一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置，該方法包括以下幾個步驟：步驟1：利用煙氣采樣槍采集除塵器中的煙氣；步驟2：將采集的煙氣送入密封的光照單元；光步驟3：將穿過第二凸透鏡的光信號轉(zhuǎn)化為4～20mA的電流信號；步驟4：將電流信號輸入微機(jī)，微機(jī)輸出與電流信號對應(yīng)的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定。通過光電轉(zhuǎn)換單元將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，采用電線與光照單元進(jìn)行連接后，直接對電信號進(jìn)行分析得到煙塵濃度，消除了現(xiàn)有技術(shù)中由于煙道振動和煙溫不均勻?qū)е抡凵渎什痪鶆驅(qū)饴返挠绊?，使測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠；在微機(jī)中預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)曲線，不用在測試前后對濾筒進(jìn)行恒重，同時可減少采樣時間，可大大降低測試時間。
【專利說明】一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境工程【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，越來越多的電袋除塵器和布袋除塵器被采用，布袋除塵器以其結(jié)構(gòu)簡單、高效的特點被廣泛應(yīng)用于大型火電機(jī)組除塵。然而，布袋除塵器和電袋除塵器的布袋部分的在線監(jiān)測手段較為簡單，而常見的在線監(jiān)測的激光粉塵儀由于煙道振動以及煙溫不均勻造成折射率不均勻?qū)е鹿饴窋[動，使測試結(jié)果準(zhǔn)確度很低，當(dāng)布袋發(fā)生破損時，只能靠手工監(jiān)測找到布袋破損的部分進(jìn)行檢修更換，而常用的煙塵測試重量法方法采樣時間長，再加上采樣前后濾筒的恒重，一次監(jiān)測時間大約在6?8小時，故障發(fā)現(xiàn)及處理的時間相當(dāng)長。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有煙氣中煙塵濃度測試方法耗時長的缺陷，提供一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置，使用該方法可迅速準(zhǔn)確的測量出除塵設(shè)備出口煙氣中煙塵濃度，使布袋除塵器及電袋除塵器的布袋部分故障發(fā)現(xiàn)迅速、及時。
[0004]一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，包括以下幾個步驟:
[0005]步驟1:利用煙氣采樣槍采集除塵器中的煙氣；
[0006]步驟2:將采集的煙氣送入密封的光照單元；
[0007]光源產(chǎn)生的光線經(jīng)過第一凸透鏡形成平行光，所述平行光被煙氣中的煙塵散射后，穿過第二凸透鏡；
[0008]所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ；
[0009]所述第一凸透鏡和第二凸透鏡均為可拆卸式安裝。
[0010]步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉(zhuǎn)化為4?20mA的電流信號；
[0011]步驟4:將電流信號輸入微機(jī)，利用預(yù)設(shè)在微機(jī)中的電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，微機(jī)輸出與電流信號對應(yīng)的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定；
[0012]其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設(shè)置有流量計和恒流泵，且所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
[0013]流量計和恒流泵的設(shè)置使得測試過程中采樣的煙氣流量保證一致。
[0014]所述電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線包括電除塵器、電袋除塵器及布袋除塵器煙塵測試時光電轉(zhuǎn)換器的電流與煙氣濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
[0015]所述標(biāo)準(zhǔn)曲線均為采用重量法測試得到的煙塵濃度和對應(yīng)儀器電流信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到。
[0016]所述步驟3中將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號是將光信號依次通過光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路得電流信號。
[0017]所述微機(jī)上還設(shè)有交互單元。
[0018]所述交互單元包括顯示單元和鍵盤，鍵盤用于選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，顯示單元用于顯不煙塵濃度。
[0019]所述出氣口和流量計之間還設(shè)有煙塵過濾單元。
[0020]一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，實現(xiàn)所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，包括煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元；
[0021]所述煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元依次相連；
[0022]所述煙氣采樣槍的進(jìn)氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣采樣槍的出口端與光照單元的進(jìn)氣口相連；
[0023]所述光照單元為密封裝置，內(nèi)部包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設(shè)有進(jìn)氣口，所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ；
[0024]在與所述出氣口相連的管道上依次設(shè)有流量計和恒流泵；
[0025]所述信號轉(zhuǎn)換單元包括依次相連的光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路；
[0026]所述信號測定單元為微機(jī)，所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
[0027]所述煙氣采樣槍為采樣管，且采樣管與光照單元相連處設(shè)有90°彎頭，所述彎頭與光照單元的進(jìn)氣口采用軟管相連。
[0028]90°彎頭的作用是確保采樣槍正對被測煙氣氣流方向，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0029]所述軟管為娃橡膠管,耐高溫范圍為100?200°C。
[0030]還設(shè)有與微機(jī)相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
[0031]整個測試裝置與除塵器的煙道僅通過采樣槍相連，消除了現(xiàn)有技術(shù)中測試裝置安裝在煙道上，由于煙道振動和煙溫不均勻?qū)е抡凵渎什痪鶆驅(qū)饴返挠绊懀箿y試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。
[0032]有益效果
[0033]本發(fā)明提供了一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法及裝置，該方法包括以下幾個步驟:步驟1:利用煙氣采樣槍采集除塵器中的煙氣；步驟2:將采集的煙氣送入密封的光照單元；光步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉(zhuǎn)化為4?20mA的電流信號；步驟4:將電流信號輸入微機(jī)，利用預(yù)設(shè)在微機(jī)中的電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，微機(jī)輸出與電流信號對應(yīng)的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定。利用光源經(jīng)第一凸透鏡產(chǎn)生的平行光由于煙塵的散射后，再經(jīng)過第二凸透鏡，通過光電轉(zhuǎn)換單元將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，采用電線與光照單元進(jìn)行連接后，直接對電信號進(jìn)行分析得到煙塵濃度，整個測試裝置與除塵器的煙道僅通過采樣槍相連，消除了現(xiàn)有技術(shù)中測試裝置安裝在煙道上，由于煙道振動和煙溫不均勻?qū)е抡凵渎什痪鶆驅(qū)饴返挠绊?，使測試結(jié)果準(zhǔn)確、可靠；在微機(jī)中預(yù)置標(biāo)準(zhǔn)曲線，不用在測試前后對濾筒進(jìn)行恒重，同時可減少采樣時間，可大大降低測試時間；
[0034]該裝置包括煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元；整個結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，易于推廣且使用方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為采樣槍結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]標(biāo)號說明:1_采樣管，2-彎頭，3-流量計，4-過濾單元，5-光電轉(zhuǎn)換電路，6-放大電路，7-轉(zhuǎn)換電路，8-微機(jī)，9-顯示單元，10-鍵盤，11-光源，12-第一凸透鏡，13-第二凸透鏡，14-進(jìn)氣口，15-出氣口，16-恒流泵。

【具體實施方式】
[0038]下面將結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0039]一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，包括以下幾個步驟:
[0040]步驟1:利用煙氣采樣槍采集除塵器中的煙氣；
[0041]步驟2:將采集的煙氣送入密封的光照單元；
[0042]光源產(chǎn)生的光線經(jīng)過第一凸透鏡形成平行光，所述平行光被煙氣中的煙塵散射后，穿過第二凸透鏡；
[0043]所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ；
[0044]所述第一凸透鏡和第二凸透鏡均為可拆卸式安裝。
[0045]步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉(zhuǎn)化為4?20mA的電流信號；
[0046]步驟4:將電流信號輸入微機(jī)，利用預(yù)設(shè)在微機(jī)中的電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，微機(jī)輸出與電流信號對應(yīng)的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定；
[0047]其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設(shè)置有流量計和恒流泵，且所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
[0048]流量計和恒流泵的設(shè)置使得測試過程中采樣的煙氣流量保證一致。
[0049]所述電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線包括電除塵器、電袋除塵器及布袋除塵器煙塵測試時光電轉(zhuǎn)換器的電流與煙氣濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
[0050]所述標(biāo)準(zhǔn)曲線均為采用重量法測試得到的煙塵濃度和對應(yīng)儀器電流信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到。
[0051]所述步驟3中將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號是將光信號依次通過光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路得電流信號。
[0052]所述微機(jī)上還設(shè)有交互單元。
[0053]所述交互單元包括顯示單元和鍵盤，鍵盤用于選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，顯示單元用于顯不煙塵濃度。
[0054]所述出氣口和流量計之間還設(shè)有煙塵過濾單元。
[0055]如圖1和圖2所示，一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，實現(xiàn)所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，包括煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元；
[0056]所述煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元依次相連；
[0057]所述煙氣采樣槍的進(jìn)氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣采樣槍的出口端與光照單元的進(jìn)氣口相連；
[0058]所述光照單元為密封裝置，內(nèi)部包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設(shè)有進(jìn)氣口，所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ；
[0059]在與所述出氣口相連的管道上依次設(shè)有流量計和恒流泵；
[0060]所述信號轉(zhuǎn)換單元包括依次相連的光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路；
[0061]所述信號測定單元為微機(jī)，所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
[0062]所述煙氣采樣槍為采樣管，且采樣管與光照單元相連處設(shè)有90°彎頭，所述彎頭與光照單元的進(jìn)氣口采用軟管相連。
[0063]90°彎頭的作用是確保采樣槍正對被測煙氣氣流方向，以保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0064]所述軟管為娃橡膠管,耐高溫范圍為100?200°C。
[0065]還設(shè)有與微機(jī)相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
[0066]實施例1:
[0067]本實例中所述快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置為矩形，長400mm、寬120_、高150_ ;采樣管1、彎頭2、光照單元、流量計3和恒流泵16組成煙氣采樣通道，流量計3和恒流泵16均與微機(jī)8相連，流量計3將實時采集的煙氣流量信號傳入微機(jī)8，微機(jī)8依據(jù)設(shè)定的煙氣采樣流量控制恒流泵16，使得采樣過程中煙氣流量保持恒定，確保采樣流量穩(wěn)定在lL/min ;在所述出氣口 15和流量計之間還設(shè)有煙塵過濾單元，用于過濾煙氣中的粉塵，防止對流量計、采樣泵及周圍環(huán)境造成污染；由光源11和第一凸透鏡12產(chǎn)生的平行光經(jīng)煙塵散射后穿過第二凸透鏡13，穿過第二凸透鏡的光線經(jīng)光電轉(zhuǎn)換電路5轉(zhuǎn)化成電信號，再經(jīng)過放大電路6和轉(zhuǎn)換電路7得到4?20mA電流信號，微機(jī)8對電流信號進(jìn)行分析，微機(jī)中存儲不同除塵方式(電除塵器、電袋除塵器、布袋除塵器)的電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)輸入的電流信號轉(zhuǎn)換出煙塵濃度，并由顯示單元9顯示。為防止煙塵吸附在透鏡表面對測試造成影響，第一凸透鏡12、第二凸透鏡13均可拆卸清洗。通過鍵盤可設(shè)定采樣煙氣流量的大小。
[0068]由一根Φ6πιπι的鋼管制成采樣槍，其中進(jìn)煙道部分有一 90度彎頭，測試時彎頭正對氣流方向，與光照單元的進(jìn)氣口 14相連。
[0069]用本發(fā)明所述裝置與青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所生產(chǎn)的3012Η+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠五電場除塵器出口進(jìn)行對比測試:應(yīng)用3012Η+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠五電場除塵器出口進(jìn)行測量時使用重量法進(jìn)行煙塵濃度測量；應(yīng)用本發(fā)明所述裝置進(jìn)行測試需要測試人員I名，一個煙道測試時間2min，4個煙道總測試時間為8分鐘；而采用重量法需要測試人員3名，每個煙道采樣時間50分鐘，采樣前后濾筒恒重時間各2小時，4個煙道總測試時間440分鐘。
[0070]本發(fā)明所述裝置的測試結(jié)果依次為28.3mg/m3(標(biāo)態(tài)，以下相同)，26.9mg/m3,25.7mg/m3, 29.lmg/m3 ;重量法測試結(jié)果依次為 28.9mg/m3, 26.3mg/m3, 25.lmg/m3, 29.8mg/m3 ;兩種測試結(jié)果相關(guān)性較好。
[0071]用本發(fā)明所述裝置與青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所生產(chǎn)的3012H+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠布袋除塵器出口進(jìn)行對比測試:應(yīng)用3012H+煙塵煙氣自動分析儀在某電廠布袋除塵器出口進(jìn)行測量時使用重量法進(jìn)行煙塵濃度測量；應(yīng)用本發(fā)明所述裝置進(jìn)行測試需要測試人員I名，一個煙道測試時間2min，4個煙道總測試時間為8分鐘，而采用重量法需要測試人員3名，每個煙道采樣時間50分鐘，采樣前后濾筒恒重時間各2小時，4個煙道總測試時間440分鐘。
[0072]本發(fā)明所述裝置測試結(jié)果依次13.6mg/m3(標(biāo)態(tài)，以下相同)，16.3mg/m3,15.5mg/m3,15.lmg/m3 ;重量法測試結(jié)果 13.9mg/m3,16.2mg/m3,16.lmg/m3,14.9mg/m3 ;兩種測試結(jié)果相關(guān)性較好。
[0073]從上述對比測試結(jié)果中可以看出，應(yīng)用本發(fā)明所述裝置進(jìn)行煙塵濃度測量時，測量結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)中的測量儀器基本一致，但是時間上大大縮減，能夠快速完成除塵儀器出口的煙氣中煙塵濃度的測量。對煙塵濃度的測試結(jié)果進(jìn)行分析，有益于快速判斷除塵器的故障。
【權(quán)利要求】
1.一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，其特征在于，包括以下幾個步驟: 步驟1:利用煙氣采樣槍采集除塵器中的煙氣； 步驟2:將采集的煙氣送入光照單元； 光源產(chǎn)生的光線經(jīng)過第一凸透鏡形成平行光，所述平行光被煙氣中的煙塵散射后，穿過第二凸透鏡； 所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ； 步驟3:將穿過第二凸透鏡的光信號轉(zhuǎn)化為4?20mA的電流信號； 步驟4:將電流信號輸入微機(jī)，利用預(yù)設(shè)在微機(jī)中的電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，微機(jī)輸出與電流信號對應(yīng)的煙塵濃度，完成煙塵濃度測定； 其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設(shè)置有流量計和恒流泵，且所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，其特征在于，所述電流和煙塵濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線包括電除塵器、電袋除塵器及布袋除塵器的電流與煙氣濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線； 所述標(biāo)準(zhǔn)曲線均為采用重量法測試得到的煙塵濃度和對應(yīng)儀器電流信號的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，其特征在于，所述步驟3中將光信號轉(zhuǎn)換為電流信號是將光信號依次通過光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路得電流信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，其特征在于，所述微機(jī)上還設(shè)有交互單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，其特征在于，所述出氣口和流量計之間還設(shè)有煙塵過濾單元。
6.一種快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特征在于，實現(xiàn)權(quán)利要求1-5所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的方法，包括煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元； 所述煙氣采樣槍、光照單元、信號轉(zhuǎn)換單元及信號測定單元依次相連； 所述煙氣采樣槍的進(jìn)氣端與除塵器出口端煙道相連，所述煙氣采樣槍的出口端與光照單元的進(jìn)氣口相連； 所述光照單元中包括光源、第一凸透鏡及第二凸透鏡，所述光照單元的上方一端設(shè)有進(jìn)氣口，所述光源安裝在光照單元一側(cè)，第一凸透鏡與光源平行安裝，所述第二凸透鏡安裝在光照單元上方，所述光照單元下方開設(shè)有出氣口 ； 其中，與光照單元的出氣口相連的管道上依次設(shè)置有流量計和恒流泵； 所述信號轉(zhuǎn)換單元包括依次相連的光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路及電壓-電流轉(zhuǎn)換電路； 所述信號測定單元為微機(jī)，所述流量計和恒流泵均與微機(jī)相連，且恒流泵受控于微機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特征在于，所述煙氣采樣槍為采樣管(I)，且采樣管(I)與光照單元相連處設(shè)有90°彎頭(2)，所述彎頭與光照單元的進(jìn)氣口采用軟管相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特征在于，所述軟管為娃橡膠管，耐高溫范圍為100?200°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的快速測定除塵器的煙氣中煙塵濃度的裝置，其特征在于，還設(shè)有與微機(jī)相連的交互單元，所述交互單元包括顯示單元和鍵盤。
【文檔編號】G01N15/06GK104237090SQ201410487288
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】周艷明, 陶莉, 楊小玲 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院