CN1320345C - 便携式烟道气恒温稀释采样分析器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种便携式烟道气恒温稀释采样分析器，包括将采样器与烟道口法兰盘连接的连接架，烟道稀释管道和停留室。连接架包括前夹板，后夹板，位于前、后夹板之间的U形卡和连接上述三者的螺栓，后夹板上设置有限位顶丝，前夹板上设置有与限位顶丝相对应的螺母；烟道稀释管道为直管，具有三个喷嘴的喷头和主管道。主管道的另一端连接有90度弯头，弯头内设置有收流口，其端部连接有四个采样口，各采样口通过管路分别与一个停留室连接。该分析器固定牢靠，不会因为稀释管道的移动造成采样管的水平和竖直位置发生改变使采样不准确；由于收流口的设计和增加了保温层温控设备、提高了采样精度并由于停留室的小型化，适合各种条件的烟道采样工作。

Description

便携式烟道气恒温稀释采样分析器

技术领域

本发明涉及烟道采样分析器，具体地说，涉及一种便携式烟道气恒温稀释采样分析器。

背景技术

一般烟囱在设计时都预留一个和烟囱内部直通的法兰盘口，用于烟囱的定期检测、取样，由于这种法兰盘口没有固定要求，所以不同的烟囱就有不同的法兰盘口，这给固定源采样系统的采样管的固定带来很大困难。传统稀释通道在处理这一问题时采用四脚支撑的方式，这种固定方式只是对采样管起到支撑作用，不能将采样管以至于稀释管道固定。

由于固定源稀释通道的传统设计往往设计为上U型管和下U型管型，以及采样和停留室为一体，因此体积较大，采样管与烟道连接困难；为了固定稀释通道本体还要设计适合通道的架子，其体积和重量都较大。

传统的烟道气稀释采样分析器由于没有控温设备，采集样品没有横向可比性，采样重复性差；采样管不能正确固定，往往造成采样管位移，使采样精度下降；体积大不便于运输，不适合野外采样；传统停留室只能采集停留后样品，而且多个采样头置于同一停留室中，停留室的体积较大，不便于运输和野外采样。

在采样的整个过程中没有精确控温过程，固定源污染物在排放过程中是以气溶胶的形式存在的，温度对气溶胶的形成有很大的影响；在排放因子的计算和数学模型的建立时应以一定的温度为标准，也只有在严格控温的条件下才能保证每次采样和模拟不同固定源在排放到大气后的一致性。因此，没有精确的温度控制必然造成采样的精度不够，以及对以后的数据处理，排放因子的计算和数学模型的建立造成困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种采样准确的便携式烟道气恒温稀释采样分析器。

本发明所述的便携式烟道气恒温稀释采样分析器，包括将采样器与烟道口法兰盘连接的连接架，烟道稀释管道和停留室。所述连接架包括前夹板，后夹板，位于前、后夹板之间的U形卡和连接上述三者的螺栓，其后夹板上设置有限位顶丝；所述烟道稀释管道为直管，包括具有三个喷嘴的喷头和主管道，主管道的一端连接有一个90度弯头，该弯头内设置有收流口，其端部连接有四个采样口，各采样口通过管路分别与一个停留室连接。

所述收流口的小端口径与大端口径之比为1∶2。

所述停留室包括变径部分，底桶和通过卡箍与变径部分和底桶连接的停留腔，桶内装有颗粒物切割头。

本发明所述的采样分析器还设置有空气预热器，该空气预热器设置在与喷头连接的空气滤清器之前。

在空气滤清器、稀释管道、停留室及它们的连接管道外设置绝热保温层。

本发明所述的采样分析器还具有温度调节系统，该系统包括设置在文丘里管上的温度传感器和压力变送器，由计算机监控系统控制。

本发明所述的采样分析器还设置有两个支撑架，该支撑架包括具有滚轮的底座和安装在底座上的支撑立柱，所述立柱上设置有活动卡环座，卡环座上具有两个相互铰链的半圆形卡环。

本发明所述的便携式烟道气恒温稀释采样分析器的优点和积极效果如下：

1.固定牢靠，不会因为稀释管道的移动造成采样管的水平和竖直位置发生改变，而使采样不准确；

2.由于收流口的设计和增加了保温层温控设备、提高了采样精度；

3.由于停留室的小型化，使整个仪器变得十分小巧，更加适合各种条件的烟道采样工作。

4.本稀释管道在符合法规的基础上设计成直管，相对于传统U型管的稀释管道设计体积更小，大流量风机、空气滤清器、停留室与主管道分离，采用法兰连接各个部分，更易于运输。

附图说明

图1是本发明所述便携式烟道气恒温稀释采样分析器结构示意图；

图2是图1所示分析器的停留室的结构示意图；

图3是图2所示分析器的停留室的另一种使用状态示意图；

图4是图1中A部结构示意图；

图5室图1所示的分析器的连接架的结构示意图；

图6是图4的侧视图。

具体实施方式

参见图1，本发明所述的便携式烟道气恒温稀释采样分析器，包括将采样器与烟道口法兰盘连接的连接架16，烟道气稀释管道6和停留室12。

所述烟道气稀释管道6为直管，包括具有三个喷嘴的喷头5，主管道7。所述三个喷嘴5相隔120度布置，以保证经过空气滤清器14的洁净空气能够以足够的流量均匀的进入主管道7。主管道7的一端连接有一个90度弯头9，该弯头内设置有收流口10，其端部连接有四个采样口11，各采样口通过管路分别与停留室12连接。使用时，四个采样口可根据所采样的种类数确定使用数，如只使用两个采样口时，可将另外两个采样口堵住，可不必连接停留室12。

所述收流口10是为了克服因为主管道7转弯，气体内的大颗粒物由于惯性作用必然向管道外侧聚集，造成采样时的气体中的颗粒物的粒径分布发生变化，使采样不准确而设计的。气体的混合度由气体的雷诺数决定，雷诺数公式如下：

      Re＝ρdu/μ

      u＝4Q/πd²

      Re＝4Q ρ/πdμ

式中：Re-雷诺数

      ρ-气体密度

      d-管道直径

      u-管道内气速

      μ-气体粘度系数

      Q-管道内气体流量

本发明设计的收流口，将管道的口径减小了1/2，这样就使气体的雷诺数变大了一倍，使气体内的颗粒物进一步充分混合，使大粒径粒子不会因稀释管道的管道因素造成损失，就能使烟道气，稀释样品的气采集、分析更加合理化，保证排放因子的计算和数学模型的建立更加准确。主管道在设计时雷诺数设计的很高，气体在管道中处于湍流状态，可以保证混合烟气与稀释气在进入稀释主管道后充分混合；烟气经充分混合，稀释后由取样口吸入停留室，多余的稀释气由大流量风机抽走。

参见图2和图3，所述停留室12包括变径部分19，底桶22和通过卡箍20将变径部分19和底桶22连接的停留腔21，底桶22内装有颗粒物切割头23。根据不同采样要求加装采集PM₁₀、PM_2.5和TSP的颗粒物切割头23，采用文求里管37控流。停留腔21可拆卸，将变径部分19通过卡箍20直接与底桶22连接，可采集未经停留的气溶胶样品，当需要采集经停留的气溶胶样品时，装上停留腔21即可。从而改变了传统停留室只能采集停留后样品的缺点，可以采集未经停留和停留后的气溶胶样品，进行颗粒物成核过程分析。

传统稀释通道的停留室体积很大，不便于运输和野外采样，因此，本设计了小型化的停留室。

参见图5和图6，所述连接架16包括前夹板29，后夹板34，位于前、后夹板29、34之间的U形卡30和连接上述三者的螺栓33。安装时，将具有等速采样头1的采样管2放入安装在烟道壁35上的烟道法兰盘36的孔内，U形卡30贴靠法兰盘36表面套装在采样管2上，后夹板34贴靠法兰盘36的另一面用用螺母28紧固即可。在后夹板34上设置有限位顶丝32，顶丝的一端设置有限位板31。该顶丝可将两夹板间的距离调节到适合法兰盘厚度的范围，可避免前、后夹板受力后，采样管2可能产生的倾斜，最终确保采样管的水平放置，等速采样头1于烟道气方向平行。由于采样管是不锈钢材料的，与稀释通道之间采用硬连接，所以这样设计的夹板不但可以保证采样管的水平。还固定了稀释管道的位置，保证不会因为稀释管道的移动造成采样管的水平和竖直位置发生改变。

参见图1和图4，为保证采样过程中稀释通道的准确位置，本发明设置了两个支撑架18。每个支撑架18分别包括具有滚轮的底座24和安装在底座上的支撑立柱25。所述立柱25上设置有可在立柱上上下移动的活动卡环座26，卡环座上具有两个相互铰链的半圆形卡环27。安装时、将稀释通道插入两个半圆形卡环27内用螺栓固定，然后调整卡圈座26使稀释通道与采样管2保持在同一水平线上，用螺栓固定卡圈座。

为保证被采样气的检测温度，本发明所述的分析器还设置有空气预热器13，该空气预热器13设置在与喷头5连接的空气滤清器14之前，以保证清洁空气的温度在20±5℃范围内。在环境空气温度较高时，降低进入空气滤清器的气体温度，当环境空气温度较低时，升高进入空气滤清器的气体温度，进一步达到调节系统气体温度的目的。在空气滤清器14、稀释管道6、停留室12及它们的连接管道外设置绝热保温层，用玻璃丝绵进行绝热保温，保证稀释后的混合气体的温度在25℃左右。

固定源污染物在排放过程中是以气溶胶的形式存在的，温度对气溶胶形成有很大影响。传统稀释通道在烟气稀释过程中没有温度调节系统，因此，不能保证采样的可重复性和准确性，对以后的数据处理，排放因子的计算和数学模型的建立造成困难。针对这一缺点，本发明增加了温度调节系统。该系统包括安装在文丘里管3上的温度传感器17和压力变送器4，通过计算机监控系统控制15。温度调节是靠空气预热器13，保证清洁空气的温度在20±5℃范围内，温度传感器作用是监控管道内的温度。压力变送器的作用是测量文丘里管两端的压力来确定烟气的流量。

通过调节空气滤清器流出的洁净空气温度调节整体稀释气的温度，使稀释气温度保持在25℃左右，统一了采样温度，保证了采样精度、采样的可重复性，这样计算出的排放因子更具有可比性。

Claims (10)

1、便携式烟道气恒温稀释采样分析器，包括将采样器与烟道口法兰盘连接的连接架(16)，烟道稀释管道(6)和停留室(12)，其特征是所述连接架(16)包括前夹板(29)，后夹板(34)，位于前、后夹板之间的U形卡(30)和连接上述三者的螺栓(31)，其后夹板(34)上设置有限位顶丝(32)；所述烟道稀释管道(6)为直管，包括具有三个喷嘴的喷头(5)和主管道(7)，主管道(7)的一端连接有一个90度弯头(9)，该弯头内设置有收流口(10)，其端部连接有四个采样口(11)，各采样口通过管路分别与一个停留室(12)连接。

2、根据权利要求1所述的分析器，其特征是所述收流口(10)的小端口径与大端口径之比为1∶2。

3、根据权利要求1或2所述的分析器，其特征是所述停留室(12)包括变径部分(19)，底桶(22)和通过卡箍(20)与变径部分(19)和底桶(22)连接的停留腔(21)，桶内装有颗粒物切割头(23)。

4、根据权利要求3所述的分析器，其特征是还设置有空气预热器(13)，该空气预热器设置在与喷头(5)连接的空气滤清器(14)之前。

5、根据权利要求3所述的分析器，其特征是在空气滤清器(14)、稀释管道(6)，停留室(12)及它们的连接管道外设置绝热保温层。

6、根据权利要求4所述的分析器，其特征是在空气滤清器(14)、稀释管道(6)、停留室(12)及它们的连接管道外设置绝热保温层。

7、根据权利要求5所述的分析器，其特征是还具有温度调节系统，该系统包括设置在文丘里管(3)上的温度传感器(17)和压力变送器(4)，由计算机监控系统控制。

8、根据权利要求6所述的分析器，其特征是还具有温度调节系统，该系统包括设置在文丘里管(3)上的温度传感器(17)和压力变送器(4)，由计算机监控系统控制。

9、根据权利要求7所述的分析器，其特征是还设置有两个支撑架(18)，该支撑架(18)包括具有滚轮的底座(24)和安装在底座上的支撑立柱(25)，所述立柱(25)上设置有活动卡环座(26)，卡环座上具有两个相互铰链的半圆形卡环(27)。

10、根据权利要求8所述的分析器，其特征是还设置有两个支撑架(18)，该支撑架(18)包括具有滚轮的底座(24)和安装在底座上的支撑立柱(25)，所述立柱(25)上设置有活动卡环座(26)，卡环座上具有两个相互铰链的半圆形卡环(27)。

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