[發明專利]煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置及其采樣方法

在審

• 申請號: 201710862605.5
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107607370A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 杜振;朱躍;馮前偉;張楊;柴磊;江建平
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: G01N1/24
• 分類號: G01N1/24
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 楊顯儉

1.一種煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：包括煙道、采樣管、采樣分配器和煙氣分析儀，采樣管的一端設置在煙道內，采樣管的另一端與采樣分配器相連，采樣分配器與煙氣分析儀相連，所述采樣管為多根，所述采樣分配器包括煙塵過濾器、兩位三通電磁閥、采樣煙氣匯流管、排空煙氣匯流管、煙氣取樣泵和煙氣排空泵，所有采樣管均與煙塵過濾器相連，煙塵過濾器與兩位三通電磁閥相連，兩位三通電磁閥與采樣煙氣匯流管相連，采樣煙氣匯流管與煙氣取樣泵相連，兩位三通電磁閥與排空煙氣匯流管相連，排空煙氣匯流管與煙氣排空泵相連。

2.根據權利要求1所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：所述采樣分配器還包括流量計，流量計共有兩個，兩個流量計分別為采樣煙氣流量計和排空煙氣流量計，采樣煙氣匯流管與采樣煙氣流量計相連，采樣煙氣流量計與煙氣取樣泵相連，排空煙氣匯流管與排空煙氣流量計相連，排空煙氣流量計與煙氣排空泵相連，煙氣取樣泵與煙氣分析儀相連。

3.根據權利要求2所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：所述采樣分配器還包括控制柜，兩位三通電磁閥與控制柜相連，煙氣取樣泵與控制柜相連，煙氣排空泵與控制柜相連，流量計與控制柜相連。

4.根據權利要求3所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：所述采樣分配器還包括煙氣進氣接口，煙氣進氣接口與煙塵過濾器相連，煙氣進氣接口與采樣管連接。

5.根據權利要求4所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：所述采樣分配器還包括煙氣采樣接口和煙氣排空接口，煙氣采樣接口與兩位三通電磁閥相連，煙氣排空接口與兩位三通電磁閥相連，煙氣采樣接口和采樣煙氣匯流管相連，煙氣排空接口和排空煙氣匯流管相連。

6.根據權利要求5所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置，其特征在于：所述煙塵過濾器的材質為PTFE或玻璃纖維，煙塵過濾器中的濾芯的材質為陶瓷。

7.一種如權利要求1-6任一權利要求所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置的采樣方法，其特征在于：包括如下步驟：采樣管采集煙道內的煙氣輸送至采樣分配器，煙氣進入煙塵過濾器進行過濾；

①當不進行煙氣分析，調節兩位三通電磁閥，使得采樣煙氣匯流管處的氣路處于關閉狀態，排空煙氣匯流管處的氣路處于打開狀態，過濾后的所有煙氣直接沿著排空煙氣匯流管進行排出；

②當進行煙氣分析，調節兩位三通電磁閥，使得采樣煙氣匯流管處的氣路處于打開狀態，排空煙氣匯流管處的氣路處于關閉狀態，過濾后的所有煙氣直接沿著采樣煙氣匯流管進入煙氣分析儀進行煙氣分析；

③當進行部分煙氣分析，選擇進行煙氣分析的測點，調節兩位三通電磁閥，使得進行煙氣分析的測點的煙氣流向采樣煙氣匯流管，然后進入煙氣分析儀進行煙氣分析，其他煙氣進入排空煙氣匯流管進行排出。

8.根據權利要求7所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置的采樣方法，其特征在于：煙道的截面形狀為矩形或者正方形，煙道的截面的長為L，煙道的截面的寬為M，對煙道的截面進行網格劃分，網格劃分是根據煙氣分析儀的樣品分析時間Δt和采樣管內煙氣流速v確定的，網格劃分時長度方向為L/(n₁·Δt·v)的圓整值l_長，寬度方向為M/(n₁·Δt·v) 的圓整值m_寬，其中n₁為正整數，從而確定煙道的截面的網格數為l_長×m_寬。

9.根據權利要求8所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置的采樣方法，其特征在于：采樣管的數量與煙道的截面的網格數相同，相鄰的采樣管之間長度相差為 n₁·Δt·v，每一個網格中均設置有采樣管。

10.根據權利要求8所述的煙道截面矩陣式實時同步在線采樣分析裝置的采樣方法，其特征在于：所述煙氣取樣泵的流量和煙氣排空泵的流量設定根據采樣管的橫截面積S、采樣管內煙氣流速v和煙道的截面的網格數確定，其中煙氣取樣泵的流量為S×v×n₁，煙氣排空泵的流量為S×v×n₁×（l_長×m_寬-1）；煙氣分析儀順次對采樣管進行切換分析，由于煙氣分析儀單個氣路樣品分析時間為Δt，而相鄰采樣管長度相差均為 n₁·Δt·v，且煙氣取樣泵流量為S×v×n₁，煙氣排空泵流量為S×v×n₁×（l_長×m_寬-1），因此對煙道內同一截面同一測量時間點的相鄰采樣管內煙氣進行采樣時在，相鄰采樣管中煙氣的停留時間間隔為n₁·Δt，在順次對各采樣管內的進氣氣路進行切換分析時，將煙氣分析儀的采樣時間間隔調整為n₁·Δt，從而保證順次采樣分析的為煙道內同一截面同一測量時間點的煙氣，進而實現矩陣式實時同步的在線采樣分析。