[發明專利]高溫煙氣水分儀的防磨防堵的方法與裝置

有效

• 申請號: 200710025660.5
• 申請日: 2007-08-10
• 公開（公告）號: CN101126732A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 劉德允;章曙
• 申請（專利權）人: 南京埃森環境技術有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 湯志武;王鵬翔

技術領域

本發明涉及一種高溫煙氣水份測量儀的防磨防堵的方法與裝置。

背景技術

高溫煙氣一般指火電行業燃煤發電工程產生的氣體，作為一種比較特殊的介質，一般的溫度范圍在80-120度，特別情況下可能達到160度，另外煙氣中一般會存在粉塵和酸性物質如SO2、NOX等，如何克服高溫、高粉塵和酸性物質而保證煙氣水分的在線測量，是一個十分困難的問題，目前在國內一般使用氧化鎬測量干濕煙氣中的氧量，通過計算獲得煙氣水分，是一種間接測量的方法，這種方法存在的主要問題是測量的成本高而測量的精度低，不能滿足高溫煙氣測量的需要。

工農業生產、氣象、環保、國防、科研、航天等部門，經常需要對環境水分進行測量及控制。對環境溫、水分的控制以及對工業材料水份值的監測與分析都已成為比較普遍的技術條件之一，但在常規的環境參數中，水分是最難準確測量的一個參數。

在計量法中規定，水分定義為“物象狀態的量”。日常生活中所指的水分為相對水分，用RH％表示。總言之，即氣體中(通常為空氣中)所含水蒸氣量(水蒸氣壓)與其空氣相同情況下飽和水蒸氣量(飽和水蒸氣壓)的百分比。

水分測量始終是世界計量領域中著名的難題之一。一個看似簡單的量值，深究起來，涉及相當復雜的物理一化學理論分析和計算，這是因為測量水分要比測量溫度復雜得多，溫度是個獨立的被測量的量值，而水分卻受其他因素(大氣壓強、溫度)的影響。。

水分測量從原理上劃分有二、三十種之多。常見的水分測量方法有：冷凝法，干濕球法，稱重法，露點法和電子式傳感器法。電子式水分傳感器產品及水分測量屬于90年代興起的行業，近年來，國內外在水分傳感器研發領域取得了長足進步，氣體水分的測量在國外目前的發展方向主要是利用高分子薄膜電容式電子測量技術，但應用于高溫煙氣的測量，需要克服煙氣高溫、灰塵、酸性物質對高分子薄膜電容的磨損和腐蝕問題。

根據文獻檢索和市場調查的情況，國內目前尚無類似的防磨防堵裝置用于高溫煙氣水分儀的使用。氣體水分的測量在國外目前的發展方向主要是利用高分子薄膜電容式電子測量技術，該領域的典型代表主要有以下兩家：

1.芬蘭VAISALA：是溫水分測量領域的專業廠商，目前開發的可以用于在線測量的高溫傳感器為，采用薄膜電容的敏感元件，由于結構和材質上不能耐腐蝕，不能用于含有酸性氣體的高溫煙氣的在線測量，具體應用于造紙行業高溫蒸汽的水分測量。

2.德國TESTO：是水分測量領域的專業廠商，側重于各種場合下的便攜式氣體水分的測量，沒有可以應用在高溫煙氣水分測量的產品。用于高溫煙氣水分測量時采用防粉塵不銹鋼燒結過濾器的采樣裝置：解決煙氣在線測量過程中煙氣粉塵磨損和堵塞問題。

2)常用的阻容式煙氣水分測量原理是：采用高分子薄膜電容濕度敏感元件和鉑電阻溫度傳感器組合。水蒸汽穿過高分子薄膜電容濕度敏感元件的上部電極，到達高分子活性聚合物薄膜。煙氣中的水蒸汽被薄膜吸收的量值取決于周圍煙氣中的水分高低，因為傳感器尺寸小和聚合物薄膜很薄，所以傳感器對周圍環境的濕度變化作出快速反應。聚合物中吸收的水蒸汽改變了傳感器的電介質特性而使傳感器的電容值改變，由于煙氣中水分的含量變化與電容變化成線性關系，從而可以通過測量電路來解決高溫煙氣測量水分的問題。鉑電阻溫度傳感器測量煙氣溫度變化，用于進行溫度補償。測量探頭高溫伴熱：通過加熱使測量探頭的溫度達到防止煙氣中的水分結露，避免出現冷凝水造成煙氣中的SO2和NOX變成酸而腐蝕測量探頭。但氣粉塵磨損和堵塞問題仍未能妥善解決。

發明內容：

本發明就是針對上述現有技術的不足，提供一種能克服高溫煙氣的粉塵、高溫和酸性腐蝕問題、可以在線長期穩定的測量高溫煙氣中水分的防磨損和防腐蝕方法和裝置，以有效保護在線阻容式高溫煙氣水分儀，并在不影響測量精度的條件下實現長期可靠的工作。

本發明的技術方案是：在線高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，在高溫煙氣水分測量儀器的端進樣設有1)可以任意角度調節的防磨弧型擋板采樣裝置：其包括：可自激清洗的防磨采樣套筒，任意角度調節的防磨弧型擋板，兩者可以根據煙氣的流動方向和測量采樣點的位置，調節組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采樣裝置；2)防磨型采樣套筒：采樣套筒采用SS316不銹鋼材質的復合防磨噴涂保護，內置伴熱防止套筒表面出現結露帶來的腐蝕；3)防堵型反吹氣管：采用內置的氣管，用于自動或人工進行氣體反吹。吹掃煙氣水分儀的傳感器，實現吹掃灰塵達到防堵的目的。