一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置製造方法
2023-05-22 01:48:01
一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，該裝置包括煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元；通過信號轉換單元中的光電轉換單元將光信號轉換為電信號，採用電線與光照單元進行連接後，直接對電信號進行分析得到煙塵濃度，消除了現有技術中由於煙道振動和煙溫不均勻導致折射率不均勻對光路的影響，使測試結果準確、可靠；在微機中預置標準曲線，不用在測試前後對濾筒進行恆重，同時可減少採樣時間，可大大降低測試時間。
【專利說明】一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於環境工程【技術領域】，尤其涉及一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著環保標準的提高，越來越多的電袋除塵器和布袋除塵器被採用，布袋除塵器以其結構簡單、高效的特點被廣泛應用於大型火電機組除塵。然而，布袋除塵器和電袋除塵器的布袋部分的在線監測手段較為簡單，而常見的在線監測的雷射粉塵儀由於煙道振動以及煙溫不均勻造成折射率不均勻導致光路擺動，使測試結果準確度很低，當布袋發生破損時，只能靠手工監測找到布袋破損的部分進行檢修更換，而常用的煙塵測試重量法裝置採樣時間長，再加上採樣前後濾筒的恆重，一次監測時間大約在6?8小時，故障發現及處理的時間相當長。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題是，針對現有煙氣中煙塵濃度測試裝置耗時長的缺陷，提供一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，使用該裝置可迅速準確的測量出除塵設備出口煙氣中煙塵濃度，使布袋除塵器及電袋除塵器的布袋部分故障發現迅速、及時。
[0004]一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，包括煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元；
[0005]所述煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元依次相連；
[0006]所述煙氣採樣槍的進氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣採樣槍的出口端與光照單元的進氣口相連；
[0007]所述光照單元為密封裝置，內部包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設有進氣口，所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ；
[0008]在與所述出氣口相連的管道上依次設有流量計和恆流泵；
[0009]所述信號轉換單元包括依次相連的光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路；
[0010]所述信號測定單元為微機，所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
[0011]所述煙氣採樣槍為採樣管，且採樣管與光照單元相連處設有90°彎頭，所述彎頭與光照單元的進氣口採用軟管相連。
[0012]90°彎頭的作用是確保採樣槍正對被測煙氣氣流方向，以保證測試結果的準確性。
[0013]所述軟管為矽橡膠管。
[0014]所述矽橡膠管的耐高溫範圍為100?200°C。
[0015]還設有與微機相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
[0016]整個測試裝置與除塵器的煙道僅通過採樣槍相連，消除了現有技術中測試裝置安裝在煙道上，由於煙道振動和煙溫不均勻導致折射率不均勻對光路的影響，使測試結果準確、可靠。
[0017]工作原理如下:
[0018]步驟1:利用煙氣採樣槍採集除塵器中的煙氣；
[0019]步驟2:將採集的煙氣送入密封的光照單元；
[0020]光源產生的光線經過第一凸透鏡形成平行光，所述平行光被煙氣中的煙塵散射後，穿過第二凸透鏡；
[0021]所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ；
[0022]所述第一凸透鏡和第二凸透鏡均為可拆卸式安裝。
[0023]步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉化為4?20mA的電流信號；
[0024]步驟4:將電流信號輸入微機，利用預設在微機中的電流和煙塵濃度的標準曲線，微機輸出與電流信號對應的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定；
[0025]其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設置有流量計和恆流泵，且所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
[0026]流量計和恆流泵的設置使得測試過程中採樣的煙氣流量保證一致。
[0027]所述電流和煙塵濃度的標準曲線包括電除塵器、電袋除塵器及布袋除塵器煙塵測試時光電轉換器的電流與煙氣濃度的標準曲線；
[0028]所述標準曲線均為採用重量法測試得到的煙塵濃度和對應儀器電流信號的數據進行擬合得到。
[0029]所述步驟3中將光信號轉換為電流信號是將光信號依次通過光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路得電流信號。
[0030]有益效果
[0031]本實用新型提供了一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度裝置，包括煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元；所述煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元依次相連；所述煙氣採樣槍的進氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣採樣槍的出口端與光照單元的進氣口相連；所述光照單元為密封裝置，內部包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設有進氣口，所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ；在與所述出氣口相連的管道上依次設有流量計和恆流泵；所述信號轉換單元包括依次相連的光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路；所述信號測定單元為微機，所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
[0032]利用光源經第一凸透鏡產生的平行光由於煙塵的散射後，再經過第二凸透鏡，通過光電轉換單元將光信號轉換為電信號，採用電線與光照單元進行連接後，直接對電信號進行分析得到煙塵濃度，整個測試裝置與除塵器的煙道僅通過採樣槍相連，消除了現有技術中測試裝置安裝在煙道上，由於煙道振動和煙溫不均勻導致折射率不均勻對光路的影響，使測試結果準確、可靠；在微機中預置標準曲線，不用在測試前後對濾筒進行恆重，同時可減少採樣時間，可大大降低測試時間；整個結構簡單、成本低廉，易於推廣且使用方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型所述裝置的結構示意圖；
[0034]圖2為採樣槍結構示意圖；
[0035]標號說明:1_採樣管，2-彎頭，3-流量計，4-過濾單元，5-光電轉換電路，6-放大電路，7-轉換電路，8-微機，9-顯示單元，10-鍵盤，11-光源，12-第一凸透鏡，13-第二凸透鏡，14-進氣口，15-出氣口，16-恆流泵。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0037]如圖1和圖2所示，一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，包括煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元；
[0038]所述煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元依次相連；
[0039]所述煙氣採樣槍的進氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣採樣槍的出口端與光照單元的進氣口相連；
[0040]所述光照單元為密封裝置，內部包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設有進氣口，所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ；
[0041]在與所述出氣口相連的管道上依次設有流量計和恆流泵；
[0042]所述信號轉換單元包括依次相連的光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路；
[0043]所述信號測定單元為微機，所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
[0044]所述煙氣採樣槍為採樣管，且採樣管與光照單元相連處設有90°彎頭，所述彎頭與光照單元的進氣口採用軟管相連。
[0045]90°彎頭的作用是確保採樣槍正對被測煙氣氣流方向，以保證測試結果的準確性。
[0046]所述軟管為娃橡膠管,耐高溫範圍為100?200°C。
[0047]還設有與微機相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
[0048]工作過程如下:
[0049]步驟1:利用煙氣採樣槍採集除塵器中的煙氣；
[0050]步驟2:將採集的煙氣送入密封的光照單元；
[0051]光源產生的光線經過第一凸透鏡形成平行光，所述平行光被煙氣中的煙塵散射後，穿過第二凸透鏡；
[0052]所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ；
[0053]所述第一凸透鏡和第二凸透鏡均為可拆卸式安裝。
[0054]步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉化為4?20mA的電流信號；
[0055]步驟4:將電流信號輸入微機，利用預設在微機中的電流和煙塵濃度的標準曲線，微機輸出與電流信號對應的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定；
[0056]其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設置有流量計和恆流泵，且所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
[0057]流量計和恆流泵的設置使得測試過程中採樣的煙氣流量保證一致。
[0058]所述電流和煙塵濃度的標準曲線包括電除塵器、電袋除塵器及布袋除塵器煙塵測試時光電轉換器的電流與煙氣濃度的標準曲線；
[0059]所述標準曲線均為採用重量法測試得到的煙塵濃度和對應儀器電流信號的數據進行擬合得到。
[0060]所述步驟3中將光信號轉換為電流信號是將光信號依次通過光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路得電流信號。
[0061]實施例1:
[0062]本實例中所述快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置為矩形，長400mm、寬120_、高150_ ;採樣管1、彎頭2、光照單元、流量計3和恆流泵16組成煙氣採樣通道，流量計3和恆流泵16均與微機8相連，流量計3將實時採集的煙氣流量信號傳入微機8，微機8依據設定的煙氣採樣流量控制恆流泵16，使得採樣過程中煙氣流量保持恆定，確保採樣流量穩定在lL/min ;在所述出氣口 15和流量計之間還設有煙塵過濾單元，用於過濾煙氣中的粉塵，防止對流量計、採樣泵及周圍環境造成汙染；由光源11和第一凸透鏡12產生的平行光經煙塵散射後穿過第二凸透鏡13，穿過第二凸透鏡的光線經光電轉換電路5轉化成電信號，再經過放大電路6和轉換電路7得到4?20mA電流信號，微機8對電流信號進行分析，微機中存儲不同除塵方式(電除塵器、電袋除塵器、布袋除塵器)的電流和煙塵濃度的標準曲線，根據輸入的電流信號轉換出煙塵濃度，並由顯示單元9顯示。為防止煙塵吸附在透鏡表面對測試造成影響，第一凸透鏡12、第二凸透鏡13均可拆卸清洗。通過鍵盤可設定採樣煙氣流量的大小。
[0063]由一根Φ6πιπι的鋼管制成採樣槍，其中進煙道部分有一 90度彎頭，測試時彎頭正對氣流方向，與光照單元的進氣口 14相連。
[0064]用本實用新型所述裝置與青島嶗山應用技術研究所生產的3012Η+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠五電場除塵器出口進行對比測試:應用3012Η+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠五電場除塵器出口進行測量時使用重量法進行煙塵濃度測量；應用本實用新型所述裝置進行測試需要測試人員I名，一個煙道測試時間2min，4個煙道總測試時間為8分鐘；而採用重量法需要測試人員3名，每個煙道採樣時間50分鐘，採樣前後濾筒恆重時間各2小時，4個煙道總測試時間440分鐘。
[0065]本實用新型所述裝置的測試結果依次為28.3mg/m3(標態，以下相同),26.9mg/m3,25.7mg/m3, 29.lmg/m3 ;重量法測試結果依次為 28.9mg/m3, 26.3mg/m3, 25.lmg/m3, 29.8mg/m3 ;兩種測試結果相關性較好。
[0066]用本實用新型所述裝置與青島嶗山應用技術研究所生產的3012H+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠布袋除塵器出口進行對比測試:應用3012H+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠布袋除塵器出口進行測量時使用重量法進行煙塵濃度測量；應用本實用新型所述裝置進行測試需要測試人員I名，一個煙道測試時間2min，4個煙道總測試時間為8分鐘，而採用重量法需要測試人員3名，每個煙道採樣時間50分鐘，採樣前後濾筒恆重時間各2小時，4個煙道總測試時間440分鐘。
[0067]本實用新型所述裝置測試結果依次13.6mg/m3(標態，以下相同)，16.3mg/m3,15.5mg/m3,15.lmg/m3 ;重量法測試結果 13.9mg/m3,16.2mg/m3,16.lmg/m3,14.9mg/m3 ;兩種測試結果相關性較好。
[0068]從上述對比測試結果中可以看出，應用本實用新型所述裝置進行煙塵濃度測量時，測量結果與現有技術中的測量儀器基本一致，但是時間上大大縮減，能夠快速完成除塵儀器出口的煙氣中煙塵濃度的測量。對煙塵濃度的測試結果進行分析，有益於快速判斷除塵器的故障。
【權利要求】
1.一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特徵在於，包括煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元； 所述煙氣採樣槍、光照單元、信號轉換單元及信號測定單元依次相連； 所述煙氣採樣槍的進氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣採樣槍的出口端與光照單元的進氣口相連； 所述光照單元中包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設有進氣口，所述光源安裝在光照單元一側，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設有出氣口 ； 其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設置有流量計和恆流泵； 所述信號轉換單元包括依次相連的光電轉換電路、放大電路及電壓-電流轉換電路； 所述信號測定單元為微機，所述流量計和恆流泵均與微機相連，且恆流泵受控於微機。
2.根據權利要求1所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特徵在於，所述煙氣採樣槍為採樣管(I)，且採樣管(I)與光照單元相連處設有90°彎頭(2)，所述彎頭與光照單元的進氣口採用軟管相連。
3.根據權利要求2所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特徵在於，所述軟管為娃橡膠管。
4.根據權利要求1-3任一項所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特徵在於，還設有與微機相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
【文檔編號】G01N15/06GK204064858SQ201420547360
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月22日 優先權日:2014年9月22日
【發明者】周豔明, 陶莉, 楊小玲 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院