[發明專利]一種電容式露點監測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011248339.5
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112666217A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 湯曉君;韓國璇;李正興;潘攀;陳嘉琪;徐仲達;呂錫林
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N25/66
• 分類號: G01N25/66;G01N27/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種電容式露點監測裝置及方法，所述裝置包括：煙氣過濾模塊，用于過濾被測煙氣中的雜質，獲得過濾后的被測煙氣；露點測量模塊，用于測量過濾后的被測煙氣的露點；其中，所述露點測量模塊包括電容傳感器；冷凝處理模塊，用于降低露點測量模塊中電容傳感器的電容極板的溫度，使過濾后的被測煙氣在電容極板上形成露珠。本發明能夠提高露點測量的靈敏度、減小露點測量誤差，進而可提高煙氣露點測量結果的準確性。

技術領域

本發明屬于傳感器與測量技術領域，具體涉及一種電容式露點監測裝置及方法。

背景技術

排煙熱損失是鍋爐的最大熱損失之一，為提高鍋爐熱效率，火電廠常常使用降低排煙溫度的方式。但在排煙過程中，由于鍋爐的燃料中通常含有硫、氮和碳等元素，其排放煙氣含有SO₂、SO₃、NO、NO₂及CO₂等酸性氣體，在低溫條件下酸性氣體與煙氣中的水蒸氣結合形成相應的酸蒸汽。若排煙溫度過低，導致金屬對流受熱面壁溫低于煙氣酸露點，便會在金屬受熱面表面冷凝出酸液滴。這些冷凝的酸液滴不僅將對受熱面造成腐蝕，還能進一步與煙氣中的飛灰顆粒和金屬受熱面腐蝕剝落的鐵銹結合引起積灰硬化，堵塞煙道，造成負壓維持困難，甚至可能導致爐內燃燒惡化或者電站設備無法正常運行。煙氣中所含有的SO₂、SO₃等酸性氣體如若直接排放至大氣中也會造成環境污染，因此為了達到煙氣排放標準，脫硫成為煙氣處理排放過程中一道十分重要的工序，而準確獲得煙氣的酸露點是實現脫硫工藝的基礎，對于電站鍋爐穩定運行及設備的維護、煙氣處理具有重要意義。

在目前的煙氣酸露點測量方法中，導電式露點儀測量露點是最常用的方法之一，其主要原理是在煙氣管道中插入兩個電極，電極與電源和高精度電流表相串聯，并在電極中通入冷氣，通過控制冷氣的流速或溫度來控制電極的溫度，當電極溫度降低到煙氣露點以下時，電極上會凝結形成酸液滴導致與電極串聯的電路閉合，測出此時的放電電流及電極點溫度，即可測得露點。該露點測量方法利用的電極放電原理，理論可行，但在實際操作中，電極上是否能夠凝結形成酸液滴使得電極之間導通是不可控制的，并且該方法對電極的靈敏度要求較高，這些都會影響到煙氣露點測量結果的準確性。因此，針對煙氣露點測量特點，需要開發一種具有較高靈敏度、準確性、可靠性的露點測量裝置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電容式露點監測裝置及方法，以解決上述存在的一個或多個技術問題。本發明能夠提高露點測量的靈敏度、減小露點測量誤差，進而可提高煙氣露點測量結果的準確性。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種電容式露點監測裝置，包括：

煙氣過濾模塊，用于過濾被測煙氣中的雜質，獲得過濾后的被測煙氣；

露點測量模塊，用于測量過濾后的被測煙氣的露點；其中，所述露點測量模塊包括電容傳感器；

冷凝處理模塊，用于降低露點測量模塊中電容傳感器的電容極板的溫度，使過濾后的被測煙氣在電容極板上形成露珠。

本發明的進一步改進在于，所述露點測量模塊具體包括：電容傳感器、溫度傳感器、氣壓傳感器、調理電路、微處理器、LCD顯示電路和電源模塊；其中，所述溫度傳感器貼在電容極板中間，用于測量極板溫度；所述氣壓傳感器設置在電容極板中間，用于測量被測煙氣的氣壓；電容、溫度、氣壓信號都經調理電路處理后送至微處理器中；在被測煙氣中的酸性氣體冷凝結露時，微處理器用于通過電容傳感器檢測到電容變化量超過預設定閾值，控制溫度傳感器和氣壓傳感器將采集到的溫度和壓強信號經處理后傳至微處理器，并完成數據處理送至LCD顯示電路中記錄此凝露過程中煙氣的溫度、壓強變化曲線。

本發明的進一步改進在于，電容傳感器接觸煙氣一側極板鍍金處理。

本發明的進一步改進在于，所述冷凝處理模塊包括：