專利名稱：一種固定式煤粉等速取樣器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于燃煤火力發(fā)電廠鍋爐制粉系統(tǒng)煤粉取樣，并進行經(jīng)濟技術(shù)監(jiān)督。
背景技術(shù)：
燃煤火力發(fā)電廠為了鍋爐設(shè)備的安全經(jīng)濟運行，需要經(jīng)常對鍋爐制粉系統(tǒng)磨制的煤粉細(xì)度進行監(jiān)督和控制，因此，如何從煤粉輸送管道中取出有代表性的煤粉樣品，改善惡劣的取樣工作條件，既省時又省工，一直是國內(nèi)外相關(guān)工程技術(shù)人員十分關(guān)注的問題。
美國磨煤機試驗規(guī)程ASME PTC4.2中曾公開了一種煤粉取樣器，由取樣管、旋風(fēng)分離器、壓縮空氣抽氣器、煤粉收集瓶組成。利用磨煤機的總磨煤量來計算平均煤粉取樣量，不能等速取樣。日本、加拿大得燃煤電廠也使用這種煤粉取樣器。
英國使用一種預(yù)測流速法的手動旋轉(zhuǎn)煤粉取樣器，在取樣管上按煤粉管道等截面原則布置一些取樣嘴，用手動傳動機構(gòu)使取樣管在煤粉管道的一截面上旋轉(zhuǎn)，壓縮空氣抽氣器將煤粉空氣混合物從取樣嘴抽出，煤粉經(jīng)分離器分離出來，沉積于分離器下的收集瓶中。為了等速取樣，首先用測速管測量煤粉管道一截面上煤粉空氣混合物的平均動壓，并計算出平均速度，然后再將取樣管插入煤粉管道，按計算平均速度抽出定量的煤粉空氣混合物進行氣粉分離。這種取樣器對鍋爐制粉系統(tǒng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性要求佷高，否則煤粉管道內(nèi)的煤粉空氣混合物的平均速度已經(jīng)發(fā)生了較大變化，失去了等速取樣的意義，而且需要較精密的流量測量儀器，取樣系統(tǒng)很復(fù)雜。
德國在燃煤電廠煤粉取樣工作中，使用一種長彎管的煤粉等速取樣器，由取樣管、壓縮空氣抽氣器、煤粉管道等截面測點模擬圓板，煤粉過慮罐、零壓力自動平衡調(diào)節(jié)儀等組成。
我國在燃煤電廠煤粉取樣工作中使用一種平頭式煤粉等速取樣器，由取樣管、兩級旋風(fēng)分離器、壓縮空氣抽氣器、煤粉收集瓶、差壓計等組成。
以上介紹的煤粉取樣器均屬于移動式煤粉取樣器，即用一套煤粉取樣器，經(jīng)多次搬運到不同位置，才能完成多根煤粉管道的煤粉取樣。這些煤粉取樣器的共同特點是，取樣系統(tǒng)復(fù)雜，操作難度大，費時費工，一般至少需要3位操作熟練的技術(shù)人員協(xié)同工作，才能完成一次煤粉取樣，而且分離器出口的乏氣直接排入工作環(huán)境，粉塵飛揚，工作條件很差。
針對上述移動式煤粉取樣器存在的問題，1997年有專利《固定式煤粉取樣裝置》(專利號97239483.4，已失效)敘述了一種將煤粉取樣裝置固定在煤粉管道上適當(dāng)位置，以克服取樣裝置的移動搬運問題和盡量減少操作人員在惡劣環(huán)境條件下工作的時間和勞動強度。該固定式煤粉取樣裝置由取樣管、乏氣管、旋風(fēng)分離器及其出口直管段、集粉瓶、壓縮空氣抽氣器、帶密封管座的閥門、手輪螺桿傳動機構(gòu)、靜壓測點和差壓計組成。這種固定式煤粉取樣裝置存在的主要問題是1).由于在分離器切向方向連接的取樣管與分離器出口直管段是空間垂直相交，使取樣管和乏氣管不在同一豎直平面內(nèi)，當(dāng)用手輪螺桿傳動機構(gòu)使取樣管和乏氣管同時進入或退出煤粉管道時，很容易在密封管座處被卡澀，甚至卡死無法取樣；2).煤粉收集瓶存在嚴(yán)重的不安全隱患，雖然在使用說明書中已有特別警告，但當(dāng)取樣操作失誤時，壓縮空氣有可能使玻璃瓶發(fā)生爆炸傷人；3).整個取樣器只由密封管座固定在煤粉管道上，不牢固、不穩(wěn)定，安裝調(diào)整困難，費時費工；4).安裝在煤粉管道上的靜壓測點容易堵塞；5).只能作到近似等速取樣。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是實現(xiàn)在線等速取樣，使煤粉樣品更具有代表性，并避免了移動部件的卡澀，使取樣調(diào)節(jié)更加靈活，安全可靠，操作方便，而且安裝簡單、省時省工，取樣系統(tǒng)更加牢固、穩(wěn)定。
實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案是一種固定式煤粉等速取樣器，由取樣管、分離器、集粉罐、抽氣器、乏氣彎管、乏氣套管、手輪螺桿傳動機構(gòu)、差壓計、弧形護板、帶密封管座的閥門、定位板、壓縮空氣截止閥、閥門組成，其特征在于取樣管、內(nèi)靜壓傳壓管、外靜壓傳壓管固定在乏氣套管內(nèi)，取樣管頭部為迎著氣流的彎管取樣嘴，在乏氣套管頭部有由中隔板隔開的內(nèi)靜壓室和外靜壓室；取樣管穿過內(nèi)、外靜壓室和乏氣套管與分離器的切向進口連接；分離器下部有用螺紋連接的集粉罐，分離器出口彎管與壓縮空氣抽氣器連接；抽氣器進口端與壓縮空氣截止閥連接，出口端通過閥門和乏氣彎管與乏氣套管連接，在乏氣套管的頭部開有若干個背向氣流的排氣小孔；手輪螺桿傳動機構(gòu)固定在定位板上，定位板通過帶密封管座的閥門固定在弧形護板上，弧形護板固定在煤粉管道的開孔處；手輪螺桿傳動機構(gòu)上的螺紋滑塊固定在乏氣彎管上。
內(nèi)靜壓室通過取樣管上的小孔與取樣管相通，內(nèi)靜壓傳壓管一端與內(nèi)靜壓室相通，另一端穿過乏氣套管與差壓計一側(cè)連接；外靜壓室通過自身的小孔與煤粉管道相通，外靜壓傳壓管一端與外靜壓室相通，另一端穿過乏氣套管與差壓計另一側(cè)連接。
手輪螺桿傳動機構(gòu)可用普通的氣動執(zhí)行機構(gòu)代替。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的特征在于可實現(xiàn)煤粉在線等速取樣，即在煤粉空氣混合物進入彎頭取樣管的進口截面時，其速度等于進口周圍環(huán)境的煤粉空氣混合物的速度，這是由調(diào)整抽氣器進口截止閥來實現(xiàn)的。當(dāng)抽力過大，煤粉樣品較細(xì)，抽力過小，煤粉樣品較粗，因此，煤粉樣品沒有代表性；當(dāng)取樣嘴進口截面的靜壓等于煤粉管道內(nèi)的靜壓時，即調(diào)整壓縮空氣截止閥使差壓計兩側(cè)的水柱高度一樣時，取樣嘴進口速度與煤粉管道內(nèi)的速度相等，煤粉樣品才具有代表性。將取樣管、傳壓管組裝在乏氣套管內(nèi)，相當(dāng)于只有一根管子插入煤粉管道，避免了取樣管的卡澀，使取樣調(diào)節(jié)操作更加靈活；用金屬集粉罐代替玻璃瓶，并用螺紋與分離器下部連接，能承受較高的設(shè)計壓力，這樣更加安全可靠，操作方便，取樣系統(tǒng)更加牢固、穩(wěn)定。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型將取樣管1、內(nèi)靜壓傳壓管2、外靜壓傳壓管3安裝在乏氣套管7內(nèi)，取樣管頭部為迎著氣流的彎管取樣嘴26，取樣管1另一端穿過乏氣套管7與分離器12的切向進口連接；在乏氣套管7的頭部有由中隔板20隔開的內(nèi)靜壓室21、外靜壓室18，內(nèi)靜壓室通過取樣管上的小孔22與取樣管相通，內(nèi)靜壓傳壓管2一端與內(nèi)靜壓室21相通，另一端穿過乏氣套管7與差壓計10一側(cè)連接；外靜壓室18通過自身的小孔19與煤粉管道相通，外靜壓傳壓管3一端與外靜壓室18相通，另一端穿過乏氣套管7與差壓計10另一側(cè)連接；分離器12下部有用螺紋連接的集粉罐11，分離器出口彎管13與壓縮空氣抽氣器14連接；抽氣器進口端與壓縮空氣截止閥15連接，出口端通過閥門16和乏氣彎管17與乏氣套管7連接，在乏氣套管的頭部開有若干個背向氣流的排氣小孔23；手輪螺桿傳動機構(gòu)24固定在定位板6上，定位板6通過帶密封管座的閥門5固定在弧形護板4上，弧形護板4又固定在煤粉管道的開孔處；手輪螺桿傳動機構(gòu)24上的螺紋滑塊25固定在乏氣彎管17上。
本實用新型的工作原理是，開始取樣前取樣管1位于帶密封管座的閥門5之后，并且?guī)芊夤茏拈y門5在關(guān)閉狀態(tài)。取樣時，順序開啟帶密封管座的閥門5、閥門16，適當(dāng)開啟壓縮空氣截止閥15，同時開啟閥門8、9，取樣管1的內(nèi)靜壓通過內(nèi)靜壓孔22、內(nèi)靜壓傳壓管2傳遞到差壓計10的一側(cè)；煤粉管道的靜壓通過外靜壓室18上的小孔19，外靜壓傳壓管3傳遞到差壓計10的另一側(cè)，轉(zhuǎn)動手輪螺桿傳動機構(gòu)24的手輪，螺紋滑塊25使取樣管進入煤粉管道一定的深度，調(diào)整壓縮空氣截止閥15的開度，使差壓計10兩側(cè)水柱高度一樣，緩慢旋轉(zhuǎn)手輪，使取樣管在煤粉管道內(nèi)基本勻速地往復(fù)運動幾次。煤粉空氣混合物從取樣管頭部的彎管取樣嘴26進入取樣管1，經(jīng)取樣管進入分離器12，煤粉在分離器中被分離出來，由于重力的作用，沉積到集粉罐11中，乏氣(含有極少量的煤粉)從分離器出口彎管13進入抽氣器14，被壓縮空氣所攜帶，經(jīng)乏氣彎管17進入乏氣套管7，再從乏氣套管頭部的小孔23排入煤粉管道。根據(jù)試驗所需要的煤粉量，取樣時間大約持續(xù)5分鐘左右。取樣結(jié)束時，立即關(guān)閉壓縮空氣進氣截止閥15，旋轉(zhuǎn)手輪螺桿傳動機構(gòu)的手輪使取樣管退至帶密封管座的閥門5之后，并立即關(guān)閉閥門5，緩慢擰下集粉罐11，將煤粉全部倒入自備樣品容器內(nèi)，再將集粉罐11安裝到分離器下部的螺紋接口上。下次取樣前，必需進行取樣系統(tǒng)的吹掃。吹掃時開啟帶密封管座的閥門5，再稍開壓縮空氣截止閥15，吹掃乏氣管，關(guān)閉閥門16吹掃分離器、集粉罐、取樣管，然后開啟閥門16、旋轉(zhuǎn)手輪螺桿傳動機構(gòu)的手輪使取樣管進入煤粉管道，重復(fù)上述取樣調(diào)整操作，即可完成另一次煤粉取樣。
權(quán)利要求1.一種固定式煤粉等速取樣器，由取樣管(1)、分離器(12)、集粉罐(11)、抽氣器(14)、乏氣彎管(17)、乏氣套管(7)、手輪螺桿傳動機構(gòu)(24)、差壓計(10)、弧形護板(4)、帶密封管座的閥門(5)、定位板(6)、壓縮空氣截止閥(15)、閥門(16)組成，其特征在于取樣管(1)、內(nèi)靜壓傳壓管(2)、外靜壓傳壓管(3)固定在乏氣套管(7)內(nèi)，取樣管頭部為迎著氣流的彎管取樣嘴(26)，在乏氣套管(7)的頭部有由中隔板(20)隔開的內(nèi)靜壓室(21)和外靜壓室(18)；取樣管(1)穿過內(nèi)、外靜壓室和乏氣套管與分離器的切向進口連接；分離器(12)下部有用螺紋連接的集粉罐(11)，分離器出口彎管(13)與壓縮空氣抽氣器(14)連接；抽氣器進口端與壓縮空氣截止閥(15)連接，出口端通過閥門(16)和乏氣彎管(17)與乏氣套管(7)連接，在乏氣套管(7)的頭部開有若干個背向氣流的排氣小孔(23)；手輪螺桿傳動機構(gòu)(24)固定在定位板(6)上，定位板(6)通過帶密封管座的閥門(5)固定在弧形護板(4)上，弧形護板(4)固定在煤粉管道的開孔處；手輪螺桿傳動機構(gòu)(24)上的螺紋滑塊(25)固定在乏氣彎管(17)上。
2.如權(quán)利要求1所述的固定式煤粉等速取樣器，其特征在于內(nèi)靜壓室(21)通過取樣管上的小孔(22)與取樣管(1)相通，內(nèi)靜壓傳壓管(2)一端與內(nèi)靜壓室(21)相通，另一端穿過乏氣套管(7)與差壓計(10)一側(cè)連接；外靜壓室(18)通過自身的小孔(19)與煤粉管道相通，外靜壓傳壓管(3)一端與外靜壓室(18)相通，另一端穿過乏氣套管(7)與差壓計(10)另一側(cè)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的固定式煤粉等速取樣器，其特征在于手輪螺桿傳動機構(gòu)(24)可用普通的氣動執(zhí)行機構(gòu)代替。
專利摘要本實用新型涉及能源技術(shù)領(lǐng)域里的組合固定式煤粉等速取樣器，特別適用于燃煤火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)煤粉的取樣。該取樣器由取樣管、乏氣管、分離器、集粉罐、抽氣器、帶密封管座的閥門、定位護板、手輪螺桿傳動機構(gòu)、內(nèi)外靜壓室及傳壓管、差壓計、調(diào)整閥門等組成，其特征在于將取樣管、傳壓管固定在乏氣套管內(nèi)、傳壓管分別與內(nèi)外靜壓室及差壓計連接；在分離器下部有螺紋連接的金屬集粉罐；帶密封管座的閥門及手輪螺桿傳動機構(gòu)均固定在定位板上，再將整個取樣器固定在弧形護板上，弧形護板固定在煤粉管道的開孔處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型能實現(xiàn)在線等速取樣，使煤粉樣品更具有代表性。并避免了移動部件的卡澀，使取樣調(diào)節(jié)更加靈活，安全可靠，操作方便，而且安裝簡單、省時省工，取樣系統(tǒng)更加牢固、穩(wěn)定。
文檔編號G01N1/20GK2793717SQ20052007874
公開日2006年7月5日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者宋新相 申請人:宋新相, 孟利力, 賈朝群