一种高温烟气流量在线测量探头的制作方法

1.本发明涉及烟气测量技术领域，具体涉及一种高温烟气流量在线测量探头。


背景技术：

2.石油炼制和石油化工行业在油类生产、储存、运输过程中，会产生大量的vocs（挥发性有机物）排放，大多数vocs具有毒性和刺激性，对人体健康会造成很大的危害，为满足国家日益严格的vocs排放标准，环保处理装置多采用焚烧法处置vocs。
3.含有vocs成分的废气进入环保处理装置，将废气焚烧产生高温烟气，为考核环保处理装置焚烧效率是否满足环保标准，一般需计量烟气流量，再结合废气焚烧前后vocs排放浓度，可得出废气焚烧装置的vocs处置效率。常规的烟气流量计量仪器探头，只能在低温烟气环境下工作，一旦烟气温度超过800℃，无法满足高温烟气环境下的使用要求。


技术实现要素：

4.技术目的：针对现有烟气流量测量探头无法在高温环境下持续工作的不足，本发明公开了一种带有自冷却功能，可承受高温烟气烧灼，在线测量烟气体积流量的高温烟气流量在线测量探头。
5.技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：一种高温烟气流量在线测量探头，用于高温烟气出口管的流量监测，包括外管和同心设置在外管内部的内管，外管和内管均包括竖直段和水平段，外管和内管的竖直段的端部均与高温烟气的流动方向相向；外管水平段的外部套接有安装法兰，外管通过安装法兰固定在高温烟气出口管上；内管的竖直段下端设有总压孔，内管的水平段端部伸出外管并与外部的总压管连通，外管的竖直段上设有静压孔，外管的水平段端部连接有静压管；在外管的外部同心套设有冷却管，冷却管的进气端位于高温烟气出口管的外部，出气端位于高温烟气出口管内部，冷却气体进入高温烟气出口管后与高温烟气同步排出。
6.优选地，本发明的冷却管设置在外管的水平段，冷却气体采用空气或氮气。
7.优选地，本发明的静压孔沿外管的同一圆周方向均匀排布，静压孔的孔径为1mm。
8.优选地，本发明的静压孔与总压孔的垂直距离为外管直径的4倍。
9.优选地，本发明的外管和内管的材质采用310s或inconel601材料。
10.优选地，本发明的冷却管材质采用310s。
11.有益效果：本发明所提供的一种高温烟气流量在线测量探头具有如下有益效果：1、本发明在不改变被测烟气流场的情况下，通过在外管内部套设的冷却管，引入冷却气体降温，既保证了测量的准确性，又能隔绝高温烟气热传导，防止探头超温热变形，整体耐温上限1100~1200℃，提升了探头的使用温度范围。
12.2、本发明外管、内管与冷却管均采用耐高温材质制作而成，抗氧化能力强，使用寿命长。
13.3、本发明的冷却管套在外管的水平段，冷却气体对外管进行冷却后，直接随高温
烟气排出，不会对外管、内管的竖直段所在流场产生影响，保证测量结果的精准。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍。
15.图1为本发明整体结构主视图；图2为本发明整体结构主剖视图；图3为本发明整体结构俯视图；图4为本发明使用状态图；其中，1-高温烟气出口管、2-外管、3-内管、4-安装法兰、5-总压孔、6-总压管、7-静压孔、8-静压管、9-冷却管、10-进气口、11-出气口。
具体实施方式
16.下面通过一较佳实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
17.如图1-图4所示为本发明所提供的一种高温烟气流量在线测量探头，用于高温烟气出口管1的流量监测，包括外管2和同心设置在外管2内部的内管3，外管2和内管3均包括竖直段和水平段，外管2和内管3的竖直段的端部均与高温烟气的流动方向相向；外管2水平段的外部套接有安装法兰4，外管2通过安装法兰4固定在高温烟气出口管1上；内管3的竖直段下端设有总压孔5，内管3的水平段端部伸出外管2并与外部的总压管6连通，外管3的竖直段上设有静压孔7，外管2的水平段端部连接有静压管8；在外管2的外部同心套设有冷却管9，冷却管9的进气端位于高温烟气出口管1的外部，出气端位于高温烟气出口管1内部，冷却气体进入高温烟气出口管1后与高温烟气同步排出。
18.采用压差法原理，根据外管2、内管3测量的总压和静压，得到压力差值即动压，再根据动压的平方根与流速成正比规律，算出烟气流速；外管2和内管3的材质采用310s或inconel601材料，冷却管9材质采用310s，均为耐高温材料，提高使用寿命。
19.为保证测量结果的精准，本发明的冷却管9设置在外管2的水平段，冷却气体采用空气或氮气，冷却气体从冷却管9的进气口10进入，将冷却管9内的热量带走，隔绝高温烟气的热传导，保护内部套管。冷却气体从出气口11排出，出气口位于总压孔5的背侧，排出方向与高温烟气流向一致，不影响总压孔5和静压孔7附近的烟气流场，保证测量精度。
20.本发明的静压孔7沿外管2的同一圆周方向均匀排布，静压孔7的孔径为1mm，静压孔7与总压孔5的垂直距离为外管直径的4倍。
21.本发明所提供的一种高温烟气流量在线测量探头在使用时，通过安装法兰4将探头整体固定在高温烟气出口管1上，使外管2和内管3的垂直段均处于高温烟气出口管内，垂直段的端部与烟气的流动方向相对，总压管6和静压管8测得对应的总压和静压，总压和静压的压差即为动压，进而可获得烟气流速数值，在测量过程中，冷却气体从冷却管9的进气口进入，带走冷却管9管壁的热量，对内部的外管2、内管3进行防护，能够长时间保持在高温烟气中工作，提高使用寿命。
22.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种高温烟气流量在线测量探头，用于高温烟气出口管（1）的流量监测，其特征在于，包括外管（2）和同心设置在外管（2）内部的内管（3），外管（2）和内管（3）均包括竖直段和水平段，外管（2）和内管（3）的竖直段的端部均与高温烟气的流动方向相向；外管（2）水平段的外部套接有安装法兰（4），外管（2）通过安装法兰（4）固定在高温烟气出口管（1）上；内管（3）的竖直段下端设有总压孔（5），内管（3）的水平段端部伸出外管（2）并与外部的总压管（6）连通，外管（3）的竖直段上设有静压孔（7），外管（2）的水平段端部连接有静压管（8）；在外管（2）的外部同心套设有冷却管（9），冷却管（9）的进气端位于高温烟气出口管（1）的外部，出气端位于高温烟气出口管（1）内部，冷却气体进入高温烟气出口管（1）后与高温烟气同步排出。2.根据权利要求1所述的一种高温烟气流量在线测量探头，其特征在于，所述冷却管（9）设置在外管（2）的水平段，冷却气体采用空气或氮气。3.根据权利要求1所述的一种高温烟气流量在线测量探头，其特征在于，所述静压孔（7）沿外管（2）的同一圆周方向均匀排布，静压孔（7）的孔径为1mm。4.根据权利要求3所述的一种高温烟气流量在线测量探头，其特征在于，所述静压孔（7）与总压孔（5）的垂直距离为外管直径的4倍。5.根据权利要求1所述的一种高温烟气流量在线测量探头，其特征在于，所述外管（2）和内管（3）的材质采用310s或inconel601材料。6.根据权利要求1所述的一种高温烟气流量在线测量探头，其特征在于，所述冷却管（9）材质采用310s。

技术总结
本发明公开了一种高温烟气流量在线测量探头，用于高温烟气出口管的流量监测，包括外管和同心设置在外管内部的内管，外管和内管均包括竖直段和水平段，外管和内管的竖直段的端部均与高温烟气的流动方向相向；外管水平段的外部套接有安装法兰，外管通过安装法兰固定在高温烟气出口管上；内管的竖直段下端设有总压孔，内管的水平段端部伸出外管并与外部的总压管连通，外管的竖直段上设有静压孔，外管的水平段端部连接有静压管；在外管的外部同心套设有冷却管；本发明利用冷却管进行探头的冷却，隔绝外界高温烟气热传导，达到在高温环境下测量烟气流量的目的，提升了探头的使用寿命。提升了探头的使用寿命。提升了探头的使用寿命。


技术研发人员：王啟明 孙明辉 李军 朱胜楠
受保护的技术使用者：江苏航天惠利特环保科技有限公司
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/4/20