[實(shí)用新型]適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220623919.2
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN203011800U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姬忠禮;許喬奇;楊亮;陳鴻海;熊至宜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): G01N15/02
• 分類號(hào): G01N15/02;G01N15/06
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 丁香蘭;韓蕾

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型是關(guān)于管道內(nèi)顆粒物采集分析技術(shù)，具體是關(guān)于一種適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測的裝置。

背景技術(shù)

高溫陶瓷過濾器是煤化工和催化裂化中常用的過濾設(shè)備，其濾管斷裂是目前所而臨的重要問題，陶瓷濾管一但斷裂對(duì)造成管道內(nèi)的顆粒物濃度迅速升高，嚴(yán)重危害下游的重要設(shè)備的正常運(yùn)行，例如造成煙氣輪機(jī)的葉片磨損等，而目前缺少對(duì)過濾器出口顆粒物濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測的技術(shù)。因此，對(duì)高溫過濾分離設(shè)備進(jìn)出口進(jìn)行顆粒物測定來其性能進(jìn)行評(píng)價(jià)并實(shí)時(shí)監(jiān)測管道內(nèi)顆粒物濃度變化對(duì)保護(hù)下游重要設(shè)備具有重要意義。

目前針對(duì)高溫氣體管道內(nèi)顆粒物測定通常采用以下離線檢測和在線檢測。離線檢測是指通過高精度的濾筒或?yàn)V膜將氣體管道內(nèi)的粉塵收集，對(duì)其稱重后計(jì)算出管道內(nèi)的顆粒物濃度，再借助其他粒度分析儀測定出收集的顆粒物粒徑。這種離線檢測方式可以比較客觀的測定出管道內(nèi)顆粒物特性，但是當(dāng)濃度較低時(shí)操作時(shí)間較長，實(shí)時(shí)性不好。而目前大多數(shù)在線檢測裝置為采用光學(xué)原理，只能在常溫常壓下進(jìn)行檢測，所述檢測設(shè)備如果用于高溫工況則需要將高溫氣體降溫后再通過儀器檢測，溫度的降低會(huì)使某些氣體析出液滴，造成顆粒物團(tuán)聚，影響測量結(jié)果，并且凝結(jié)的液滴也會(huì)污染光學(xué)鏡頭。目前也有少數(shù)儀器也可以直接用于高溫工況下直接測量，但是從現(xiàn)場使用情況來看，濃度過低或過高時(shí)測量儀器測量結(jié)果不準(zhǔn)確。且尚缺少顆粒物長期監(jiān)測的技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用，例如監(jiān)測高溫過濾分離設(shè)備的出口顆粒物濃度，用以評(píng)價(jià)分離過濾設(shè)備的性能。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于上述現(xiàn)有氣體管道內(nèi)顆粒物檢測技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本案實(shí)用新型人基于從事相關(guān)科研及現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，創(chuàng)造性地提出了一種能夠直接在線檢測和長期監(jiān)測高溫氣體管道內(nèi)顆粒物的裝置。

本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測和長期監(jiān)測的裝置，該裝置維護(hù)成本低，可靠性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)管道內(nèi)顆粒物特性的測定，且進(jìn)一步可長期在線監(jiān)測。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測的裝置，該裝置包括：

(1)在線檢測單元；該在線檢測單元包括通過管路依次串接的主采樣子系統(tǒng)、二次采樣子系統(tǒng)、顆粒物粒徑在線分析儀以及第一流量計(jì)量控制子系統(tǒng)；其中：

所述主采樣子系統(tǒng)包括管狀主采樣嘴，該主采樣嘴前端伸入需檢測的高溫氣體管道內(nèi)，該主采樣嘴是用以引入含有顆粒物的高溫氣體樣品；

所述二次采樣子系統(tǒng)包括氣體流量分配器和一個(gè)二次采樣嘴；所述流量分配器設(shè)置有一個(gè)腔體，腔體前側(cè)設(shè)置一個(gè)氣體進(jìn)口，后側(cè)設(shè)置兩個(gè)氣體出口而分出主路及旁路兩條管路；主路依次串接二次采樣嘴、顆粒物粒徑在線分析儀以及第一流量計(jì)量控制子系統(tǒng)，旁路串接第二流量計(jì)量控制子系統(tǒng)；

這樣，主采樣子系統(tǒng)從高溫氣體管道內(nèi)采樣后，所采氣樣從流量分配器氣體進(jìn)口經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入腔體后，分別被下游方向的二次采樣嘴采出以及從旁路出口排出；

(2)預(yù)熱吹掃單元；該預(yù)熱吹掃單元并聯(lián)設(shè)于主采樣子系統(tǒng)與二次采樣子系統(tǒng)之間的管路上，包括加熱氣體儲(chǔ)罐與保溫管線，用于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管線進(jìn)行吹掃和預(yù)熱。

本實(shí)用新型中，所述“前”、“后”或“末”的方向是指按照氣體流動(dòng)上下游方向而言，即，氣流方向是從“前”流向“后”或“末”。

本實(shí)用新型的適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測的裝置中，利用所述流量分配器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以讓進(jìn)入其腔體的氣流在腔體內(nèi)部形成湍流，進(jìn)而使其內(nèi)的顆粒物混合均勻，來滿足二次取樣嘴可以采到具有代表性的樣品。并且，本實(shí)用新型中，事先利用所述的預(yù)熱吹掃單元對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的管線進(jìn)行吹掃和預(yù)熱，可以有效防止取樣后的氣體冷卻使氣體中的顆粒團(tuán)聚而影響測量結(jié)果。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，預(yù)熱吹掃單元的加熱氣體的溫度盡可能的接近主管道內(nèi)被取樣氣體的溫度，將檢測管路加熱至盡可能與需檢測的高溫氣體管道內(nèi)氣體的溫度相同。

根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方案，本實(shí)用新型的適用于高溫氣體管道內(nèi)顆粒物在線檢測的裝置中，所述流量分配器的腔體直徑大于氣體進(jìn)口與主路出口，所述旁路為從主路上引出的分支管路。優(yōu)選地，氣體進(jìn)口、腔體與主路出口設(shè)置在同一中心線上。更優(yōu)選地，旁路出口的中心線方向與氣體進(jìn)口中心線方向呈垂直設(shè)置。

本實(shí)用新型中，所述流量分配器的結(jié)構(gòu)尺寸只要能實(shí)現(xiàn)讓所述流量分配器腔體的氣流在腔體內(nèi)部形成湍流而混合均勻的目的即可。根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述流量分配器的腔體直徑與氣體進(jìn)口直徑的比例為2～10∶1；腔體長度(沿采樣氣流方向)與腔體直徑的比例為0.5～3∶1，可根據(jù)氣體流速進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。