一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统，涉及燃气分析领域。该用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统包括含样气预处理系统、气体成分测量系统、标定系统和控制采集系统；样气预处理系统用于样气采集、输送、切换、反吹、排放，将阀门切换箱前置，位于取样器附近，可有效降低响应时间。该用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统。采用先进且成熟的全自动系统测量技术，通过上位机软件即可实现样气管路自动切换、样气压力/温度/流量的自动控制、测试仪器一键自动标定、系统远程自动反吹、测量结果计算显示输出等所有功能，测控系统高度开放。测控系统高度开放。测控系统高度开放。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统


[0001]本专利技术涉及燃气分析
，具体为一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统。

技术介绍

[0002]公开(公告)号：CN103649641B公开的用于涡轮发动机的燃烧室的检验系；公开了一种检验系统(10)，至少由检验系统壳体(12)形成，检验系统壳体包括至少一个内室(14)，至少一个内室支撑可伸长的相机支撑轴(16)，可伸长的相机支撑轴向远侧延伸穿过引导喷嘴口(18)，进入燃气涡轮发动机(22)的燃烧室(20)。检验系统(10)可包括能够捕捉高质量图像以及位置坐标的相机(24)。因此，检验系统(10)能够捕捉燃气涡轮发动机(22)的燃烧室(20)中的图像，并在随后停歇期间再次捕捉该图像，以便可分析和比较所述图像，以用于预防性的维护、故障排除等。检验系统(10)可包括用于安装在可伸长的相机支撑轴(16)上的相机(24)的三个自由度；
[0003]发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统存在的是系统不稳定，检测存在数据不稳定的情况；

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统包括含样气预处理系统、气体成分测量系统、标定系统和控制采集系统；
[0008]样气预处理系统用于样气采集、输送、切换、反吹、排放；由上游1
‑
n通道进气输送电伴热管、1
‑
n通道样气切换、1
‑
n通道样气预处理系统组成，将阀门切换箱前置，位于取样器附近，可有效降低响应时间；
[0009]气体成分测量系统用于测试CO、CO2、O2、NO、NOx、UHC、H2O等样气组分，获得气态污染物和燃烧效率等性能参数，主要包括CO红外分析仪、CO2红外分析仪、顺磁氧分析仪、NOx分析仪、HC分析仪和水分析仪；
[0010]标定系统用于测试仪器标定，主要包括气瓶柜、阀门、管路、零空气发生器、气体切割器、气体探测器、气体报警主机；
[0011]数据采集控制系统由计算机、PLC控制子系统、数据采集与处理子系统、仪器仪表、测控软件组成。
[0012]优选的，所述燃气分析系统进气管路接口为取样耙出口接头。
[0013]优选的，所述燃气分析系统接口为试验器数采系统的接口和试验器PLC通讯模块
的接口。
[0014]优选的，所述各用电设备电缆接口为公用工程供电端的接口。
[0015]优选的，所述气源进气管路接口为公用工程供气气源的接口。
[0016]优选的，所述排气总管接口为与大气相通处的接口。
[0017]优选的，所述性能计算所需数据传输线接口为与试验器数采系统的接口。
[0018]本专利技术公开了一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统，其具备的有益效果如下：
[0019]1、采用先进且成熟的全自动系统测量技术，全自动化控制，操作简便，系统中阀门、测试仪器及标气系统均可实现远程控制，通过上位机软件即可实现样气管路自动切换、样气压力/温度/流量的自动控制、测试仪器一键自动标定、系统远程自动反吹、测量结果计算显示输出等所有功能，测控系统高度开放；
[0020]2、设计的燃气分析系统能够处理(0～6)MPa、常温～500℃的样气，具备压力控制、过滤、除水干燥、伴热保温、流路切换、取样管路反吹等功能，使样气满足分析仪器的进口条件，同时整个系统响应时间小于10秒；
[0021]3、本方案中采用加热型无油真空泵抽取样气，自带加热功能，加热温度在(160～200)℃范围内，无油、水或其它污染样气的成分，泵对样气成分无污染。按现场实际情况及管道实际长度，为保证避免出现抽气能力不足的情况，经计算，在进口压力不低于35kPa(绝压)且管路长度不超过20m的条件下，样气流量不低于3NL/min；在入口为大气压下，出口抽气流量不小于30NL/min；当进气压力为高压时，采用管路放空、减压阀和背压阀组合进行压力调节，当进气压力为低压时，采用管路放空、真空泵组合进行压力调节，可来流为0～6MPa的样气压力稳定在1.7～2.7bar之间，采用的CAI分析仪器在分析仪表内部具有EPC自动压力调节装置，当样品压力在1.7～2.7bar(绝压)范围内的波动时，可确保进入检测器内样气稳定，从而保证了测量结果准确；
[0022]4、通过对管路附件的耐温耐压能力留有一定的裕度，确保了系统运行安全可靠；相对于样气温度控制在160
±
15℃的要求，整个系统所采用的阀门管件可使用的温度最低为204℃，留有较大的裕度，可确保系统免于超温风险；
[0023]5、本系统设置了两级过滤器，分别为15um和3um，完全满足测试仪器和系统中各元器件的过滤要求，并且针对烟气中含尘较多过滤器容易堵塞的问题，在过滤器前后分别设置了压力传感器用于监测过滤器前后压差的变化，以指示需要更换过滤器，过滤器为T型，无需拆除管路就可以方便更换，过滤面积大，比市面上常规过滤器使用寿命长3倍。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术燃气分析系统原理图；
[0026]图2为本专利技术阀门切换箱；
[0027]图3为本专利技术阀门切换系统；
[0028]图4为本专利技术混合器结构图；
[0029]图5为本专利技术样气预处理系统；
[0030]图6a为本专利技术加热模块主视图；
[0031]图6b为本专利技术加热模块俯视图；
[0032]图7为本专利技术电加热棒结构图；
[0033]图8为本专利技术本系统加热模块；
[0034]图9为本专利技术压力自动控制流程图；
[0035]图10无油真空泵流量特性曲线图；
[0036]图11为本专利技术过滤器实物图；
[0037]图12为本专利技术保温柜实物图；
[0038]图13为本专利技术阀门切换箱三维布局图；
[0039]图14为本专利技术红外气体分析仪和内部结构图；
[0040]图15为本专利技术红外传感器原理图；
[0041]图16为本专利技术磁氧传感器原理图；
[0042]图17为本专利技术700HFID仪器和内部气路图；
[0043]图18为本专利技术FID结构及原理图；
[0044]图19为本专利技术700CLD结构及原理图；
[0045]图20为本专利技术仪表柜集成图；
[0046]图21为本专利技术仪表柜集成实物图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机燃烧室出口用全自动燃气分析系统，其特征在于：包括含样气预处理系统、气体成分测量系统、标定系统和控制采集系统；样气预处理系统用于样气采集、输送、切换、反吹、排放，由上游1
‑
n通道进气输送电伴热管、1
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n通道样气切换、1
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n通道样气预处理系统组成；将阀门切换箱前置，位于取样器附近，可有效降低响应时间；气体成分测量系统用于测试CO、CO2、O2、NO、NOx、UHC、CH4、SO2、H2O等样气组分，获得气态污染物和燃烧效率等性能参数，主要包括CO红外分析仪、CO2红外分析仪、顺磁氧分析仪、NOx分析仪、HC分析仪和水分析仪；标定系统用于测试仪器标定，主要包括气瓶柜、阀门、管路、零空气发生器、气体切割器、气体探测器、气体报警主机；数据采集控制系统由计算机、PLC控制子系统、数据采集与处理子系统、仪器仪表、测控软...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳君，
申请(专利权)人：沈阳艾森自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：