[发明专利]等速机械水取样装置及取样方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁行业热工、环保检测领域，具体涉及等速机械水取样装置及取样方法。

背景技术

GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》中规定的水分测量方法包括干湿球法、冷凝法、重量法，适用范围是未饱和态下水汽的测量。但就钢铁行业高炉煤气、转炉煤气湿法除尘工艺而言，过饱和态下存在的液态水，即机械水含量是反映除尘除湿效果及工艺参数调整的基础指标。由于在过饱和态工况下，机械水水汽以气液相混合的形态存在，以上所述干湿球法、冷凝法、重量法方法都不能做到等速取样，即不能精确捕捉流动过程中机械水的携带量，因此不能满足过饱和态机械水含量测试要求。

发明内容

本发明的目的在于提供等速机械水取样装置及取样方法，满足过饱和态下机械水含量精确测量要求，填补国内过饱和态机械水含量精确测量空白。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

所述等速机械水取样装置，包括烟道、电加热采样枪、电加热控制器、吸收瓶组、冷却水槽、流量计、抽气泵、湿度计及单片机。

所述电加热采样枪设在所述烟道截面位置，其通过安装规格口径的采样嘴来采集烟道内烟气。

所述电加热采样枪上设有用于测量所述烟道内烟气流速及温度的S型皮托管及热电偶。

所述电加热采样枪与所述吸收瓶组入口通过烟气软管连接，所述电加热采样枪同时与控制其加热温度的电加热控制器连接。

所述吸收瓶组出口与所述流量计一侧通过烟气软管连接。

所述吸收瓶组数目可视具体情况调整，作为进一步改进，所述吸收瓶组为一个以上，所述吸收瓶组通过烟气软管以并联方式连接。

每个吸收瓶组由一个以上的吸收瓶通过烟气软管串联构成。

所述吸收瓶用于吸收烟道内部水汽。所述吸收瓶内装有吸水剂，作为进一步改进，所述吸水剂为无水高氯酸镁。

所述吸收瓶组置于所述冷却水槽内部。

所述冷却水槽对吸收瓶组进行冷却处理，使吸收瓶组内大部分水汽在吸收前冷凝。

所述流量计另一侧与所述抽气泵一侧通过烟气软管连接。

所述抽气泵另一侧与所述湿度计通过烟气软管连接。

所述电加热采样枪、流量计及抽气泵通过信号连接线与所述单片机连接。

所述流量计为含温度、全压、静压探头的直管式流量计，通过单片机采集计算出瞬时流速、并积分出累积流量。

所述抽气泵作为抽气动力源，能力为抽气流量不小于60l/min，负压不小于-35kpa。

所述湿度计可通过监测排气湿度，观察吸水效果，并计算排气中的含水量。

所述单片机具有实时采集、计算、输出、反馈控制功能，其能够采集电加热采样枪上S型皮托管及热电偶和流量计的温度、压力信号，并控制调速抽气泵实时调整其转速、流量，并记录流量计各阶段累积抽气流量。

利用所述等速机械水取样装置的取样方法，包括以下步骤：

(1)对电加热采样枪安装规格口径采样嘴，将其与S型皮托管及热电偶按迎烟气气流方向布置在烟道截面位置；对吸收瓶组以及其与电加热采样枪及流量计连接的烟气软管进行称重；

(2)按工艺流程要求对所述等速取样机械水测量装置进行连接，并控制电加热控制器温度为75℃～85℃，冷却水槽温度为3～7℃；

(3)向单片机内输入被测定烟气密度为0.50～1.50kg/Nm3、采样嘴直径，大气压力为101.25kpa等参数；启动单片机开始测试，单片机通过采样嘴直径、烟气温度、动、静压等数据，控制调整抽气泵转速、流量，保证采样嘴进气流速与烟气流速一致；

(4)测试完成后，迅速将吸收瓶组以及其与电加热采样枪及流量计连接的烟气软管进行称重；吸收瓶组及烟气软管的增重量与湿度计所测排气含水量之和除以累计采样量，得出实际烟气单位体积含水量；通过管道内烟气的温度、静压平均值计算得出该工况下烟气单位体积饱和含水量，实际烟气含水量与烟气饱和含水量的差值就是该工况下烟气单位体积机械水含量。

步骤(1)中，所述采样嘴口径为5mm以下。

步骤(3)中，所述单片机控制抽气泵能力为抽气流量不小于60l/min，负压不小于-35kpa。

本发明的优点在于：所述等速机械水取样装置结构简单，装配应用方便，造价低，利用所述等速机械水取样装置的取样方法，操作方法简单可行，并且测试结果准确。通过适用所述等速机械水取样装置及取样方法，能够满足过饱和态下机械水含量精确测量要求，本发明能够有效填补国内过饱和态机械水含量精确测量空白。

附图说明