可调锅炉水冷取样枪装置及取样方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锅炉燃烧测试装置范围，是一种锅炉燃烧过程中，可实现对炉膛高温烟气取样的水冷取样装置及方法。
【背景技术】
[0002]锅炉燃烧过程中产生大量污染物，对炉膛内污染物作用规律的了解是污染物控制的基础，而炉膛内烟气样品的准确取样是研究该作用规律的前提。取样枪是一种对特定燃烧设备燃烧产物进行采集的常用装置，但常规的取样枪都是在锅炉尾部烟道、静电除尘后和脱硫后进行取样，这些地方相对于炉膛内部温度都很低，针对这些地方开发的取样枪难以承受炉膛的高温。目前还缺乏针对炉膛，尤其是火电厂锅炉炉膛中心高温火焰区的高温取样枪。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可在炉膛内部高温环境中进行取样分析的装置及方法，其特征在于，取样枪是一种可拆卸的多段取样装置，并在取样枪加装水冷装置，通过水冷使取样枪不超过工作温度，保证取样过程中，不会使样品的物理化学性质发生变化。
[0004]本发明中，在取样枪加装进水管路和出水管路，进水管路和出水管路通过耐高温金属支架相互连接，出水管路内部套接样品取样管。通过螺纹连接组装多节进水管路、出水管路及取样管不锈钢水冷组件组成水冷枪，各水冷组件之间的密封通过紫铜垫片来实现。根据前面提到的装置，本发明提供一种水冷取样枪操作方法，在测试现场组装组件，装配好后将通入冷却水的取样枪伸入锅炉炉膛，通过取样枪后连接的抽气设备抽取炉膛烟气并进而分析。考虑测试炉膛、现场安装和运输条件，取样枪长度可由不同长度及不同水冷组件组成。
[0005]本发明和一般的常规取样枪相比，可实现锅炉内部中心不同高温区域的在线或非在线取样，通过水冷，保证取样枪能在高温环境下正常运行，且不改变样品的物理化学性质，更能反映燃烧的实际过程。
【附图说明】
[0006]图1是水冷取样枪装置整体结构示意图。
[0007]其中1是冷却水进水管，2是支撑卡套，3是中螺纹接头，4是取样管顶部螺纹接头，5是冷却水出水管，6是大螺纹接头，7是取样管，8是取样管尾部螺纹接头，9是冷却水进口，10是冷却水出口，11是烟气进口，12是烟气出口，13是取样枪头部温度传感器，14是取样枪尾部温度传感器。
【具体实施方式】
[0008]本发明是一种可拆卸的多段式能在高温环境下安全运行的水冷枪。在取样枪加装循环水冷管路，冷却水进水管路和冷却水出水管路通过耐高温金属支架相互连接，出水管路内部套接样品取样管。通过螺纹连接组装多节不锈钢水冷组件组成水冷枪，各水冷组件之间的密封通过紫铜垫片来实现。考虑测试炉膛、现场安装和运输条件，取样枪长度可由不同长度水冷组件组成。
[0009]下面结合附图予以说明。
[0010]水冷取样枪主要包括取样管和由冷却水进水管1、冷却水出水管5等组成的循环水冷管路。冷却水进水管1，材料为不锈钢，可有2?5节，每节1?2米，节与节之间通过中螺纹接头3彼此相互连接，螺纹通过紫铜垫片密封。4是取样管顶部螺纹接头，通过紫铜垫片密封，防止漏水漏气，同时与取样管直接连接，固定取样管。冷却水出水管5，材料为不锈钢，每节之间通过大螺纹接头6彼此相互连接，通过紫铜垫片密封。7是取样管，它处于冷却水出水管5的中间，也由多节管道组成，不同节管道通过螺纹连接，为了保证水冷效果及内外通道的相对位置，每节的取样管7和冷却水出水管5中间设置隔板固定。8是取样管尾部螺纹接头，通过紫铜垫片密封，防止漏水漏气，同时保证取样管处于中心位置。冷却水进水管1和冷却水出水管5通过钨等耐高温材料制成的支撑卡套2支撑和固定。
[0011]循环冷却水从冷却水进口 9进入，通过冷却水进水管1进入冷却水出水管5,从冷却水出口 10排出。烟气从进烟气口 11进入，通过烟气取样管从烟气出口 12与其他分析仪器连接，从而实现在线或非在线对锅炉燃烧过程取样。
[0012]此外，取样枪头部和尾部分别安装温度传感器13和14，可实时监测取样位置温度和烟气经过水冷取样枪后的温度。通过温度传感器14对温度的监测进而调整水流量，保证取样枪维持在规定温度范围内工作。
[0013]取样过程中，在测试现场组装组件，装配好通水的取样枪伸入锅炉炉膛，通过取样枪后连接的抽气设备抽取炉膛烟气并进而分析。
[0014]本发明可用其他的不违背本发明的精神和主要特征的具体形式来概述。因此，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明，权利要求书指出了本发明的范围，而上述的说明并未全部指出本发明的范围。因此，在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应认为是包括在权利要求书的范围内。
【主权项】
1.一种可在锅炉炉膛内部高温环境中不同位置进行取样分析的装置及方法，包括取样管7，由冷却水进水管1、冷却水出水管5、冷却水进口 9和冷却水出口 10组成的循环水冷管路，以及由支撑卡套2、中螺纹接头3、取样管顶部螺纹接头4、大螺纹接头6、取样管尾部螺纹接头8组成的组装及支持部件，由取样枪头部温度传感器13和取样枪尾部温度传感器14组成的温度传感器系统，其特征在于，该取样装置具有能够实现锅炉炉膛不同位置的烟气的在线取样的可拆卸的多段式构造，以及可保证取样过程中不会使样品的物理化学性质发生变化的能够控制温度与取样位置烟气温度相同的循环水冷管路，并且可在测试现场进行组件组装，装配好通水的取样枪伸入锅炉炉膛，通过取样枪后连接的抽气设备提供的动力，炉膛烟气由烟气进口 11进入取样管7，并通过烟气出口 12进入抽气设备并进行采集进而分析。2.据权利要求1所述的装置及方法，其特征在于，在取样枪上加装进水管路1和出水管路5，它们是通过耐高温金属支架2相互连接，出水管路5内部套接取样管7，通过螺纹连接组装多节不锈钢水冷组件及取样管组成水冷枪，各水冷组件之间的密封通过紫铜垫片来实现，取样枪长度可由不同长度及不同水冷组件组成。3.据权利要求1所述取样枪装置及取样方法，其特征在于，取样枪头部和尾部分别安装了取样枪头部温度传感器13和尾部温度传感器14，可实时监测取样位置温度和烟气经过水冷取样枪后的温度，根据水冷取样枪后的温度，调整水流量，使烟气保持在规定温度范围内。4.据权利要求1所述取样枪装置及取样方法，其特征在于，取样枪长度可通过各组件数量及各组件长度的改变实现调节，一般取样枪有2?5节组成，每节长度为1?2米。
【专利摘要】本发明属于锅炉燃烧测试装置范围，是一种锅炉燃烧过程中，可实现对炉膛高温烟气取样的水冷取样装置及方法。其特征在于该取样装置是由可拆卸的多段式水冷取样管组成，不同组件通过螺纹连接组装，各水冷组件之间的密封通过紫铜垫片来实现。取样装置采用耐高温金属支架支撑，使其有足够的刚性。取样过程中，通过节数不同的取样组件的组装，实现对高温炉膛不同位置烟气的取样。
【IPC分类】G01N1/24, G01N1/42
【公开号】CN105300745
【申请号】CN201410261940
【发明人】张永生, 滕阳, 吴国强, 王家伟, 曹晏
【申请人】华北电力大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月11日