道3与套在其上的内套筒之间形成内层通道，内套筒与套在其上的外套筒之间形成外层通道；外层通道的长度小于内层通道的长度，内层通道的小于烟气管道3的长度；烟气管道3首端与外套筒的一端通过端口连接件13封闭连接；内套筒的一端端面与端口连接件13具有间隙；内套筒靠近振动器6的另一端与烟气管道3对应部位的外圆周表面封闭连接；外套筒靠近振动器6的另一端与内套筒对应部位的外圆周表面封闭连接；所述油回路通道2为迂回的通道。所述端口连接件13具有由外至内渐缩的且与烟气管道3连通的通孔。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的冷却油进口和冷却油出口位于烟气采样管的同一侧且靠近振动器设置，冷却油进口和冷却油出口与齿轮油泵采用不锈钢软管连接，针对不同的烟气温度，可通过变频器控制齿轮油泵调节冷却油进出量以此改变冷却效果；
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的烟气管道尾部设置有振动器，在采样时可以持续振动，防止颗粒物附着在管壁堵塞管道，极大延长了采样枪的清洗周期，提高了在线分析的精确度；
本发明防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪设置有冷却油回路通道，冷却油回路通道与油冷***连通，能有效的冷却采样枪中烟道的高温烟气，可长时间采样；
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的烟气通过烟气管路后进入旋风器，增加烟气流动性，可以有效防止烟气在进去在线采集及分析设备时堵塞连接管路，延长了采样枪的检修及清理周期，提高了烟气在线分析及收集仪器的工作可靠性；
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的烟气管道末端的旋风器可以直接连接相关的在线分析仪器或采集仪器，如静电低压撞击器、大流量采样仪等；也可以先连接一个稀释器，根据不用仪器的需求对烟气进行稀释，使得该采样枪的适用性更广。
附图说明
图1为本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的整体接结构剖视图；
图2为图1的A-A剖面图；
图3为旋风器的放大剖面图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”“后”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
参见图1和图2，本实施例提供了一种防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，包括烟气采样管1、振动器6、旋风器8及在线分析仪器连接端口9，烟气采样管1包括冷却油回路通道2和烟气管道3，冷却油回路通道2与油冷***连通，冷却油回路通道2内同轴设置有烟气管道3，冷却油回路通道2的长度小于烟气管道3的长度，振动器6固定在烟气管道3的尾部，烟气管道3的尾端与旋风器8连通设置，旋风器8的下部设置有在线分析仪器连接端口9，在线分析仪器连接端口9用于连接在线分析及收集仪器。
本发明的烟气管道尾部设置有振动器，在采样时可以持续振动，与现有的烟气颗粒采样装置烟气管路容易堵塞相比，可以防止颗粒物附着在管壁堵塞管道，极大延长了采样枪的清洗周期，提高了在线分析的精确度；
本发明的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪的烟气通过烟气管路后进入旋风器，增加烟气流动性，与现有的烟气颗粒采样装置烟气管路容易堵塞相比，可以有效防止烟气在进去在线采集及分析设备时堵塞连接管路，延长了采样枪的检修及清理周期，提高了烟气在线分析及收集仪器的工作可靠性；
本发明的烟气管道末端的旋风器可以直接连接相关的在线分析仪器或采集仪器，如静电低压撞击器、大流量采样仪等；也可以先连接一个稀释器，根据不用仪器的需求对烟气进行稀释，使得该采样枪的适用性更广。
参见图1，优选地，冷却油回路通道由外层通道和内层通道构成，外层通道和内层通道在烟气管道3的首端连通设置，外层通道与冷却油出口5连通设置，内层通道与冷却油进口 4连通设置。
本发明中的冷却油回路通道由外层通道和内层通道构成，并且外层通道和内层通道在烟气管道3的尾端连通设置，从而延长了冷却油回路通道的有效通道长度，相当于延长了冷却油在油路通道的停留时间，能有效的冷却采样枪中烟道的高温烟气，冷却效果好；
本发明中的冷却油回路通道与油冷***连通，与现有的烟气颗粒采样装置无法对高温烟气进行采集相比，能有效的冷却采样枪中烟道的高温烟气，可长时间采样。
参见图1，优选地，冷却油进口4和冷却油出口5位于烟气采样管1的同一侧且靠近振动器6设置。
冷却油进口4和冷却油出口5位于烟气采样管1的同一侧且靠近振动器6设置，是为了保证冷却油回路通道的有效通道长度最大化，进一步延长了冷却油在油路通道的停留时间，更加有效的冷却采样枪中烟道的高温烟气，冷却效果达到最佳状态；
参见图1，优选地，烟气管道3的长度比冷却油回路通道2的内层通道长度长20～30cm。
如此设置，以便于在烟气管道3上安装振动器6和连接旋风器8。
参见图1，优选地，烟气采样管1采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油回路通道2和烟气管道3通过焊接组成烟气采样管1。
如此设置，烟气采样管1可以耐高温耐腐蚀，延长烟气采样管1的使用寿命。
参见图1，优选地，冷却油进口4和冷却油出口5均采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油进口4的一端与内层通道焊接为一体，冷却油出口5的一端与外层通道焊接为一体，冷却油进口4的另一端和冷却油出口5的另一端均设置有外螺纹。
如此设置，冷却油进口4和冷却油出口5通过不锈钢软管与齿轮油泵连接，齿轮油泵由变频控制器控制，在使用时根据不同的烟气温度，可通过变频器控制齿轮油泵调节冷却油进出量以此改变冷却效果。
参见图2，优选地，所述高温烟气颗粒物采样枪还包括金属平板7，金属平板7焊接在烟气管道3的管箍上，振动器6固装在金属平板7的上端面上。振动器选用深圳恒源机电设备有限公司的HY-0.1型微型振动器，其振动马达工作电压为220V，功率20W，可提供高频率且振幅适中的振动效果。
如此设置，在采样时可以持续振动，防止颗粒物附着在管壁堵塞管道，极大延长了采样枪的清洗周期，提高了在线分析的精确度。
参见图3，旋风器为自行设计加工，其烟气入口10与烟气管道尾部相连，二者内径都是2厘米。其内部的实心金属短柱11可以使进入的烟气更好地形成旋流。旋风器尾部与在线分析仪器连接端口9相连。
如此设置，在采样时可以使烟气更加快速的进入分析仪器，有效放置在此过程中由于温度大幅度降低而引起的颗粒堆积现象，延长该段的清灰周期，实现长时间烟气在线分析及采集。
参见图1，冷却油回路通道2的内层通道、外层通道由依次套装在烟气管道3上内套筒和外套筒形成，烟气管道3与套在其上的内套筒之间形成内层通道，内套筒与套在其上的外套筒之间形成外层通道；外层通道的长度小于内层通道的长度，内层通道的小于烟气管道3 的长度；烟气管道3首端与外套筒的一端通过端口连接件13封闭连接；内套筒的一端端面与端口连接件13具有间隙；内套筒靠近振动器6的另一端与烟气管道3对应部位的外圆周表面封闭连接；外套筒靠近振动器6的另一端与内套筒对应部位的外圆周表面封闭连接；所述油回路通道2为迂回的通道。所述端口连接件13具有由外至内渐缩的且与烟气管道3连通的通孔。
如此设置，在烟气管道3的外部形成一个迂回的冷却通道，能提高温烟气颗粒物采样枪的冷却效果。振动器6直接设置在烟气管道3的末端，且内、外层通道沿烟气管道3的首端至末端呈阶梯状布在烟气管道3上，提高振动器6的除灰效果。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落在本发明的保护范围。
实施例：
如图1、图2和图3所示，烟气采样管1由冷却油回路通道2和烟气管道3构成，冷却油通道2设置在烟气管道3外壁上，烟气管道3的长度比冷却油通道2的内层通道长度长20～30cm，以便于安装振动器6和连接旋风器8；冷却油回路通道2和烟气管道3均采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢制成，冷却油回路通道2和烟气管道3焊接组成烟气采样管主体。冷却油进口4和冷却油出口5采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管，冷却油进口4焊接在进油管道尾部，冷却油出口5焊接在出油管道尾部，冷却油进口4的另一端和冷却油出口5的另一端均设置有外螺纹，冷却油进口4和冷却油出口5通过四分不锈钢软管与齿轮油泵连接，齿轮油泵由变频控制器控制，在使用时根据不同的烟气温度，可通过变频器控制齿轮油泵调节冷却油进出量以此改变冷却效果。
如图1图1、图2和图3所示，振动器6固装在金属平板7的上端面上，金属平板7的另一面焊接有两个管箍，两个管箍可螺栓固定在烟气管道3上，在采样过程中，通过振动器6产生的振动效果，防止烟气中颗粒物在管内堆积堵塞管道；抽取的烟气通过烟气管道3后进入末端的旋风器8中，通过在旋风器8中产生旋流，可以有效预防烟气在进入连接在线分析仪器的软管时颗粒粘壁引起堵塞，可以缩短清理采样器及管道的周期，使在线分析精确度更高，同时可进行长时间采样。
在使用时，烟气采样管1末端与旋风器8、气体稀释装置和分析仪器或采样仪器依次相连，冷却油进口4和冷却油出口5与齿轮油泵相连，打开油冷泵，随后将本发明的采样枪***烟道中，启动振动器，测量时根据连接冷却油进口4和冷却油出口5的金属软管温度调节冷却油量以控制冷却效果。
Claims (9)
1.一种防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，所述高温烟气颗粒物采样枪包括烟气采样管(1)、振动器(6)、旋风器(8)及在线分析仪器连接端口(9)，其特征在于：烟气采样管(1)包括冷却油回路通道(2)和烟气管道(3)，冷却油回路通道(2)与油冷***连通，冷却油回路通道(2)内同轴设置有烟气管道(3)，冷却油回路通道(2)的长度小于烟气管道(3)的长度，振动器(6)固定在烟气管道(3)的尾部，烟气管道(3)的尾端与旋风器(8)连通设置，旋风器(8)的下部设置有在线分析仪器连接端口(9)，在线分析仪器连接端口(9)用于连接在线分析及收集仪器。
2.根据权利要求1所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：冷却油回路通道(2)由外层通道和内层通道构成，外层通道和内层通道在烟气管道(3)的首端连通设置，外层通道与冷却油出口(5)连通设置，内层通道与冷却油进口(4)连通设置。
3.根据权利要求2所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：冷却油进口(4)和冷却油出口(5)位于烟气采样管(1)的同一侧且靠近振动器(6)设置。
4.根据权利要求1、2或3所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：烟气管道(3)的长度比冷却油回路通道(2)的内层通道长度长20～30cm。
5.根据权利要求4所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：烟气采样管(1)采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油回路通道(2)和烟气管道(3)通过焊接组成烟气采样管(1)。
6.根据权利要求2、3或5所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：冷却油进口(4)和冷却油出口(5)均采用耐高温耐腐蚀的304不锈钢管制成，冷却油进口(4)的一端与内层通道焊接为一体，冷却油出口(5)的一端与外层通道焊接为一体，冷却油进口(4)的另一端和冷却油出口(5)的另一端均设置有外螺纹。
7.根据权利要求6所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：所述高温烟气颗粒物采样枪还包括金属平板(7)，金属平板(7)焊接在烟气管道(3)的管箍上，振动器(6)固装在金属平板(7)的上端面上。
8.根据权利要求2所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：冷却油回路通道(2)的内层通道、外层通道由依次套装在烟气管道(3)上内套筒和外套筒形成，烟气管道(3)与套在其上的内套筒之间形成内层通道，内套筒与套在其上的外套筒之间形成外层通道；外层通道的长度小于内层通道的长度，内层通道的小于烟气管道(3)的长度；烟气管道(3)首端与外套筒的一端通过端口连接件(13)封闭连接；内套筒的一端端面与端口连接件(13)具有间隙；内套筒靠近振动器(6)的另一端与烟气管道(3)对应部位的外圆周表面封闭连接；外套筒靠近振动器(6)的另一端与内套筒对应部位的外圆周表面封闭连接；所述油回路通道(2)为迂回的通道。
9.根据权利要求8所述的防积灰堵塞管路的高温烟气颗粒物采样枪，其特征在于：所述端口连接件(13)具有由外至内渐缩的且与烟气管道(3)连通的通孔。
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