一种通用型组装式的多管组合型烟气取样装置的制作方法

本发明涉及一种烟气取样装置，尤其是涉及一种通用型组装式的多管组合型烟气取样装置。

背景技术：

在电力、化工等行业的锅炉进行性能测试、排放测试等工作中，通常需要对烟道内的烟气进行取样分析。目前烟气分析仪的精度已完全可满足工程试验的要求，因此，获取有代表性的烟气样品就成为影响测试结果的主要问题。

为了使所取烟气样品具有代表性，国际和国内标准中均推荐采用全截面网格法，即把烟道的横截面分成许多相等的单元面积，并从这些单元面积的中心取烟气样品。为了将烟气从烟道相应位置抽出，试验人员主要采用以下三种方法：

(1)通过单根不锈钢管逐点抽拔的方式将烟气抽出；

(2)通过笛形管型烟气取样枪将烟气抽出；

(3)通过多管组合型烟气取样枪净烟气抽出。

采用通过单根不锈钢管逐点插拔的方式，该方法抽取的烟气样品在时效性上存在不足，在测量期间烟气流场会不断的变化，导致取样分析结果误差较大；此外在测试过程中还会耗费大量的时间和人力，并在反复的插拔过程中会带来诸多的不安全因素。

笛形管型烟气取样枪是一根开有若干等直径或者渐变直径小孔的不锈钢管，其开孔位置与等截面网格中心对齐。该方法存在的主要问题有：(1)在高温高含尘的烟气环境中取样，容易造成取样枪上的取样孔发生堵塞，而且孔径越小，堵塞法身的越快。一旦发生堵塞，不仅不能及时发现，更无法保证各取样点的烟气量均匀一致，影响抽取烟气样品的代表性。(2)许多已有的专利中，发明人采用取样孔直径渐变的笛形管型取样枪将烟气抽出，在该方案的实施中，需根据现场相关几何尺寸计算各取样孔的直径，并要在有限的管径上开出精确尺寸的取样小孔，不仅现场实现较为困难，而且会造成误差叠加，影响测量准确性。(3)在圆管上开孔将严重降低取样管的强度，在高温烟气中水平布置的取样管极有可能因为自身重力发生变形甚至折断，影响电厂设备的安全运行。

多管组合型烟气取样枪是由多根直径相同或变直径(目的是保证等流量取样)、长度不等的不锈钢管组合而成，其不锈钢管深入烟道的长度与等截面网格中心一一对应。通过专利检索，发现目前该方法已有的相关专利，存在的共性问题有：(1)随着机组容量的不断提高，烟道尺寸相应的增加，烟气取样枪插入烟道的部分最长甚至到达6米以上；这么长的取样枪，本身的操作、运输和存储都是很棘手的问题，导致目前很多单位无法严格按照全截面网格法的要求，进行取样工作，取样的精度和代表性大打折扣。(2)现有的多管组合型烟气取样枪的体积，重量越来越大，插入和拔出烟道时，试验人员的工作量也越来越大。试验人员在搬运和使用中，不仅困难重重，而且特别吃力，无形中给试验工作带来的很大的危险因素。(3)现有专利中的多管组合型烟气取样枪，各不锈钢管间捆绑在一起或者在同一个平面通过焊接形成一个整体，通过塞布条等，进行密封和定位。该种结构的取样枪在高温烟气中水平布置时，极有可能因为自身重力影响，向下整体变形，并且随着烟道内烟气流场的变化，来回晃动，影响取样的精度和代表性.

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制作方便、密封效果好，结构坚固、易于实现，成本低廉，结实耐用，便于存放和运输，适用性强的多管组合型烟气取样装置。此外，该发明提高了传统烟气取样装置的通用性，通过组装便可适用于所有类型电厂的所有尺寸烟道中，并且零部件规格统一，便于组装和维护，大大提高了现场试验人员的工作效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种通用型组装式的多管组合型烟气取样装置，包括第一密封盘和多个取样管，所述的第一密封盘用于封堵测孔和固定取样管，所述的取样管穿过第一密封盘上的取样管孔伸入烟道，所述的取样管孔内沿设有用于与取样管密封的密封圈，所述的取样管为一根子管或由两根以上子管组装而成，所述的子管两端加工有外螺纹，相邻的子管通过相匹配的连接套筒首尾连接。

进一步的，所述的子管为φ10*1.5m的钢管。

进一步的，所述的第一密封盘前表面、后表面以及沿取样管长度方向以固定的间距分别加装磁体支撑定位支架，用于对取样管定位和支撑。

进一步的，当取样装置竖直布置时，为确保取样管的定位和锁紧功能，可在取样管从第一密封盘前表面露出烟道的位置，叠加安装多个磁体支撑定位支架。

进一步的，所述的磁体支撑定位支架为带有支撑孔的片状或板状结构，材质为稀土永磁金属；支撑孔的尺寸与取样管的外径一致。

进一步的，所述的磁体支撑定位支架的周向设有多个螺纹孔，所述的螺纹孔由磁体支撑定位支架侧面通入支撑孔，用于加装旋紧螺母。

进一步的，所述的第一密封盘、第二密封盘、取样管、旋紧螺母和连接套筒材质为铁素体不锈钢。

进一步的，所述的装置还包括焊接在烟道壁面上的第二密封盘，所述的第二密封盘中间设有用于伸入取样管的孔，第一密封盘与第二密封盘之间可拆卸连接。

进一步的，所述的取样管伸入烟道的长度根据第二密封盘高度和全截面网格法确定，另一侧的长度由所组装的合适长度取样管的剩余长度决定。

进一步的，所述的第一密封盘表面刻有数字标识号，用于区分不同的测点。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)取样管为一根子管或者由两根以上的子管组装而成，子管两端用滚轧工艺加工成外螺纹，并通过相应的连接套筒将两根子管相互连接，制作方便、结构坚固、易于实现，成本低廉，便于存放和运输；取样管穿过第一密封盘和第二密封盘伸入烟道，第一密封盘上还设有用于插入取样管的密封孔，密封孔内沿设有用于与取样管密封的密封圈，密封性能好。

(2)子管为φ10*1.5的钢管，材质为铁素体不锈钢；第一密封盘、第二密封盘、旋紧螺母、取样管、连接套筒材质也为铁素体不锈钢，结构坚固、易于实现，成本低廉。

(3)第一密封盘前表面和后表面，分别加装磁体支撑定位支架，防止取样管前后移动，准确定位以实现网格法取样，易于实现。

(4)同时，磁体支撑定位支架，沿取样管长度方向以固定的间距设置，且每处相邻的取样管间都要设置，以防止取样管变形和晃动，结构稳固。

(5)磁体支撑定位支架材质为稀土永磁金属材料，永磁材料有较好的机械性能，轻便结实耐用，在存储和运输过程中，可以多个支撑定位支架吸附在一起，便于保存和携带，不易丢失；可大量备用，以备损坏时及时更换，并且规格统一，可以多片叠加使用，以增强磁力，加强它本身的支撑和固定性能。

(6)装置还包括第二密封盘，第二密封盘焊接在烟道壁面上，第一密封盘与第二密封盘之间可拆卸连接，安装方便。

(7)第一密封盘与第二密封盘的接触面通过石棉垫圈密封，实现整个取样装置的密封。

(8)第一密封盘上刻有数字标识号，用于区分不同的测量点，标识清晰，易于快速定位，以便及时排查试验设备的故障，节省试验人员大量时间和精力。

(9)取样装置组装、拆卸和维护都极为方便，大大的降低了现场试验人员的工作量，提高了现场试验人员的安全性。

附图说明

图1为本实施例第一密封盘的结构示意图；

图2为本实施例第二密封盘的结构示意图；

图3为本实施例磁体支撑定位支架结构示意图；

图4为本实施例子管的端部结构示意图；

图5为本实施例连接套筒结构示意图；

图6为本实施例取样管与第一密封盘以及磁体支撑定位支架连接示意图；

附图标记：

1为第一密封盘、2为螺栓孔、3为取样管孔、4为密封圈、5为数字标识号、6为第二密封盘、71为磁体支撑定位支架、72为旋紧螺母、73为支撑孔、81为取样管、82为外螺纹、83为连接套筒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1至图6所示，一种通用型组装式的多管组合型烟气取样装置，包括第一密封盘1、螺栓孔2、取样管孔3、密封圈4、数字标识号5、第二密封盘6、磁体支撑定位支架71、旋紧螺母72、支撑孔73、取样管81、取样管端部外螺纹82、连接套筒83。

取样管81由长度统一为1.5m的子管构成，子管两端用滚轧工艺加工成外螺纹82，并通过相应的连接套筒83将两根子管相互连接。

首先根据烟道截面尺寸，通过全截面网格法以及第二密封盘6外表面的高度计算出取样管所要伸入烟道的长度，再根据此长度，通过连接套筒83和外螺纹82，组装成合适长度的取样管81；各取样管81从取样管孔3贯穿相应的第一密封盘1，并通过在第一密封盘1的前、后表面，以及沿取样管81长度方向以固定的间距设置，分别加装强磁体支撑定位支架71，实现对取样管81的定位和支撑功能；此外，密封圈4可以实现取样管81与第一密封盘1之间的密封。整个取样装置组装完毕后，通过第二密封盘6中间的孔洞，插入烟道中。第一密封盘1与焊接在烟道壁面上的第二密封盘6之间安装有石棉垫圈，通过从螺栓孔2插入螺栓连接，从而实现整个取样系统的密封和固定。

烟气取样装置的取样管81与对应每个烟气均流单元连接，对烟气进行均流并混合，用以实现各取样点的烟气量均匀一致；烟气通过取样管81从烟道中抽出，然后通过烟气均流装置，将烟气送入混合缓冲罐，再通过烟气预处理和大流量抽气装置，将烟气送入烟气分析装置进行烟气分析。

取样管81穿出第一密封盘1的部分长度根据全截面网格法以及第二密封盘6外表面的高度综合确定，另一侧的长度由所组装的合适长度取样管的剩余长度决定。

优选地，本发明中的连接管均采用硅胶制成，耐高温。

优选地，取样管81的数量可为4根；也可根据现场实际情况增设取样管，并定制配套的第一密封盘1和磁体支撑定位支架71。

优选地，多管组合型烟气取样装置的取样管81的定位和支撑功能，通过在第一密封盘1的前后表面加装磁体支撑定位支架71来实现。当该取样装置竖直布置时，为确保取样管81的定位和锁紧功能，可在取样管81露出烟道的第一密封盘1的前表面，累计叠加安装多个磁体支撑定位支架71。

优选地，多管组合型烟气取样装置的各取样管81之间均设有防止取样管81变形和晃动的磁体支撑定位支架71，磁体支撑定位支架71的位置根据取样管穿出第一密封盘1的部分的长度，每隔300mm，就设立一处；每处相邻的取样管81间都要设置磁体支撑定位支架71。

优选地，取样管为φ10*1.5的钢管，材质为铁素体不锈钢；第一密封盘1、第二密封盘6、旋紧螺母72、连接套筒83材质也为铁素体不锈钢。

优选地，磁体支撑定位支架71材质为稀土永磁金属材料，磁体支撑定位支架71上的支撑孔37的尺寸与取样管81的外径一致。磁体支撑定位支架71有较好的机械性能，轻便结实耐用，在存储和运输过程中，可以多个支撑定位支架吸附在一起，便于保存和携带，不易丢失；可大量备用，以备损坏时及时更换，并且规格统一，可以串联多片叠加使用，以增强磁力，加强它本身的支撑和固定性能。

优选地，取样装置，在组装时建议按照图1和图5中所示的方式，即将最长的取样管81优先居中布置，居上布置，其余长度的取样管81依次两侧布置。这样的布置方式，整个取样装置最稳定。

优选地，第一密封盘1表面用钢印刻有数字型的标识号5，用于区分不同的测点；标识号5编制的原则是根据取样管81穿出第一密封盘插入烟道的部分的长度，由长到短依次从1开始标号的。数字标识号用于区分各采样点，便于试验过程中，取样装置的正确安装以及快速定位，以便及时排查试验设备的故障。

优选地，密封圈4为硅胶密封圈，结实耐用，耐高温，耐腐蚀，密封效果好。

优选地，试验开始前，整个取样装置的组装完毕后，在插入烟道中前，在所有取样管81的两端，分别安装上一个连接套筒83，作为防止取样装置上的零件脱落到烟道中的双重保险措施。

优选地，本实施例中的取样装置水平布置时，需按照图1中所示的方式插入烟道，即编号为1和3的取样管81在上方的布置方式；当该取样装置竖直布置时，需按照图1中所示的方式插入烟道，使编号为1和3的取样管81朝前，并朝着烟气的来流方向。这样的布置方式，整个取样装置最稳定。

优选地，建议在每次测试结束后，对每根取样管都通入压缩空气，进行内部吹扫和清灰。

最后应当说明的是，以上所述虽然结合附图对本发明的优选实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形，仍在本发明的保护范围。