專利名稱：高溫煙氣水分儀的防磨防堵的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫煙氣水份測量儀的防磨防堵的方法與裝置。
技術(shù)背景高溫煙氣一般指火電行業(yè)燃煤發(fā)電工程產(chǎn)生的氣體，作為一種比較特殊的介質(zhì)，一 般的溫度范圍在80-120度，特別情況下可能達到160度，另外煙氣中一般會存在粉塵 和酸性物質(zhì)如S02、 NOX等，如何克服高溫、高粉塵和酸性物質(zhì)而保證煙氣水分的在線 測量，是一個十分困難的問題，目前在國內(nèi)一般使用氧化鎬測量干濕煙氣中的氧量，通 過計算獲得煙氣水分，是一種間接測量的方法，這種方法存在的主要問題是測量的成本 高而測量的精度低，不能滿足高溫煙氣測量的需要。工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、氣象、環(huán)保、國防、科研、航天等部門，經(jīng)常需要對環(huán)境水分進行測 量及控制。對環(huán)境溫、水分的控制以及對工業(yè)材料水份值的監(jiān)測與分析都已成為比較普 遍的技術(shù)條件之一，但在常規(guī)的環(huán)境參數(shù)中，水分是最難準確測量的一個參數(shù)。在計量法中規(guī)定，水分定義為"物象狀態(tài)的量"。日常生活中所指的水分為相對水 分，用朋%表示。總言之，即氣體中(通常為空氣中)所含水蒸氣量(水蒸氣壓)與其空氣 相同情況下飽和水蒸氣量(飽和水蒸氣壓)的百分比。水分測量始終是世界計量領(lǐng)域中著名的難題之一。 一個看似簡單的量值，深究起來， 涉及相當復雜的物理一化學理論分析和計算，這是因為測量水分要比測量溫度復雜得 多，溫度是個獨立的被測量的量值，而水分卻受其他因素(大氣壓強、溫度)的影響。。水分測量從原理上劃分有二、三十種之多。常見的水分測量方法有冷凝法，干濕 球法，稱重法，露點法和電子式傳感器法。電子式水分傳感器產(chǎn)品及水分測量屬于90 年代興起的行業(yè)，近年來，國內(nèi)外在水分傳感器研發(fā)領(lǐng)域取得了長足進步，氣體水分的 測量在國外目前的發(fā)展方向主要是利用高分子薄膜電容式電子測量技術(shù)，但應用于高溫 煙氣的測量，需要克服煙氣高溫、灰塵、酸性物質(zhì)對高分子薄膜電容的磨損和腐蝕問題。根據(jù)文獻檢索和市場調(diào)査的情況，國內(nèi)目前尚無類似的防磨防堵裝置用于高溫煙氣 水分儀的使用。氣體水分的測量在國外目前的發(fā)展方向主要是利用高分子薄膜電容式電 子測量技術(shù)，該領(lǐng)域的典型代表主要有以下兩家1. 芬蘭VAISALA:是溫水分測量領(lǐng)域的專業(yè)廠商，目前開發(fā)的可以用于在線測量的 高溫傳感器為，采用薄膜電容的敏感元件，由于結(jié)構(gòu)和材質(zhì)上不能耐腐蝕，不能用于含 有酸性氣體的高溫煙氣的在線測量，具體應用于造紙行業(yè)高溫蒸汽的水分測量。2. 德國TESTO:是水分測量領(lǐng)域的專業(yè)廠商，側(cè)重于各種場合下的便攜式氣體水分 的測量，沒有可以應用在高溫煙氣水分測量的產(chǎn)品。用于高溫煙氣水分測量時采用防粉塵不銹鋼燒結(jié)過濾器的采樣裝置解決煙氣在線測量過程中煙氣粉塵磨損和堵塞問題。2)常用的阻容式煙氣水分測量原理是采用高分子薄膜電容濕度敏感元件和鉑電 阻溫度傳感器組合。水蒸汽穿過高分子薄膜電容濕度敏感元件的上部電極，到達高分子 活性聚合物薄膜。煙氣中的水蒸汽被薄膜吸收的量值取決于周圍煙氣中的水分高低，因
為傳感器尺寸小和聚合物薄膜很薄，所以傳感器對周圍環(huán)境的濕度變化作出快速反應。 聚合物中吸收的水蒸汽改變了傳感器的電介質(zhì)特性而使傳感器的電容值改變，由于煙氣 中水分的含量變化與電容變化成線性關(guān)系，從而可以通過測量電路來解決高溫煙氣測量 水分的問題。鉑電阻溫度傳感器測量煙氣溫度變化，用于進行溫度補償。測量探頭高溫 伴熱通過加熱使測量探頭的溫度達到防止煙氣中的水分結(jié)露，避免出現(xiàn)冷凝水造成煙 氣中的S02和N0X變成酸而腐蝕測量探頭。但氣粉塵磨損和堵塞問題仍未能妥善解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能克服高溫煙氣的粉塵、高溫和酸 性腐蝕問題、可以在線長期穩(wěn)定的測量高溫煙氣中水分的防磨損和防腐蝕方法和裝置， 以有效保護在線阻容式高溫煙氣水分儀，并在不影響測量精度的條件下實現(xiàn)長期可靠的 工作。本發(fā)明的技術(shù)方案是在線高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，在高溫煙氣水分測量 儀器的端進樣設有l(wèi))可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板采樣裝置其包括可自激清 洗的防磨采樣套筒，任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板，兩者可以根據(jù)煙氣的流動方向和測 量采樣點的位置，調(diào)節(jié)組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采樣裝置；2)防磨型采樣套 筒采樣套筒采用SS316不銹鋼材質(zhì)的復合防磨噴涂保護，內(nèi)置伴熱防止套筒表面出現(xiàn) 結(jié)露帶來的腐蝕；3)防堵型反吹氣管采用內(nèi)置的氣管，用于自動或人工進行氣體反 吹。吹掃煙氣水分儀的傳感器，實現(xiàn)吹掃灰塵達到防堵的目的。在線高溫煙氣水分儀防磨防堵裝置高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，在采樣套筒 內(nèi)設有水分儀傳感器，尤其是在采樣套筒的中后部設有水分測量的傳感器。采樣套筒的 前端設有弧型防磨擋板和可調(diào)固定裝置，弧型防磨擋板的具體結(jié)構(gòu)是截面是半弧形筒， 筒端部設有擋塊蓋在采樣套筒內(nèi)端部；調(diào)節(jié)固定裝置在采樣套筒上將內(nèi)將弧型防磨擋板 活絡固定，即弧型防磨擋板在采樣套筒以任意的角度旋轉(zhuǎn)后并固定，用于調(diào)節(jié)改變煙氣 流向。所述擋塊是半圓形并連接一塊矩形。采樣套筒套在采樣探管上，高溫煙氣水分儀傳感器在采樣探管內(nèi)，采樣套筒內(nèi)設有反吹防堵氣管，從采樣套筒的后部向前伸出至傳感器位置。1) 設有(任意)角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板采樣裝置包括可在氣流作用下自激清 洗的采樣套筒，和可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板，兩者可以根據(jù)煙氣的流動方向和 測量采樣點的位置，調(diào)節(jié)組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采樣裝置。根據(jù)煙氣流動的方向，任意角度可以調(diào)節(jié)的防磨采樣弧型擋板通過相對位置的調(diào) 節(jié)，防止煙氣直接沖刷采樣套筒的采樣孔，擋板采用高分子耐磨防腐涂料噴涂，解決煙 氣在線測量過程中煙氣粉塵磨損和堵塞問題。所述的防磨損材質(zhì)可以是氟樹脂，如PTFE、或者PFA，或兩者復合的材質(zhì)，厚度在 l-5毫米。所述的任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板是指在0-360度的范圍可以調(diào)節(jié)。2) 防磨型采樣套筒采樣套筒采用如SS316不銹鋼材質(zhì)的復合防磨噴涂保護，內(nèi) 置伴熱防止套筒表面出現(xiàn)結(jié)露帶來的腐蝕。3) 防堵型反吹氣管采用內(nèi)置的氣管，用于自動或人工進行氣體反吹，
所述的反吹氣管材質(zhì)可以是不銹鋼或PTFE或PFA材質(zhì)等耐高溫耐腐蝕材質(zhì)。 反吹氣體可以采用儀用壓縮空氣，氮氣等無油無水無塵氣體。 本發(fā)明采用以上所述的3種綜合技術(shù)方案，很好地解決了高溫煙氣水分測量過程中 所面臨的高溫、高粉塵、強腐蝕等造成的磨損和堵塞和腐蝕等技術(shù)難題；1) 實際的使用效果可以完全滿足以下設計技術(shù)指標 煙氣測量溫度-20—+180°C ±2°C; 煙氣水分測量0-20 Vol.% ±2%;2) 目前產(chǎn)品已經(jīng)實際使試用100多套，使用效果滿足客戶的要求。


圖1是本發(fā)明在線阻容式高溫煙氣水分儀防磨防堵采樣裝置示意圖 圖2是圖1的端面示意圖反吹防堵氣管l、防磨采樣護套筒2、可調(diào)固定裝置3、弧形防磨檔板4、采樣探管 5、高溫煙氣水分儀6、阻容傳感器7、反吹氣8。
具體實施方式
高溫煙氣水分測量儀器的端進樣設有1)可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板采樣裝置其包括可自激清洗的防磨采樣套筒，可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板，兩者可 以根據(jù)煙氣的流動方向和測量采樣點的位置，調(diào)節(jié)組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采 樣裝置。根據(jù)煙氣流動的方向，任意角度可以調(diào)節(jié)的防磨采樣弧型擋板和采樣裝置的相對位 置，防止煙氣直接沖刷采樣套筒的采樣孔，擋板采用高分子耐磨防腐涂料噴涂，解決煙 氣在線測量過程中煙氣粉塵磨損和堵塞問題。所述的防磨損材質(zhì)可以是PTFE、或者PFA,或兩者復合的材質(zhì)，厚度在l-5毫米。 所述的任意角度是指在0-360度的范圍可以調(diào)節(jié)。2) 防磨型采樣套筒采樣套筒采用SS316不銹鋼材質(zhì)的復合防磨噴涂保護，內(nèi)置 伴熱防止套筒表面出現(xiàn)結(jié)露帶來的腐蝕。3) 防堵型反吹氣管采用內(nèi)置的氣管，用于自動或人工進行氣體反吹， 所述的反吹氣管材質(zhì)可以是不銹鋼或PTFE或PFA材質(zhì)等耐高溫耐腐蝕材質(zhì)。 反吹氣體可以采用儀用壓縮空氣，氮氣等無油無水無塵氣體。1) 反吹防堵氣管可以實現(xiàn)煙氣水分儀阻容式傳感器的反吹，用于傳感器表面的 灰塵清掃防堵；2) 防磨型采樣套筒用于高溫煙氣的采樣和傳感器的防磨保護；3) 可調(diào)節(jié)固定裝置用于弧型擋板的角度調(diào)節(jié)和弧型擋板的固定，用于調(diào)節(jié)改變煙 氣流向；4) 弧型防磨擋板:用于防止煙氣中的灰塵的直接沖刷和磨損；5) 以上4者共同組成了高溫煙氣水分儀防磨防堵裝置。可調(diào)節(jié)固定裝置在套筒內(nèi)將防堵裝置固定，即弧型擋板的角度調(diào)節(jié)和弧型擋板的固 定，用于調(diào)節(jié)改變煙氣流向；反吹防堵氣管從采樣套筒的后部向前伸出至阻容傳感器位置；防磨型采樣套筒的中后部設有水分測量的阻容傳感器。高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，在采樣套筒內(nèi)設有水分儀傳感器，尤其是在采樣 套筒的中后部設有水分測量的傳感器。采樣套筒的前端設有弧型防磨擋板和可調(diào)固定裝 置，弧型防磨擋板的具體結(jié)構(gòu)是截面是半弧形筒，筒端部設有擋塊蓋在采樣套筒內(nèi)端 部；調(diào)節(jié)固定裝置在采樣套筒上將內(nèi)將弧型防磨擋板活絡固定，即弧型防磨擋板在采樣 套筒以任意的角度旋轉(zhuǎn)后并固定，用于調(diào)節(jié)改變煙氣流向。擋塊是半圓形并連接一塊矩 形。調(diào)節(jié)固定裝置是一個固定螺絲。
權(quán)利要求
1、高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，其特征是在高溫煙氣水分測量儀器的端進樣設有1)可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板采樣裝置其包括可自激清洗的防磨采樣套筒，任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板，兩者可以根據(jù)煙氣的流動方向和測量采樣點的位置，調(diào)節(jié)組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采樣裝置；2)防磨型采樣套筒采樣套筒采用SS316不銹鋼材質(zhì)的復合防磨噴涂保護，內(nèi)置伴熱防止套筒表面出現(xiàn)結(jié)露帶來的腐蝕；3)防堵型反吹氣管采用內(nèi)置的氣管，用于自動或人工進行氣體反吹。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，其特征是任意角度調(diào) 節(jié)的弧型防磨擋板裝置(4)，任意角度的調(diào)節(jié)是通過可調(diào)節(jié)固定裝置(3)實現(xiàn)的。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，其特征是高溫煙氣的 采樣套筒(2)，采用防磨材質(zhì)，并與弧型防磨檔板(4)和可任意角度調(diào)節(jié)的裝置(3) 組合實現(xiàn)的。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，其特征是反吹防堵氣 管(1)是內(nèi)置與煙氣水分儀采樣探管(5)、耐磨采樣護套筒(2)內(nèi)，反吹氣體通過人 工或自動的方式控制反吹氣體從反吹氣管通過，吹掃煙氣水分儀的傳感器，實現(xiàn)吹掃灰 塵達到防堵的目的。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，其特征是擋板采用高 分子耐磨防腐涂料噴涂，所述的防磨損材質(zhì)是PTFE、 PFA、或兩者復合的材質(zhì)，厚度在 1-5毫米。
6、 高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，在采樣套筒內(nèi)設有水分儀傳感器，采樣套筒 套在采樣探管上，高溫煙氣水分儀傳感器在采樣探管內(nèi)，其特征是采樣套筒的前端設有 弧型防磨擋板和可調(diào)固定裝置，弧型防磨擋板的具體結(jié)構(gòu)是截面是半弧形筒，筒端部 設有擋塊蓋在采樣套筒內(nèi)端部；調(diào)節(jié)固定裝置在采樣套筒上將內(nèi)將弧型防磨擋板活絡固 定，即弧型防磨擋板在采樣套筒以任意的角度旋轉(zhuǎn)后并固定，用于調(diào)節(jié)改變煙氣流向。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，其特征是擋塊是半圓 形并連接一塊矩形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，其特征是采樣套筒內(nèi) 設有反吹防堵氣管，從采樣套筒的后部向前伸出至傳感器位置。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，其特征是在采樣套筒 的中后部設有水分測量的傳感器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高溫煙氣水分儀的防磨防堵裝置，其特征是調(diào)節(jié)固定裝 置是一個固定螺絲。
全文摘要
高溫煙氣水分儀的防磨防堵方法，在高溫煙氣水分測量儀器的端進樣設有1)可以任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板采樣裝置其包括可自激清洗的防磨采樣套筒，任意角度調(diào)節(jié)的防磨弧型擋板，兩者可以根據(jù)煙氣的流動方向和測量采樣點的位置，調(diào)節(jié)組合為一個防磨防堵的煙氣水分儀采樣裝置；2)防磨型采樣套筒采樣套筒采用SS316不銹鋼材質(zhì)的復合防磨噴涂保護，內(nèi)置伴熱防止套筒表面出現(xiàn)結(jié)露帶來的腐蝕；3)防堵型反吹氣管采用內(nèi)置的氣管，用于自動或人工進行氣體反吹。
文檔編號G01N27/22GK101126732SQ200710025660
公開日2008年2月20日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月10日
發(fā)明者劉德允, 曙 章 申請人:南京埃森環(huán)境技術(shù)有限公司