專利名稱：一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光、機(jī)、電一體化技術(shù)領(lǐng)域的一種固體電解質(zhì)氧化鋯氧檢 測器，特別是涉及一種在高溫、高粉塵濃度的條件下測量氧濃度的循環(huán)流化床 鍋爐、垃圾焚燒鍋爐或熱處理爐使用的固體電解質(zhì)氧化鋯氧檢測器。
背景技術(shù)：
鍋爐是世界上主要的動力和熱能供給設(shè)備，也是耗能的大戶之一。因此， "如何在穩(wěn)定地、有效地供給熱量的前提下，節(jié)省燃料消耗和電力消耗，提高 鍋爐熱效率，降低對環(huán)境的污染"一直是我國的節(jié)能和環(huán)保工作之主要課題。
氧化鋯氧量儀(也稱為"氧化鋯氧分析器")是國際公認(rèn)的鍋爐節(jié)省燃料的
主要裝置之一?？墒乾F(xiàn)在在中高溫(600。C 90(TC左右)、高溫C1400。C)或 高粉塵濃度條件直插式氧分析儀在惡劣條件(溫度高，并且直接與有害氣體接 觸)中其壽命很短，而取樣式氧量檢測器僅取樣管(導(dǎo)出管)暴露在惡劣條件 中，因此，檢測氧含量用的氧化鋯氧檢測器的壽命長、適宜高溫使用并且成本 低。但是用于循環(huán)流化床鍋爐或垃圾焚燒爐中僅1 2個月，它的陶瓷過濾網(wǎng) 就被粉塵塞滿，導(dǎo)致氧化鋯氧量分析儀的顯示值不能代表真實的氧含量。因此 不得不頻繁地拆卸氧檢測器去掉過濾網(wǎng)外面的粉塵。這不僅影響了鍋爐運行時 氧含量的連續(xù)監(jiān)測，而且也給儀表工帶來不必要的工作量。另外，此種濃差電 池式氧化鋯氧傳感器大都使用添加了氧化釔的氧化鋯配方，工作大都在600°C 左右，進(jìn)入80(TC 90(TC壽命很短，僅2 3個月。而用于熱處理爐的氧分析 器需要工作在140(TC ，顯然普通固體電解質(zhì)氧傳感器無法勝任。
公告號CN85102813專利公布了一種導(dǎo)流取樣管的氧化鋯氧檢測器，這種 檢測器在取樣管伸向爐心一端焊接一塊一定角度的取樣板。該取樣管內(nèi)部無隔 板，因此在同樣直徑的導(dǎo)流條件下導(dǎo)流通道的橫截面積大，不易堵塞。這種取 樣管僅適宜超高煙氣流速5m/s以上(通常為6 9m/s)，對于低煙速的普通鍋 爐，特別是循環(huán)流化床鍋爐、垃圾焚燒鍋爐的煙氣的流速通常為2 3.0 m/s， 在取樣管內(nèi)的被測煙氣流動幾乎為零。因此，對于監(jiān)視鍋爐燃燒狀況而言，測 得的煙氣中氧含量值幾乎沒有什么意義。公告號CN2076238的專利公布了"焊在加熱電爐的前封頭上的取樣管使用 加熱電爐芯管、煙氣抽氣管構(gòu)成煙氣測量通路"的技術(shù)方案，并利用抽氣管與 煙過濾器壓力差實現(xiàn)被測煙氣的采樣功能。此種結(jié)構(gòu)構(gòu)思比較巧妙，但是由于 加熱電爐芯管和氧化鋁陶瓷管之間的間隙很小，因為根據(jù)流體力學(xué)的知識可 知，其風(fēng)阻與直徑的4次方成正比，所以其在上述間隙中的煙氣阻力極高。在 循環(huán)流化床鍋爐或垃圾焚燒爐中使用，估計數(shù)個小時就可能堵死此間隙，使煙 氣中氧含量監(jiān)測任務(wù)停頓。
公告號CN201016955的專利提出了一種在氧化鋯元件與過濾器之間的道 路內(nèi)設(shè)置自鎖式保護(hù)門，在自鎖式保護(hù)門和過濾器之間接入二路僅吹空氣管的 結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能夠徹底清除過濾器中的污染物，提高了傳感器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確 性，其實用性很好，但是它需要一套氣動裝置或1 2臺抽氣機(jī)。然而對普通 的發(fā)電廠或垃圾廠可行很少配備氣動系統(tǒng)，而要求國產(chǎn)抽氣機(jī)要長期(24h整 年工作)穩(wěn)定地工作，這是一個難點。此外，設(shè)備成本、運行和維護(hù)成本很高， 對任何企業(yè)都是一項不小的開支。
另外，以前的熱處理爐(例如滲碳等)氣溫高達(dá)140(TC,如果利用常規(guī)技術(shù)， 把被測氣溫降到600'C,那么爐外的散熱導(dǎo)管需長達(dá)1200mm以上，不利于節(jié)約 資源。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是為了解決上述氧化鋯氧檢測器使用不方便、成本高、 壽命短的問題，從而提供一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測 裝置。
一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置，它包括煙氣導(dǎo) 流管、第一法蘭盤、第三法蘭盤和氧化鋯低溫檢測器，它還包括導(dǎo)向舌、隔板、 第一金屬套管、第二法蘭盤、翅片管和第二金屬套管，第一金屬套管的末端與 第一法蘭盤固定，煙氣導(dǎo)流管伸入第一金屬套管、第一法蘭盤和第二法蘭盤中 并與第二法蘭盤固定，隔板設(shè)置在煙氣導(dǎo)流管中并使煙氣導(dǎo)流管內(nèi)形成位于隔 板上方的煙氣導(dǎo)入管和位于隔板下方的煙氣流出管，所述煙氣導(dǎo)入管和煙氣流 出管在隔板的末端連通，所述隔板的前端與導(dǎo)向舌連接，所述導(dǎo)向舌前端翹起 并與隔板形成115。 125。的夾角，所述煙氣導(dǎo)流管的末端與第二金屬套管的一端連接并與第二金屬套管形成90° 120°的夾角，所述第二金屬套管的另一端 與第三法蘭盤固定，氧化鋯低溫檢測器的前端伸入第二金屬管和第三法蘭盤中 并且與第三法蘭盤固定，所述煙氣導(dǎo)流管的管壁外表面在介于第二法蘭盤和第 二金屬套管之間裝有翅片管，所述煙氣導(dǎo)入管的前端和煙氣流出管的前端均成 斜口。
有益效果本裝置利用氧化鋯低溫檢測器(工作溫度上限為70(TC士2(TC) 測量氧含量，勿需外加動力裝置，利用氧化鋯檢測器結(jié)構(gòu)的自然壓差就能夠測 量600。 140(TC氣溫中的氧含量，氧化鋯低溫檢測器的工作環(huán)境大大改善， 延長了氧化鋯低溫?fù)鞙y器的使用壽命；本裝置還根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐、垃圾焚 燒鍋爐和熱處理爐的使用工況，配置適宜定時手動除灰或勿需外接動力的自動 反吹除灰裝置，可以隨時清除粉塵，使用方便；本裝置還在導(dǎo)流管的管壁外表 面裝有翅片管，解決了散熱的問題，較使用很長的煙氣導(dǎo)流管來散熱，既降低 了成本又減小了的體積。
本實用新型的體積小，壽命長，成本低，使用方便，本裝置特別適宜高溫、 高灰塵鍋爐使用，也可用于熱處理爐監(jiān)測氧含量。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是具體實施方式
五和六的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施方式
一參照圖1說明本具體實施方式
， 一種在高溫、高粉塵濃 度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置，它包括煙氣導(dǎo)流管3、第一法蘭盤5、第 三法蘭盤9和氧化鋯低溫檢測器10，它還包括導(dǎo)向舌l(xiāng)、隔板2、第一金屬套 管4、第二法蘭盤6、翅片管7和第二金屬套管8，第一金屬套管4的末端與 第一法蘭盤5固定，煙氣導(dǎo)流管3伸入第一金屬套管4、第一法蘭盤5和第二 法蘭盤6中并與第二法蘭盤6固定，隔板2設(shè)置在煙氣導(dǎo)流管3中并使煙氣導(dǎo) 流管3內(nèi)形成位于隔板2上方的煙氣導(dǎo)入管18和位于隔板2下方的煙氣流出 管19，所述煙氣導(dǎo)入管18和煙氣流出管19在隔板2的末端連通，所述隔板2 的前端與導(dǎo)向舌1連接，所述導(dǎo)向舌1前端翹起并與隔板2形成115° 125° 的夾角，所述煙氣導(dǎo)流管3的末端與第二金屬套管8的一端連接并與第二金屬
6套管8形成90° 120°的夾角，所述第二金屬套管8的另一端與第三法蘭盤9 固定，氧化鋯低溫檢測器10的前端伸入第二金屬管8和第三法蘭盤9中并且 與第三法蘭盤9固定，所述煙氣導(dǎo)流管3的管壁外表面在介于第二法蘭盤6 和第二金屬套管8之間裝有翅片管7，所述煙氣導(dǎo)入管18的前端和煙氣流出 管19的前端均成斜口。
本具體實施方式
中，翅片管7的作用是以最小的煙氣導(dǎo)流管3長度實現(xiàn)最 大的散熱，即用最小的管長，使氧化鋯低溫檢測器10處被測煙氣溫度為 700°C±20°C，實現(xiàn)氧化鋯低溫檢測器10的快響應(yīng)、高精度、長壽命。煙氣導(dǎo) 流管3的末端與第二金屬套管8的一端連接并形成90° 120°的角度，它的作 用是可以準(zhǔn)確地檢測煙氣氧含量，并且不會造成煙氣循環(huán)通道的堵塞。
具體實施方式
二本具體實施方式
與具體實施方式
一的區(qū)別在于它還包括 高溫密封墊12和螺栓14,所述高溫密封墊12設(shè)置在第一法蘭盤5與第二法 蘭盤6之間，所述第一法蘭盤5、高溫密封墊12和第二法蘭盤6通過螺栓14 固定為一個整體。
具體實施方式
三本具體實施方式
與具體實施方式
一的區(qū)別在于它承包括 粉塵貯存管11，在煙氣流出管19末端與第二金屬管8的連接處有一個開口， 所述開口與粉塵貯存管11的前端開口連接。
具體實施方式
四本具體實施方式
與具體實施方式
三的區(qū)別在于在粉塵貯 存管11的下端安裝了絲堵13,所述絲堵13與粉塵貯存管11的下端開口連接 并將其封閉。
本實施方式中，煙氣導(dǎo)流管3與第二金屬套管8交接處是煙氣轉(zhuǎn)彎換向處， 根據(jù)流體力學(xué)理論可知，煙氣中絕大部分粉塵將沉降在此處，因此在此處設(shè)置 具有絲堵的粉塵貯存管ll，可以隨時手動清灰排塵。
具體實施方式
五本具體實施方式
與具體實施方式
三的區(qū)別在于它還包括 勿需外接動力的自動反吹裝置15和反吹管16，反吹管16的首端插入煙氣流 出管19中并且與煙氣流出管19的內(nèi)側(cè)壁不接觸，反吹管16的首端伸出第一 金屬套管4的首端并與第一金屬管4的首端的軸向距離為0cm 5cm，在煙氣 流出管19末端與第二金屬管8的連接處有一個開口 ，反吹管16的末端穿過煙 氣流出管19與第二金屬管8的連接處的開口與勿需外接動力的自動反吹裝置
715的出口連接，所述反吹管16前端的管壁上開有一偏置孔17。
具體實施方式
六:本具體實施方式
與具體實施方式
五的區(qū)別在于勿需外接 動力的自動反吹裝置15是電磁閥或壓縮氣體管路。
在我國，絕大多數(shù)鍋爐特別是發(fā)電廠幾乎都是使用負(fù)壓鍋爐，因此用電磁 閥代替絲堵13，利用爐外大氣壓高于煙道壓力實現(xiàn)吹灰防堵，并且也可以利 用計算機(jī)軟件控制電磁閥的開啟周期，或閉環(huán)檢測控制堵塞狀況實現(xiàn)自動開啟 實現(xiàn)負(fù)壓反吹。為了強(qiáng)化反吹功能，在煙氣流出管19內(nèi)插入一根反吹管16， 反吹管16的出口處附近設(shè)置有偏置孔17，以便利用薄壁使反吹管16出口的 偏置氣流產(chǎn)生振動，減少粉塵的沉降以及減少粉塵在管壁上的積累，提高除塵 效果，也可以在反吹管16入口處裝有鐵電或壓電雙晶片振動裝置，使反吹管 16發(fā)生振動除塵。如果有外加動力的條件，也可以使用電磁泵或抽氣裝置來 達(dá)到自動除塵的效果。
具體實施方式
七本具體實施方式
與具體實施方式
一的區(qū)別在于導(dǎo)向舌1 與隔板2形成115° 125°的夾角，其最佳值為118°，以便最佳地引入被測煙 氣，并且機(jī)械強(qiáng)度大。
具體實施方式
八:本具體實施方式
與具體實施方式
一的區(qū)別在于煙氣流出 管19的前端切成斜口狀，其斜角為15° 20°，最佳值為18°，它的作用是方 便最佳地排放煙氣，并且機(jī)械強(qiáng)度大。
具體實施方式
九本具體實施方式
與具體實施方式
一的區(qū)別在于導(dǎo)向舌1 的上端面和下端面均貼有耐磨陶瓷片20。
具體實施方式
十:本具體實施方式
與具體實施方式
九的區(qū)別在于煙氣導(dǎo)流 管3的前端端面至第一金屬套管4的前端端面之間的外表面上貼有耐磨陶瓷片 20。
本具體實施方式
中，導(dǎo)向舌1和其附近的導(dǎo)流管3由于受到粉塵的沖擊和 摩擦很容易遭受磨損。因此，為了提高導(dǎo)向舌1和導(dǎo)流管2的耐磨能力，在它 們的外表面以無機(jī)膠粘結(jié)了耐磨陶瓷片20，例如氮化硅、碳化硅、氧化鋁陶 瓷或由它們的復(fù)合材料構(gòu)成的陶瓷片，即耐磨陶瓷貼片20。
權(quán)利要求1、一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置，它包括煙氣導(dǎo)流管(3)、第一法蘭盤(5)、第三法蘭盤(9)和氧化鋯低溫檢測器(10)，其特征是它還包括導(dǎo)向舌(1)、隔板(2)、第一金屬套管(4)、第二法蘭盤(6)、翅片管(7)和第二金屬套管(8)，第一金屬套管(4)的末端與第一法蘭盤(5)固定，煙氣導(dǎo)流管(3)伸入第一金屬套管(4)、第一法蘭盤(5)和第二法蘭盤(6)中并與第二法蘭盤(6)固定，隔板(2)設(shè)置在煙氣導(dǎo)流管(3)中并使煙氣導(dǎo)流管(3)內(nèi)形成位于隔板(2)上方的煙氣導(dǎo)入管(18)和位于隔板(2)下方的煙氣流出管(19)，所述煙氣導(dǎo)入管(18)和煙氣流出管(19)在隔板(2)的末端連通，所述隔板(2)的前端與導(dǎo)向舌(1)連接，所述導(dǎo)向舌(1)前端翹起并與隔板(2)形成115°～125°的夾角，所述煙氣導(dǎo)流管(3)的末端與第二金屬套管(8)的一端連接并與第二金屬套管(8)形成90°～120°的夾角，所述第二金屬套管(8)的另一端與第三法蘭盤(9)固定，氧化鋯低溫檢測器(10)的前端伸入第二金屬管(8)和第三法蘭盤(9)中并且與第三法蘭盤(9)固定，所述煙氣導(dǎo)流管(3)的管壁外表面在介于第二法蘭盤(6)和第二金屬套管(8)之間裝有翅片管(7)，所述煙氣導(dǎo)入管(18)的前端和煙氣流出管(19)的前端均成斜口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于它還包括高溫密封墊(12)和螺栓(14)，所述高溫 密封墊(12)設(shè)置在第一法蘭盤(5)與第二法蘭盤(6)之間，所述第一法蘭 盤(5)、高溫密封墊(12)和第二法蘭盤(6)通過螺栓(14)固定為一個整 體。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于它還包括粉塵貯存管(11)，在煙氣流出管(19)末 端與第二金屬管(8)的連接處有一個開口，所述開口與粉塵貯存管(11)的 前端開口連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于在粉塵貯存管(11)的下端安裝了絲堵(13)，所述 絲堵(13)與粉塵貯存管(11)的下端開口連接并將其封閉。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于它還包括勿需外接動力的自動反吹裝置(15)和反吹 管(16)，反吹管(16)的首端插入煙氣流出管(19)中并且與煙氣流出管(19) 的內(nèi)側(cè)壁不接觸，反吹管(16)的首端伸出第一金屬套管(4)的首端并與第 一金屬管(4)的首端的軸向距離為0cm 5cm，在煙氣流出管(19)末端與第 二金屬管(8)的連接處有一個開口，反吹管(16)的末端穿過煙氣流出管(19) 與第二金屬管(8)的連接處的開口與勿需外接動力的自動反吹裝置(15)的 出口連接，所述反吹管(16)前端的管壁上開有一偏置孔(17)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于勿需外接動力的自動反吹裝置(15)是電磁閥或壓縮 氣體管路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于導(dǎo)向舌(1)與隔板(2)形成的夾角為118。。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于煙氣流出管(19)前端成斜口狀，其斜角為15° 20°。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一，中在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于導(dǎo)向舌(1)的上端面和下端面均貼有耐磨陶瓷片(20)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的 氧檢測裝置，其特征在于煙氣導(dǎo)流管(3)的前端端面至第一金屬套管(4)的 前端端面之間的外表面上貼有耐磨陶瓷片(20)。
專利摘要一種在高溫、高粉塵濃度條件下測量氧濃度的氧檢測裝置，它涉及一種固體電解質(zhì)氧化鋯氧檢測器。它解決了已有氧化鋯氧檢測器使用不方便、成本高、壽命短的問題。煙氣導(dǎo)流管伸入第一金屬套管中，隔板伸入煙氣導(dǎo)流管中并且將煙氣導(dǎo)流管分成煙氣導(dǎo)入管和煙氣流出管，煙氣導(dǎo)入管和煙氣流出管只在隔板的末端連通，隔板的前端與導(dǎo)向舌連接并且導(dǎo)向舌與隔板形成115°～125°的夾角，煙氣導(dǎo)流管的末端與第二金屬套管連接并形成90°～120°的夾角，氧化鋯低溫檢測器的前端伸入第二金屬套管中，煙氣導(dǎo)流管的管壁外側(cè)表面在介于第二法蘭盤和第二金屬套管之間裝有翅片管。本裝置特別適宜高溫、高粉塵鍋爐使用，也可用于熱處理爐監(jiān)測氧含量。
文檔編號G01N27/409GK201331506SQ200820091200
公開日2009年10月21日 申請日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者江 林 申請人:哈爾濱龍成智能儀表公司