煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括測速裝置、稀釋裝置和測量裝置，進(jìn)一步包括：供氣裝置，所述供氣裝置包括管道、依次設(shè)置在所述管道上的加熱單元、第一流量計、閥門，所述閥門的輸出端連接所述稀釋裝置；切換單元，所述切換單元用于使測量單元的煙氣入口選擇性地連通所述稀釋裝置、所述閥門和第一流量計之間的管道；第二流量計，所述第二流量計設(shè)置在所述測量單元下游的管路上。本實用新型具有可靠性高、監(jiān)測精確等優(yōu)點。
【專利說明】
煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煙氣監(jiān)測，特別涉及煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前國內(nèi)大氣環(huán)境形勢十分嚴(yán)峻，火電行業(yè)作為最大的耗煤大戶，其排放的大氣污染物對細(xì)顆粒物的貢獻(xiàn)成為公眾關(guān)注的熱點，如何準(zhǔn)確測量細(xì)顆粒物濃度成為該領(lǐng)域的難點。
[0003]目前常用的檢測方法有光散射法、β射線吸收法、光透射法等。
[0004]光散射法的原理為:來自光源的光束照射到含有待測顆粒的某一空間(測量區(qū))內(nèi)，從而發(fā)生散射，散射光經(jīng)光電接收器轉(zhuǎn)換后變?yōu)殡娦盘?，?jīng)放大器放大后，可根據(jù)光散射理論計算出測量區(qū)內(nèi)顆粒物的質(zhì)量濃度。光散射法測量準(zhǔn)確、精度高、重復(fù)性好，測量速度快，為在線式直讀測量方式，無需采樣，可實時連續(xù)給出顆粒物濃度的瞬時值;但光散射法受限于顆粒物的純度及粒徑大小，顆粒物的種類或粒徑范圍發(fā)生改變，都會導(dǎo)致參數(shù)值的變更，同時還會將濕煙氣中的水汽當(dāng)作顆粒物進(jìn)行測量，從而導(dǎo)致測量偏差。
[0005]貝塔射線吸收法的原理為:一個強度恒定的貝塔源發(fā)出的貝塔射線通過介質(zhì)時，貝塔粒子與介質(zhì)中的電子相互碰撞損失能量而被吸收。在低能條件下，吸收程度取決于介質(zhì)的質(zhì)量，與粉塵粒子的粒度、成分、顏色及分散狀態(tài)等等無關(guān)。貝塔射線先后穿過清潔濾紙(未采集塵樣)和已采有塵樣濾紙(同一濾紙)，根據(jù)2次β射線被吸收量的差異來求取環(huán)境中粉塵濃度。貝塔射線吸收法不受粉塵種類、粒度，分散度、形狀、顏色、光澤等因素的影響；它是粉塵濃度的間接測量方法中較準(zhǔn)確的一種，當(dāng)在高濕環(huán)境下使用時，采樣過程中極易產(chǎn)生水汽冷凝，冷凝出的水滴隨著顆粒物一起富集在濾紙上，從而導(dǎo)致測量偏差。
[0006]目前，隨著燃煤電廠超低排放的興起，石灰石-石膏濕法脫硫以及濕式除塵工藝越來越普遍，由于濕法工藝出口煙氣溫度低、并含有大量水蒸氣。由于水汽凝結(jié)會導(dǎo)致細(xì)顆粒物溶于水而損失，對檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大的影響，并且易形成腐蝕物質(zhì)對儀器和煙氣采樣管道造成嚴(yán)重?fù)p害，同時冷凝法還會對測量產(chǎn)生影響，濕煙氣中細(xì)顆粒物測量技術(shù)中要解決的主要問題是煙氣中水汽凝結(jié)問題。
[0007]為解決濕煙氣環(huán)境下煙塵測量的問題，現(xiàn)有技術(shù)主要通過采樣管路全程伴熱的方式進(jìn)行濕煙氣下煙塵的測量，例如ESA的ΒΕΤΑ5Μ以及專利CN200710122913。然而該技術(shù)仍存在以下問題:
[0008]1.當(dāng)煙氣溫度較低，煙氣中自身存在較多液滴時，僅僅通過全程伴熱很難將液滴有效汽化，此時液滴將會進(jìn)入到煙塵測量單元，對煙塵測量造成影響。
[0009]2.采用全程伴熱方式，對氣路保溫、伴熱要求較高，一旦有冷點存在，很容易產(chǎn)生冷凝水，產(chǎn)生的冷凝水不但對測量造成影響，同時也會導(dǎo)致管路腐蝕，時間長了還會導(dǎo)致氣路堵塞。
[0010]3.全程伴熱對流路器件要求高，特別是像截止閥、流量計、抽氣栗等，現(xiàn)場使用可能會面臨頻繁維護(hù)的風(fēng)險。
[0011]目前，也有人提出通過稀釋法解決顆粒物采樣過程中的濕度問題，如專利CN104181087A，由于顆粒物傳輸對采樣管路要求極高，因此在設(shè)計稀釋系統(tǒng)時，無法對煙氣采樣流量直接進(jìn)行測量，而是通過稀釋后樣氣流量以及稀釋氣流量間接計算出煙氣采樣流量，以稀釋比1:10的稀釋系統(tǒng)為例，假設(shè)煙氣采樣流量為101711^11，稀釋氣流量為90171^11，稀釋后樣氣流量為100L/min，稀釋流量和稀釋后樣氣流量均采用滿量程為100L/mir^9±1%F.S.精度流量計測量，那么煙氣采樣的誤差為土2L/min，煙氣采樣流量誤差為±20%，對應(yīng)的稀釋比誤差為±20%，因此稀釋方法面臨最大的問題就是稀釋比精度問題，但是對于稀釋比的精確控制在上述專利未見述及。同時在專利CN 104181087 A中，稀釋腔位于煙道外，稀釋腔位于煙道外最大的問題就是當(dāng)煙氣中濕度較高時，有冷凝水產(chǎn)生時極易產(chǎn)生顆粒物的吸附損耗。
【實用新型內(nèi)容】
[0012]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)方案中的不足，本實用新型提供了一種煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)。
[0013]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0014]—種煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，所述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)包括測速裝置、稀釋裝置和測量裝置，所述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0015]供氣裝置，所述供氣裝置包括管道、依次設(shè)置在所述管道上的加熱單元、第一流量計、閥門，所述閥門的輸出端連接所述稀釋裝置；
[0016]切換單元，所述切換單元用于使測量單元的煙氣入口選擇性地連通所述稀釋裝置、所述閥門和第一流量計之間的管道；
[0017]第二流量計，所述第二流量計設(shè)置在所述測量單元下游的管路上。
[0018]根據(jù)上述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述稀釋裝置設(shè)置在煙道內(nèi)。
[0019]根據(jù)上述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述測量裝置包括光散射顆粒物檢測單元和/或貝塔射線粉塵儀。
[0020]根據(jù)上述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述光散射顆粒物檢測單元和貝塔射線粉塵儀依次設(shè)置在所述切換單元下游的管路上。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果為:
[0022]1.通過采用煙道內(nèi)稀釋采樣降低了進(jìn)入到稀釋裝置的濕煙氣露點溫度，解決了煙氣采樣過程中的冷凝水，避免了采樣過程中的采樣損耗；
[0023]2.采用第一流量計和第二流量計的組合，無所謂第一流量計的準(zhǔn)確與否，均能避免稀釋比誤差過大對測量精度帶來的影響；
[0024]3.通過對煙氣顆粒物進(jìn)行等速追蹤采樣，有效地保證了顆粒物采樣的代表性；
[0025]4.光散射顆粒物檢測單元和貝塔射線粉塵儀的組合應(yīng)用，實現(xiàn)了煙氣細(xì)顆粒物連續(xù)在線精確檢測，可以滿足靜電除塵器前后、濕法脫硫前后、濕式靜電除塵器前后等工況中細(xì)顆粒物的濃度檢測。
【附圖說明】
[0026]參照附圖，本實用新型的公開內(nèi)容將變得更易理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的是:這些附圖僅僅用于舉例說明本實用新型的技術(shù)方案，而并非意在對本實用新型的保護(hù)范圍構(gòu)成限制。圖中:
[0027]圖1是根據(jù)本實用新型實施例1的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實施方式】
[0028]圖1和以下說明描述了本實用新型的可選實施方式以教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員如何實施和再現(xiàn)本實用新型。為了教導(dǎo)本實用新型技術(shù)方案，已簡化或省略了一些常規(guī)方面。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解源自這些實施方式的變型或替換將在本實用新型的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解下述特征能夠以各種方式組合以形成本實用新型的多個變型。由此，本實用新型并不局限于下述可選實施方式，而僅由權(quán)利要求和它們的等同物限定。
[0029]實施例1:
[0030]圖1示意性地給出了本實用新型實施例的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)包括:
[0031]采樣裝置21、測速裝置31、稀釋裝置22和測量裝置24，所述稀釋裝置設(shè)置在煙道內(nèi)，所述測量裝置采用貝塔射線粉塵儀；
[0032]供氣裝置，所述供氣裝置包括管道、依次設(shè)置在所述管道上的加熱單元11、第一流量計12、閥門13，所述閥門的輸出端連接所述稀釋裝置；
[0033]切換單元23，如三通閥，所述切換單元用于使測量單元的煙氣入口選擇性地連通所述稀釋裝置、所述閥門和第一流量計之間的管道；
[0034]第二流量計25，所述第二流量計設(shè)置在所述測量單元下游的管路上。
[0035]根據(jù)上述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，優(yōu)選地，所述稀釋裝置設(shè)置在煙道內(nèi)。
[0036]本實用新型實施例的煙塵濃度直讀監(jiān)測方法，也即上述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程，所述煙塵濃度直讀監(jiān)測方法包括以下步驟:
[0037](Al)根據(jù)等速追蹤的要求，以及煙道內(nèi)煙氣的流速、稀釋比得出第二流量計的校準(zhǔn)流量；
[0038](A2)調(diào)整所述切換單元，使得所述測量單元的煙氣入口連通所述閥門和第一流量計之間的管道；
[0039](A3)稀釋氣依次流過所述第一流量計、第二流量計，當(dāng)所述第一流量計的讀數(shù)為所述校準(zhǔn)流量時，將所述第二流量計的讀數(shù)調(diào)整到所述校準(zhǔn)流量；
[0040](A4)根據(jù)稀釋比、煙道內(nèi)煙氣的當(dāng)前流速得出目標(biāo)流量；
[0041](A5)調(diào)整所述切換單元，使得稀釋氣進(jìn)入所述稀釋裝置內(nèi)，與取樣的煙道內(nèi)的煙氣混合；
[0042]測量單元測得混合氣中顆粒物的含量；
[0043](A6)調(diào)整取樣裝置，使得第二流量計的讀數(shù)為所述目標(biāo)流量；
[0044](A7)根據(jù)所述顆粒物的含量、第二流量計和第一流量計的讀數(shù)之差(也即煙氣流量)而獲知煙氣中煙塵濃度。
[0045]在上述監(jiān)測過程中，若所述當(dāng)前流速發(fā)生變化，調(diào)整所述稀釋氣的流量，使得所述第二流量計的讀數(shù)維持在所述目標(biāo)流量;重新計算出當(dāng)前稀釋比并送步驟(A7)。
[0046]實施例2:
[0047]本實用新型實施例的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，與實施例1不同的是:
[0048]測量裝置包括依次設(shè)置在切換單元下游管路上的光散射顆粒物檢測單元和貝塔射線粉塵儀。
[0049]在監(jiān)測過程中，依次利用光散射顆粒物檢測單元和貝塔射線粉塵儀分別測得顆粒物含量，并將光散射顆粒物檢測單元的輸出值調(diào)整為貝塔射線粉塵儀的輸出值;利用光散射顆粒物檢測單元實現(xiàn)煙塵濃度的連續(xù)測量。
【主權(quán)項】
1.一種煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，所述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)包括測速裝置、稀釋裝置和測量裝置，其特征在于:所述煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 供氣裝置，所述供氣裝置包括管道、依次設(shè)置在所述管道上的加熱單元、第一流量計、閥門，所述閥門的輸出端連接所述稀釋裝置； 切換單元，所述切換單元用于使測量單元的煙氣入口選擇性地連通所述稀釋裝置、所述閥門和第一流量計之間的管道； 第二流量計，所述第二流量計設(shè)置在所述測量單元下游的管路上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述稀釋裝置設(shè)置在煙道內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述測量裝置包括光散射顆粒物檢測單元和/或貝塔射線粉塵儀。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煙塵濃度直讀監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述光散射顆粒物檢測單元和貝塔射線粉塵儀依次設(shè)置在所述切換單元下游的管路上。
【文檔編號】G01N15/06GK205449745SQ201521135894
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月31日
【發(fā)明人】葉華俊, 柯亮, 杜慶昌, 齊宇, 翁興彪
【申請人】聚光科技(杭州)股份有限公司