本發(fā)明屬于能源與動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于煙氣酸露點(diǎn)檢測和灰團(tuán)聚特性研究的實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

鍋爐在使用過程中，煙氣將大量的熱量帶入大氣，不僅浪費(fèi)了大量的能源，并且污染了環(huán)境。通過對鍋爐尾部受熱面進(jìn)行改造，可降低排煙溫度、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。但是，煙溫的降低會(huì)對設(shè)備造成積灰和腐蝕，導(dǎo)致?lián)Q熱器換熱性能和安全性能惡化。由于積灰的影響，使得理論計(jì)算的煙氣酸露點(diǎn)要高于工程酸露點(diǎn)。因此，準(zhǔn)確測定工程酸露點(diǎn)，掌握低溫腐蝕與積灰的耦合機(jī)理，在工程實(shí)踐中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

專利201310298139.4公開了“一種用于確定鍋爐煙氣工程酸露點(diǎn)的裝置”，其通過計(jì)算和觀察換熱系數(shù)來獲得工程酸露點(diǎn)。但是，該裝置采用單管方式測量，不能很好的模擬實(shí)際換熱管束；采用補(bǔ)給水的方式對回水進(jìn)行冷卻，使測試過程中用水量過大，對水源的選取依賴性大，并且測試的連續(xù)性與穩(wěn)定性較低；不能模擬多種煙氣組分，進(jìn)而對含酸灰粒進(jìn)行沉積機(jī)理研究。

專利cn201610672052.2公開了“一種帶有進(jìn)口氣流分布板的電除塵器”，其殼體的一端是氣流進(jìn)口，殼體的另一端是氣流出口，殼體的底部設(shè)有出灰口，所述進(jìn)口氣流分布板上設(shè)有均勻分布的導(dǎo)向?qū)?，使氣流分布均勻，提高除塵效率。但是，灰斗下部取灰時(shí)，易漏氣，形成逆氣流，使除去的粉塵返回氣流流動(dòng)，形成二次揚(yáng)塵，降低除塵器的除塵效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于煙氣酸露點(diǎn)檢測和灰團(tuán)聚特性研究的實(shí)驗(yàn)裝置，其中：包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架以及設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的煙氣制備系統(tǒng)、冷卻換熱裝置、除塵收集系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)和三通閥；

所述煙氣制備系統(tǒng)的出氣口與除塵收集系統(tǒng)的入口連接，所述除塵收集系統(tǒng)的出口與引風(fēng)機(jī)的入口連接，所述引風(fēng)機(jī)出口與三通閥的一個(gè)水平接口連接，所述三通閥的另一個(gè)水平接口與煙氣制備系統(tǒng)的入口連接，所述三通閥的垂直接口與外界連接；

所述控制系統(tǒng)與煙氣制備系統(tǒng)、冷卻換熱裝置、除塵收集系統(tǒng)、引風(fēng)機(jī)和三通閥門之間電氣連接。

進(jìn)一步，所述煙氣制備系統(tǒng)沿氣流輸送方向設(shè)置煙氣混合段、生成段和測試段；

所述煙氣混合段包括混氣罐、n2集氣瓶、o2集氣瓶、co2集氣瓶、so3集氣瓶和控制箱，所述混氣罐與n2集氣瓶、o2集氣瓶、co2集氣瓶和so3集氣瓶連接，所述混氣罐與n2集氣瓶、o2集氣瓶、co2集氣瓶和so3集氣瓶之間均設(shè)有隔斷閥、調(diào)節(jié)閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)，所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)與控制箱連接，所述混氣罐頂面設(shè)有壓力控制閥和安全閥，所述混氣罐內(nèi)腔設(shè)有電加熱棒，所述混氣罐出口與生成段進(jìn)氣口連接；

所述生成段殼體上沿氣流輸送方向依次設(shè)有灰樣口、第一微細(xì)霧化噴嘴、第二微細(xì)霧化噴嘴和煙氣分析儀，所述灰樣口上方設(shè)有灰樣倉，所述灰樣口與灰樣倉之間設(shè)有第一蠕動(dòng)泵，所述灰樣倉出口與第一蠕動(dòng)泵入口連接，所述第一蠕動(dòng)泵出口與灰樣口連接；所述第一微細(xì)霧化噴嘴上方設(shè)有稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱，所述第一微細(xì)霧化噴嘴和稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱之間設(shè)有第二蠕動(dòng)泵，所述稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱與第二蠕動(dòng)泵入口連接，所述第二蠕動(dòng)泵出口與第一微細(xì)霧化噴嘴連接；所述第二微細(xì)霧化噴嘴上方設(shè)有軟化水水箱，所述第二微細(xì)霧化噴嘴和軟化水水箱之間設(shè)有第三蠕動(dòng)泵，所述軟化水水箱與第三蠕動(dòng)泵入口連接，所述第三蠕動(dòng)泵出口與第二微細(xì)霧化噴嘴連接，所述生成段出氣口與測試段進(jìn)氣口連接；

所述測試段殼體內(nèi)腔中設(shè)有換熱管束、探頭與電極，所述換熱管束外壁敷設(shè)漆包線繞組，所述換熱管束管壁通過探頭與電極連接；所述換熱管束與冷卻換熱裝置連接。

進(jìn)一步，所述冷卻換熱裝置包括回水閥、常壓水箱、放水閥、冷卻水泵、換熱系統(tǒng)流量計(jì)、換熱系統(tǒng)流量控制閥、潛水泵、冷水機(jī)、補(bǔ)充水管、常壓水箱補(bǔ)充水閥和冷水機(jī)進(jìn)水閥，所述換熱管束的出水口與回水閥的入口連接，回水閥的出口與常壓水箱一個(gè)入水口連接，常壓水箱的另一個(gè)入水口通過常壓水箱補(bǔ)充水閥與補(bǔ)充水管連接，常壓水箱的一個(gè)出水口與放水閥連接，常壓水箱的另一個(gè)出水口與冷卻水泵的入口連接，冷卻水泵的出口與換熱系統(tǒng)流量計(jì)的入口連接，換熱系統(tǒng)流量計(jì)的出口與換熱系統(tǒng)流量控制閥的入口連接，換熱系統(tǒng)流量控制閥的出口與換熱管束的進(jìn)水口連接；所述冷水機(jī)與常壓水箱并聯(lián)設(shè)置，所述冷水機(jī)一個(gè)進(jìn)水口與冷水機(jī)進(jìn)水閥出口連接，冷水機(jī)進(jìn)水閥入口與補(bǔ)充水管連接，所述冷水機(jī)另一個(gè)進(jìn)水口與潛水泵連接，所述冷水機(jī)出水口與冷卻水泵的入口連接。

進(jìn)一步，所述除塵收集系統(tǒng)包括煙氣入口管道、電除塵器主體、煙氣出口管道、除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)和過濾裝置；

所述煙氣入口管道的出煙口與除塵器主體進(jìn)煙口連接，除塵器主體出煙口與煙氣出口管道進(jìn)煙口連接，煙氣出口管道出煙口與除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口連接，除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)出風(fēng)口與過濾裝置進(jìn)風(fēng)口連接，過濾裝置出風(fēng)口與引風(fēng)機(jī)入口連接；

所述除塵器主體包括除塵腔體、灰斗、鎖氣裝置和兩組電集塵裝置，所述兩組電集塵裝置設(shè)在除塵腔體內(nèi)，所述灰斗設(shè)在除塵腔體下方，所述鎖氣裝置設(shè)在灰斗下端出口處，進(jìn)口氣流分布板設(shè)在進(jìn)煙口與除塵腔體之間，出口氣流分布板設(shè)在出煙口與除塵腔體之間；

所述電集塵裝置包括集塵極、放電極和振打清灰裝置，所述振打清灰裝置設(shè)在除塵腔體頂部，所述集塵極沿氣體流動(dòng)方向平行設(shè)在除塵腔體內(nèi)，所述放電極均勻設(shè)在各集塵極之間，所述集塵極的上端和放電極的上端分別與振打清灰裝置連接，除塵腔體被集塵極、放電極分隔為多個(gè)平行布置的煙氣通道。

進(jìn)一步，所述灰斗為漏斗形；所述集塵極為矩形不銹鋼板；所述放電極為針刺形高強(qiáng)鎳鎘合金棒；所述過濾裝置為由合成纖維材料制成的布袋式過濾裝置。

本發(fā)明換熱器采用多管布置，可真實(shí)的模擬實(shí)際換熱管束；采用冷水機(jī)來控制冷卻水溫度，向冷卻換熱裝置內(nèi)提供溫度恒定的冷卻水，測試連續(xù)性好；采用煙氣制備系統(tǒng)，試驗(yàn)時(shí)可在穩(wěn)定工況下模擬煙氣組分；煙氣含酸量、含濕量、粉塵濃度均可調(diào)，有除塵收集系統(tǒng)，可在不同工況下對含酸灰粒進(jìn)行團(tuán)聚機(jī)理研究。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、模擬環(huán)境穩(wěn)定、控制穩(wěn)定、操作靈活等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中煙氣制備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中冷卻換熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中除塵收集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

如圖1至圖4所示，本實(shí)施例中的一種用于煙氣酸露點(diǎn)檢測和灰團(tuán)聚特性研究的實(shí)驗(yàn)裝置，其中：包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)架8以及設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的煙氣制備系統(tǒng)1、冷卻換熱裝置2、除塵收集系統(tǒng)3、控制系統(tǒng)4、引風(fēng)機(jī)6和三通閥7；

所述煙氣制備系統(tǒng)1的出氣口與除塵收集系統(tǒng)3的入口連接，所述除塵收集系統(tǒng)3的出口與引風(fēng)機(jī)6的入口連接，所述引風(fēng)機(jī)6出口與三通閥7的一個(gè)水平接口連接，所述三通閥7的另一個(gè)水平接口與煙氣制備系統(tǒng)1的入口連接，所述三通閥7的垂直接口與外界連接；

所述控制系統(tǒng)4與煙氣制備系統(tǒng)1、冷卻換熱裝置2、除塵收集系統(tǒng)3、引風(fēng)機(jī)6和三通閥門7之間電氣連接。

進(jìn)一步，所述煙氣制備系統(tǒng)1沿氣流輸送方向設(shè)置煙氣混合段1-1、生成段1-2和測試段1-3；

所述煙氣混合段1-1包括混氣罐1-4、n2集氣瓶1-6、o2集氣瓶1-7、co2集氣瓶1-8、so3集氣瓶1-9和控制箱1-13，所述混氣罐1-4與n2集氣瓶1-6、o2集氣瓶1-7、co2集氣瓶1-8和so3集氣瓶1-9連接，所述混氣罐1-4與n2集氣瓶1-6、o2集氣瓶1-7、co2集氣瓶1-8和so3集氣瓶1-9之間均設(shè)有隔斷閥1-26、調(diào)節(jié)閥1-27和轉(zhuǎn)子流量計(jì)1-10，所述轉(zhuǎn)子流量計(jì)1-10與控制箱1-13連接，所述混氣罐1-4頂面設(shè)有壓力控制閥1-11和安全閥1-12，所述混氣罐1-4內(nèi)腔設(shè)有電加熱棒1-5，所述混氣罐1-4出口與生成段1-2進(jìn)氣口連接；

所述生成段1-2殼體上沿氣流輸送方向依次設(shè)有灰樣口1-28、第一微細(xì)霧化噴嘴1-20、第二微細(xì)霧化噴嘴1-21和煙氣分析儀1-22，所述灰樣口1-28上方設(shè)有灰樣倉1-15，所述灰樣口與灰樣倉之間設(shè)有第一蠕動(dòng)泵1-14，所述灰樣倉1-15出口與第一蠕動(dòng)泵1-14入口連接，所述第一蠕動(dòng)泵1-14出口與灰樣口1-28連接；所述第一微細(xì)霧化噴嘴1-20上方設(shè)有稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱1-16，所述第一微細(xì)霧化噴嘴1-20和稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱1-16之間設(shè)有第二蠕動(dòng)泵1-17，所述稀硫酸溶液儲(chǔ)備箱1-16與第二蠕動(dòng)泵1-17入口連接，所述第二蠕動(dòng)泵1-17出口與第一微細(xì)霧化噴嘴1-20連接；所述第二微細(xì)霧化噴嘴1-21上方設(shè)有軟化水水箱1-18，所述第二微細(xì)霧化噴嘴1-21和軟化水水箱1-18之間設(shè)有第三蠕動(dòng)泵1-19，所述軟化水水箱1-18與第三蠕動(dòng)泵1-19入口連接，所述第三蠕動(dòng)泵1-19出口與第二微細(xì)霧化噴嘴1-21連接，所述生成段1-2出氣口與測試段1-3進(jìn)氣口連接；

所述測試段1-3殼體內(nèi)腔中設(shè)有換熱管束1-23、探頭1-24與電極1-25，所述換熱管束1-23外壁敷設(shè)漆包線繞組，所述換熱管束1-23管壁通過探頭1-24與電極1-25連接；所述換熱管束1-23與冷卻換熱裝置2連接。

進(jìn)一步，所述冷卻換熱裝置2包括回水閥2-1、常壓水箱2-2、放水閥2-3、冷卻水泵2-4、換熱系統(tǒng)流量計(jì)2-5、換熱系統(tǒng)流量控制閥2-6、潛水泵2-7、冷水機(jī)2-8、補(bǔ)充水管2-9、常壓水箱補(bǔ)充水閥2-10和冷水機(jī)進(jìn)水閥2-11，所述換熱管束1-23的出水口與回水閥2-1的入口連接，回水閥2-1的出口與常壓水箱2-2一個(gè)入水口連接，常壓水箱2-2的另一個(gè)入水口通過常壓水箱補(bǔ)充水閥2-10與補(bǔ)充水管2-9連接，常壓水箱2-1的一個(gè)出水口與放水閥2-3連接，常壓水箱2-1的另一個(gè)出水口與冷卻水泵2-4的入口連接，冷卻水泵2-4的出口與換熱系統(tǒng)流量計(jì)2-5的入口連接，換熱系統(tǒng)流量計(jì)2-5的出口與換熱系統(tǒng)流量控制閥2-6的入口連接，換熱系統(tǒng)流量控制閥2-6的出口與換熱管束1-23的進(jìn)水口連接；所述冷水機(jī)2-8與常壓水箱2-2并聯(lián)設(shè)置，所述冷水機(jī)2-8一個(gè)進(jìn)水口與冷水機(jī)進(jìn)水閥2-11出口連接，冷水機(jī)進(jìn)水閥2-11入口與補(bǔ)充水管2-9連接，所述冷水機(jī)2-8另一個(gè)進(jìn)水口與潛水泵2-7連接，所述冷水機(jī)2-8出水口與冷卻水泵2-4的入口連接。

進(jìn)一步，所述除塵收集系統(tǒng)3包括煙氣入口管道3-1、電除塵器主體3-15、煙氣出口管道3-10、除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)3-13和過濾裝置3-14；

所述煙氣入口管道3-1的出煙口與除塵器主體3-15進(jìn)煙口3-7連接，除塵器主體3-15出煙口3-8與煙氣出口管道3-10進(jìn)煙口連接，煙氣出口管道3-10出煙口與除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)3-13進(jìn)風(fēng)口連接，除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)3-13出風(fēng)口與過濾裝置3-14進(jìn)風(fēng)口連接，過濾裝置3-14出風(fēng)口與引風(fēng)機(jī)6入口連接；

所述除塵器主體3-15包括除塵腔體3-9、灰斗3-11、鎖氣裝置3-12和兩組電集塵裝置3-16，所述兩組電集塵裝置3-16設(shè)在除塵腔體3-9內(nèi)，所述灰斗3-11設(shè)在除塵腔體3-9下方，所述鎖氣裝置3-12設(shè)在灰斗3-11下端出口處，進(jìn)口氣流分布板3-2設(shè)在進(jìn)煙口3-7與除塵腔體3-9之間，出口氣流分布板3-6設(shè)在出煙口3-8與除塵腔體3-9之間；

所述電集塵裝置3-16包括集塵極3-3、放電極3-4和振打清灰裝置3-5，所述振打清灰裝置3-5設(shè)在除塵腔體3-9頂部，所述集塵極3-3沿氣體流動(dòng)方向平行設(shè)在除塵腔體3-9內(nèi)，所述放電極3-4均勻設(shè)在各集塵極3-3之間，所述集塵極3-3的上端和放電極3-4的上端分別與振打清灰裝置3-5連接，除塵腔體3-9被集塵極3-3、放電極3-4分隔為多個(gè)平行布置的煙氣通道。

進(jìn)一步，所述灰斗3-11為漏斗形；所述集塵極3-3為矩形不銹鋼板；所述放電極3-4為針刺形高強(qiáng)鎳鎘合金棒；所述過濾裝置3-14為由合成纖維材料制成的布袋式過濾裝置。

本發(fā)明的工作過程：

首先，開啟引風(fēng)機(jī)6和除塵收集系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)3-13，在煙氣制備系統(tǒng)1中的混氣罐1-4中將n2集氣瓶1-6、o2集氣瓶1-7、co2集氣瓶1-8和so3集氣瓶1-9中的氣體按比例進(jìn)行混合，并通過電加熱棒1-5加熱至所需溫度后進(jìn)入生成段1-2；設(shè)在生成段1-2殼體上的灰樣口1-28噴入灰樣模擬煙氣含灰量，第一微細(xì)霧化噴嘴1-20噴入稀硫酸溶液模擬煙氣的含酸量，第二微細(xì)霧化噴嘴1-21噴入霧化水，滿足co2和so3轉(zhuǎn)化過程中煙氣濕度的要求；在測試段1-3殼體內(nèi)通過換熱管束1-23外壁敷設(shè)漆包線繞組、探頭1-24和電極1-25對模擬的煙氣進(jìn)行檢測，當(dāng)管壁有酸液沉積，會(huì)有電流信號顯示，測得酸露點(diǎn)；當(dāng)需要降低煙氣溫度時(shí)，打開冷卻換熱裝置2，通過調(diào)節(jié)水流量調(diào)節(jié)恒溫冷卻水水溫需要值。

試驗(yàn)結(jié)束后，依次關(guān)閉煙氣制備系統(tǒng)1、電加熱棒1-5，保持引風(fēng)機(jī)6繼續(xù)運(yùn)行；待溫度降低到50℃以下后，關(guān)閉引風(fēng)機(jī)6，引風(fēng)機(jī)6穩(wěn)定停止后收集布袋除塵中灰樣，完成單次實(shí)驗(yàn)。

本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的變化和改型都應(yīng)為權(quán)利要求所涵蓋。