一种低浓度烟气颗粒物检测系统技术方案

本发明专利技术涉及气体检测技术领域，公开了一种低浓度烟气颗粒物检测系统。为了解决低浓度多点检测问题，提出了以下技术方案。其特征是：聚光镜片(36)和传感器的探头(37)，它们位于测量池(34)内，它们的法线重合，它们的法线和激光光线(33-1)呈45°角度的夹角；取样机构(1)包括：汇气管(13)，以及三个以上的取样分机构；每一个取样分机构均包括一个取样管(2)；每一个取样管(2)的后端均与汇气管(13)气路连通；全部取样管(2)的前端均设置在烟气排放的烟道(5)内，并且，每一个取样管(2)的前端位于不同位置。有益效果是：检测精度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体取样、检测和分析的
，特别是涉及一种低浓度烟气颗粒物检测系统。
技术介绍
火力发电厂产生的烟气通过烟道进行排放；为了环保等目的，需要在排放到大气前对烟气进行降污处理，然后还要对排放的烟气进行检测(监测)。经过降污处理的烟气，其所含的颗粒物浓度已经大大降低，成为了低浓度的烟气。由于浓度低，所以对检测的方式、方法带来了新的困难和挑战。现有检测烟气颗粒物浓度的技术，如：黑度法、浊度法、电荷法、β射线法，以及压电震动法等技术方法，它们对于低浓度的烟气检测存在着精度不够高的问题。烟道中设置的检测点，该处的烟道直径通常有数米之大。假设：过检测点作横切而形成一个圆平面，则烟气通过的圆平面面积很大；在该圆平面上各处的烟气，它们的浓度、成份均会呈现一定程度上的不同。目前，由于技术的限制，在各火力发电厂烟气排放的烟道中，均只在一个点上获取样气进行测量，因此，测量的结果数据和烟道内的真实烟气情况，两者之间存在着较大的差异。人们希望，能够克服技术上的困难，进行多点的低浓度烟气检测，以掌握或逼近掌握烟道内低浓度烟气的真实情况。
技术实现思路
为了解决无法在烟气排放的烟道中进行低浓度多点检测，本专利技术提出了以下技术方案。1.一种低浓度烟气颗粒物检测系统，包括：取样机构，负压管道，气体驱动机构，自动化控制电路，以及检测仪；所述的检测仪包括检测烟气颗粒物浓度的传感器；所述的系统包括：测量池，产生激光光线的激光源，以及聚光镜片；激光光线从测量池内的一侧射向测量池内的另一侧；聚光镜片和传感器的探头，它们位于测量池内，它们的法线重合，它们的法线和激光光线呈45°角度的夹角，它们的法线之集合构成圆锥面，圆锥面的锥顶朝向激光光线出发的方向；聚光镜片离锥顶近而探头离锥顶远；所述的取样机构包括：汇气管，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；每一个取样分机构均包括一个取样管；每一个取样管的后端均与汇气管气路连通；全部取样管的前端均设置在烟气排放的烟道内，并且，每一个取样管的前端位于不同位置；所述的负压管道包括第一负压管道和第二负压管道；汇气管与第一负压管道的前端连通；第一负压管道的后端与测量池的前侧连通；测量池的后侧与第二负压管道的前端连通；第二负压管道的后端与气体驱动机构连通。2.每一个取样分机构，其设置的部件包括：调节取样管内气流大小的微型电动调节阀，以及测量取样管内气流流量的微差压传感器；微型电动调节阀和自动化控制电路电连接；微差压传感器和自动化控制电路电连接。3.所述的气体驱动机构包括：射流风机，射流调节阀，以及射流器；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与射流器的主动进气端口气路连通；所述的汇气管是密封容器；第二负压管道的后端与射流器的被动进气端口气路连通。4.所述的气体驱动机构包括：射流加热部件，加热管道，射流风机，射流调节阀，以及射流器；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流加热部件，其设置为第一种情况或者其设置为第二种情况；所述的第一种情况是：所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与加热管道的一端连接，加热管道的身部经过射流加热部件，加热管道的另一端与射流器的主动进气端口气路连通；所述的第二种情况是：所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与加热管道的一端连接，加热管道的身部经过射流加热部件，加热管道的另一端与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口与射流器的主动进气端口气路连通；第二负压管道的后端与射流器的被动进气端口气路连通。5.所述的检测系统包括反吹标定机构；所述的反吹标定机构包括：反吹标定电磁阀；所述的气体驱动机构包括：射流风机，射流调节阀，射流器，以及射流连接管；所述的射流器含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀的输入端口气路连通；射流调节阀的输出端口通过射流连接管与射流器的主动进气端口气路连通；第二负压管道的后端与射流器的被动进气端口气路连通；所述的反吹标定电磁阀，其进气端口与射流连接管连通，其出气端口与第一负压管道的身部连通，其接线端与自动化控制电路电连接。6.所述的取样管，其前部具有弯头结构；弯头结构的具体情况如下：所述取样管的身部呈水平状态；取样管的前部，先是呈朝上隆起，继而呈圆弧形拐弯，最后的端口呈朝下方向；取样管端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。7.所述的取样机构包括支架管；支架管的前部和身部均伸入在烟道内，支架管的后部与烟道壁拆卸式固定连接；支架管内设置取样管，并且两者固定连接；取样管端口的朝向，被测烟气的流动方向，该两者在烟道内相向设置。8.所述的取样机构包括：支架管，方向管，以及方向差压传感器；所述的方向差压传感器，其设置在方向管处，其接线端与自动化控制电路电连接；所述的方向管与支架管固定连接；支架管的前部和身部均伸入在烟道内，支架管的后部与烟道壁拆卸式连接；支架管内设置取样管，并且两者固定连接；方向管的朝向和取样管端口的朝向完全一致。9.所述的系统包括差压传感器，其设置在第一负压管道处或者其设置在第二负压管道处，其接线端和自动化控制电路电连接。10.所述的多个取样分机构是三个取样分机构，或者所述的多个取样分机
构是四个取样分机构，或者所述的多个取样分机构是五个取样分机构；在三个取样分机构的情况下，其三个取样管的前端呈一字形排列或者呈品字形排列；在四个取样分机构的情况下，其四个取样管的前端呈一字形排列或者呈矩形排列；在五个取样分机构的情况下，其五个取样管的前端呈一字形排列或者呈X形排列。本专利技术的有益效果是：能够对低浓度烟气颗粒物进行多点、实时、连续的检测，检测结果能反映烟道内的真实情况，并且检测精度高。专利技术系统检测烟气中的粉尘时，使用取样管2前部的弯头结构，能使大、中颗粒物粉尘随烟气一同流动，检测数据与真实情况更吻合。附图说明图1是本专利技术系统的示意图之一；图中的取样机构包括汇气管和三个取样分机构，每一个取样分机构均包括一个取样管；每一个取样管的后端均与汇气管气路连通；全部取样管的前端均设置在烟气排放的烟道内，并且，每一个取样管的前端位于不同位置；图中由9个箭头组成的一排代表排放的烟气，其它的各箭头代表所在处的气体流动方向；图2是图1的局部俯视图；图中的各箭头代表所在处的气体流动方向；图3是图1中的I处局部放大图，放大比例4∶1；本图还作了剖视处理；图中，聚光镜片的法线和探头的法线重合，并且法线和激光光线呈45°角度的夹角；图中的a，代表法线和激光光线之间的夹角，其数值为45°角度；图4是图3的变化图；图5是聚光镜片、探头、激光光线的关系示意图之一；图6是聚光镜片、探头、激光光线的关系示意图之二；图7是聚光镜片、探头、激光光线的关系示意图之三；图8是对比图；图8所示的方法采用了后向散射的测量原理，其存在的问题是：颗粒对入射光有反射或有折射，因而造成了干扰，降低了检测灵敏度；图8所示的方法，其技术效果不如本专利技术的前向散射测量好；图9是图2减少变形的示意图；图10是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低浓度烟气颗粒物检测系统，包括：取样机构(1)，负压管道，气体驱动机构(35)，自动化控制电路，以及检测仪；所述的检测仪包括检测烟气颗粒物浓度的传感器；其特征是：所述的系统包括：测量池(34)，产生激光光线(33‑1)的激光源(33)，以及聚光镜片(36)；激光光线(33‑1)从测量池(34)内的一侧射向测量池(34)内的另一侧；聚光镜片(36)和传感器的探头(37)，它们位于测量池(34)内，它们的法线重合，它们的法线和激光光线(33‑1)呈45°角度的夹角，它们的法线之集合构成圆锥面，圆锥面的锥顶朝向激光光线(33‑1)出发的方向；聚光镜片(36)离锥顶近而探头(37)离锥顶远；所述的取样机构(1)包括：汇气管(13)，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；每一个取样分机构均包括一个取样管(2)；每一个取样管(2)的后端均.与汇气管(13)气路连通；全部取样管(2)的前端均设置在烟气排放的烟道(5)内，并且，每一个取样管(2)的前端位于不同位置；所述的负压管道包括第一负压管道(31)和第二负压管道(32)；汇气管(13)与第一负压管道(31)的前端连通；第一负压管道(31)的后端与测量池(34)的前侧连通；测量池(34)的后侧与第二负压管道(32)的前端连通；第二负压管道(32)的后端与气体驱动机构(35)连通。...

【技术特征摘要】
1.一种低浓度烟气颗粒物检测系统，包括：取样机构(1)，负压管道，气体驱动机构(35)，自动化控制电路，以及检测仪；所述的检测仪包括检测烟气颗粒物浓度的传感器；其特征是：所述的系统包括：测量池(34)，产生激光光线(33-1)的激光源(33)，以及聚光镜片(36)；激光光线(33-1)从测量池(34)内的一侧射向测量池(34)内的另一侧；聚光镜片(36)和传感器的探头(37)，它们位于测量池(34)内，它们的法线重合，它们的法线和激光光线(33-1)呈45°角度的夹角，它们的法线之集合构成圆锥面，圆锥面的锥顶朝向激光光线(33-1)出发的方向；聚光镜片(36)离锥顶近而探头(37)离锥顶远；所述的取样机构(1)包括：汇气管(13)，以及多个取样分机构；所述的多个是指三个以上；每一个取样分机构均包括一个取样管(2)；每一个取样管(2)的后端均.与汇气管(13)气路连通；全部取样管(2)的前端均设置在烟气排放的烟道(5)内，并且，每一个取样管(2)的前端位于不同位置；所述的负压管道包括第一负压管道(31)和第二负压管道(32)；汇气管(13)与第一负压管道(31)的前端连通；第一负压管道(31)的后端与测量池(34)的前侧连通；测量池(34)的后侧与第二负压管道(32)的前端连通；第二负压管道(32)的后端与气体驱动机构(35)连通。2.根据权利要求1所述的一种低浓度烟气颗粒物检测系统，其特征是：每一个取样分机构，其设置的部件包括：调节取样管(2)内气流大小的微型电动调节阀(WT)，以及测量取样管(2)内气流流量的微差压传感器(WCY)；微型电动调节阀(WT)和自动化控制电路电连接；微差压传感器(WCY)和自动化控制电路电连接。3.根据权利要求1所述的一种低浓度烟气颗粒物检测系统，其特征是：所述的气体驱动机构(35)包括：射流风机(SF)，射流调节阀(STJF)，以及射流器(SLQ)；所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口与射
\t流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；所述的汇气管(13)是密封容器；第二负压管道(34)的后端与射流器(SLQ)的被动进气端口气路连通。4.根据权利要求1所述的一种低浓度烟气颗粒物检测系统，其特征是：所述的气体驱动机构(35)包括：射流加热部件(22)，加热管道(21)，射流风机(SF)，射流调节阀(STJF)，以及射流器(SLQ)；所述的射流器(SLQ)含有主动进气端口、被动进气端口、以及出气端口；所述的射流加热部件(22)，其设置为第一种情况或者其设置为第二种情况；所述的第一种情况是：所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与射流调节阀(STJF)的输入端口气路连通；射流调节阀(STJF)的输出端口与加热管道(21)的一端连接，加热管道(21)的身部经过射流加热部件(22)，加热管道(21)的另一端与射流器(SLQ)的主动进气端口气路连通；所述的第二种情况是：所述的射流风机(SF)，其进气口与大气连通，其出气口与加热管道(21)的一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，梅健，
申请(专利权)人：上海北分仪器技术开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海;31