一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，至少包括取样探杆、加热器、滤芯、湿度计、氧量计、探头罩壳、伴热管线接头、安装法兰和加热控制器；加热器为筒状结构，加热器与加热控制器连接、并由加热控制器控制；取样探杆一端为取样口、另一端与加热器连通；滤芯安装在取样探杆上；湿度计和氧量计传感部件的感应头均伸入加热器内；加热器设在探头罩壳内，伴热管线接头设在加热器上，探头罩壳上设有样气接口；安装法兰设在探头罩壳上，取样探杆的取样口伸入烟道、烟囱或排气筒内侧。本实用新型专利技术实现了CEMS取样气密性的自检，简单、精准，易于改造。易于改造。易于改造。

【技术实现步骤摘要】
一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构


[0001]本技术涉及一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，属于工业气体成份取样测量


技术介绍

[0002]现代工业生产中，不可避免地向大气环境排放或释放污染物，且大量通过烟道、烟囱或排气筒进行有组织排放。为计算污染物排放总量，一般在烟道、烟囱或排气筒上安装烟气流量、烟气污染物浓度测量等相关设备。
[0003]CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写，是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。CEMS分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NOx、CO2等的浓度和排放总量；颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量；烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等,用于排放总量的积算和相关浓度的折算；数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成，实时采集各项参数，生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度，生成日、月、年的累积排放量，完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门。烟尘测试由跨烟道不透明度测尘仪、β射线测尘仪发展到插入式向后散射红外光或激光测尘仪以及前散射、侧散射、电量测尘仪等。根据取样方式不同，CEMS主要可分为直接测量、抽取式测量和遥感测量3种技术。
[0004]目前我国用于监测气态污染物SO2、NOx、CO2等浓度的CEMS，大多为抽取式测量。直接抽取式CEMS是指烟气通过前端滤芯和具有防止烟气中水份在管路中冷凝的加热、保温装置的采样管和导气管，整体控温在120～220℃，在烟气进入分析仪前通过冷凝除去烟气中的水份再进行测定的CEMS，所测定的污染物浓度为干基状态下的浓度值。直接抽取式CEMS一般包括预处理取样探头、伴热管线、测量控制机柜等几部分，测量控制机柜中根据需要配置各种气体分析仪和冷凝除水装置，为折算基准氧量下污染物浓度，上述气体分析仪一般至少包括O2浓度分析仪；整套系统采用负压取样方式，若取样过程中漏空气，会导致所监测的气态污染物SO2、NOx、CO2等浓度数值偏小，虽然不影响一定基准氧量下的污染物具体浓度值，但会导致污染物总量核算值偏小。
[0005]在碳排放监测
，需要精确测量烟气流量和烟气CO2浓度，两者相乘为碳排放总量，若因CEMS取样系统漏空气导致烟气CO2浓度测量值偏低，会进一步导致所计量的碳排放总量偏小，从而影响碳排放交易的公平性。对于负压取样系统，存在漏空气问题可能很普遍，漏空气量较小时很难察觉，急需开发一种能在线实时判断CEMS取样系统是否漏微量空气的技术。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术存在的问题，本技术提供一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，通过同源监测比对CEMS取样前端和后端的干基氧浓度，对CEMS取样系统是否漏空气进行在线实时判别，在碳排放监测
解决了因取样到测量过程中漏气导致的碳排放总量核算不准的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：
[0008]一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，安装在烟道、烟囱或排气筒上的法兰套管上，至少包括取样探杆、加热器、滤芯、湿度计、氧量计、探头罩壳、伴热管线接头、样气接口、安装法兰和加热控制器；
[0009]加热器为筒状结构，加热器与加热控制器连接、并由加热控制器控制；取样探杆一端为取样口、另一端与加热器连通；滤芯安装在取样探杆上；湿度计和氧量计均包括相互连接的传感部件和信号转换输出部件，湿度计传感部件的感应头和氧量计传感部件的感应头均伸入加热器内侧，湿度计的信号转换输出部件和氧量计的信号转换输出部件均位于加热器外；加热器设在探头罩壳内，伴热管线接头设在加热器上、且与加热器内侧相通，样气接口设在探头罩壳上；安装法兰设在探头罩壳上，安装法兰与烟道、烟囱或排气筒上的法兰套管连接，取样探杆的取样口伸入烟道、烟囱或排气筒内侧，探头罩壳位于烟道、烟囱或排气筒外。
[0010]使用时，伴热管线从探头罩壳上的样气接口伸入、与加热器上的伴热管线接头相接连通。
[0011]上述取样探杆另一端与加热器连通，也即取样探杆内侧的取样通道与加热器内侧是贯通的，取样探杆所取样本流入加热器内侧可被加热。
[0012]上述伴热管线接头与样气接口是相对设置的，这样便于伴热管线的连接。
[0013]本申请加热控制器控制加热器的温度处于100
‑
280℃之间。优选，上述加热控制器控制加热器的温度处于120
‑
180℃之间。加热控制器对加热器的控制技术等，直接参照现有成熟技术即可，本申请对此没有特别改进，因此不再赘述。
[0014]为了便于安装，节省空间，提高防护效果，还包括探头电控柜，探头电控柜安装在烟道、烟囱或排气筒外、且与探头罩壳并排设置，加热控制器和/或湿度计的信号转换输出部件与氧量计的信号转换输出部件安装在探头电控柜内。
[0015]申请人经研究发现，直接抽取式烟气CEMS的预处理取样探头、伴热管线、测量控制机柜依次连接，预处理取样探头所取烟气样经伴热管线后，进入测量控制机柜进行分析测量；伴热管线的两端连接处容易漏空气，且伴热管线上也可能存在小孔或破口导致漏空气，测量控制机柜内布置较为复杂，也存在多处漏空气的可能。由于测量控制机柜内测得的氧浓度为冷凝除水后的干基氧浓度，本申请在CEMS预处理取样探头中同时布置氧量计和湿度计，预处理探头中的氧量计所测氧量通过湿度计测量值可换算成预处理探头处的干基氧浓度，与测量控制机柜中冷凝除水后的氧量测量所测氧浓度对比，绝对值对比偏差超过
±
0.5％时，可认定CEMS取样分析系统存在空气漏点，从而对CEMS取样系统是否漏空气进行在线实时判别。
[0016]上述预处理探头中的氧量测点和测量控制机柜中的氧量测点属于同源监测，可通过二者差异实时体现取样系统是否存在漏气问题，实现了CEMS取样系统气密性的自检，简
单、精准，解决了因取样到测量过程中漏气导致的碳排放计算不准的技术问题。
[0017]为了延长滤芯使用寿命，优选，滤芯安装在取样探杆上与加热器连接的一端，且滤芯被加热器包围，也即滤芯部分是伸入在加热器内侧的，这样可有效防止滤芯被低温腐蚀。
[0018]进一步优选，在加热器内部，滤芯安装在湿度计和氧量计的上游，这样有利于延长湿度计和氧量计的使用寿命。
[0019]为了确保CEMS伴热管线不存在冷点，优选，上述伴热管线接头凹陷在探头罩壳内。
[0020]为了降低成本、提高系统集成度，上述湿度计和氧量计一体化设计，构成湿氧浓度计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，安装在烟道、烟囱或排气筒上的法兰套管上，其特征在于：至少包括取样探杆(1)、加热器(2)、滤芯(3)、湿度计、氧量计、探头罩壳(6)、伴热管线接头(8)、样气接口(7)、安装法兰(9)和加热控制器；加热器(2)为筒状结构，加热器(2)与加热控制器连接、并由加热控制器控制；取样探杆(1)一端为取样口、另一端与加热器(2)连通；滤芯(3)安装在取样探杆(1)上；湿度计和氧量计均包括相互连接的传感部件和信号转换输出部件，湿度计传感部件(4)的感应头和氧量计传感部件(5)的感应头均伸入加热器(2)内侧，湿度计的信号转换输出部件与氧量计的信号转换输出部件(10)均位于加热器(2)外；加热器(2)设在探头罩壳(6)内，伴热管线接头(8)设在加热器(2)上、且与加热器(2)内侧相通，样气接口(7)设在探头罩壳(6)上；安装法兰(9)设在探头罩壳(6)上，安装法兰(9)与烟道、烟囱或排气筒上的法兰套管连接，取样探杆(1)的取样口伸入烟道、烟囱或排气筒内侧，探头罩壳(6)位于烟道、烟囱或排气筒外。2.如权利要求1所述的集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，其特征在于：滤芯(3)安装在取样探杆(1)上与加热器(2)连接的一端，且滤芯(3)被加热器(2)包围。3.如权利要求2所述的集成湿度和氧浓度测量的CEMS预处理取样探头结构，其特征在于：滤芯(3)安装在湿度计和氧量计的上游。4.如权利要求1
‑
3任意一项所述的集成湿度和氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：石伟伟，韦红旗，张彭，丁波，
申请(专利权)人：浙江兴核智拓科技有限公司，
类型：新型
国别省市：