[发明专利]一种烟气酸露点温度检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工、电力、钢铁、煤炭等行业燃料型工业炉的烟气检测装置，具体地说涉及一种烟气酸露点温度检测装置。

背景技术

工业锅炉使用的煤、重油和天然气等燃料中都含有硫，在燃烧过程中硫和氧反应生成二氧化硫。在一定温度下，烟气中的过剩氧与有少量二氧化硫在催化剂氧化铁、五氧化二钒等物质的作用下转换成三氧化硫。三氧化硫和恰当的水蒸气反应生成稀硫酸蒸汽，并会凝结在烟气余热回收设备上，使空气预热器、引风机、烟囱等设备产生露点腐蚀及堵塞。增加设备维护成本，严重时可能导致系统停运影响生产。然而，由于烟气酸露点温度受烟气组分、排烟温度、烟气氧含量及环境空气温度等多种因数影响，通常不是定值，很难使用计算公式确定。炉子的排烟露点温度长期以来靠人工估计，这不仅很难控制排烟温度在最低值，也很难保证设备不受到露点腐蚀。为了避免发生酸露点腐蚀，需要实时监测烟气酸露点温度，为此人们发明了酸露点温度测定仪(或装置)。

传统的烟气露点测量仪的传感器是通过在高温玻璃上同时复合有电流测量电极和温度测量电偶；测量时将传感器置于要测的高温烟气之中，在该传感器背面通以冷却风对测量面进行冷却，利用信号处理器同时对传感器镜面电流、镜面温度以及烟气温度进行检测，当镜面温度达到该处烟气酸露点温度时，在测量镜面上就有酸雾凝结膜生成，电流传感器会有输出值，此时的冷镜温度就是烟气的酸露点温度值。以这种传感器构成的烟气酸露点仪在实际应用中有两个缺点：一是当排烟温度低于其露点温度时就无法测量烟气酸露点温度；二是系统结构复杂，冷却风流量人工调整的随机性给测量带来了很大附加误差。

CN201177610和CN101566593A公开的硫酸露点监测分析仪使用的是压缩空气制冷型测量探头。对探头只起冷却作用，没有加热装置对探头加热，当烟气温度低于其酸露点温度时就无法测到其酸露点，系统结构复杂，人为调节的随机误差较大。

CN201277955Y公开的酸露点测量装置使用的是带电加热装置的冷却空气制冷型测量探头。可对探头进行加热，当烟气温度低于其酸露点温度时，通过电加热装置对探头加热，使其温度升到酸露点温度之上，然后再通过利用压缩空气对探头冷却，使其冷却到烟气的酸露点。该探头的空气制冷系统结构复杂，人为调节的随机误差较大。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种烟气酸露点温度检测装置。本发明的检测装置能对排烟温度进行优化控制，使排烟温度略高于烟气的酸露点温度，可以避免设备发生酸露点腐蚀，达到最佳节能减排效果。

本发明提供的烟气酸露点温度检测装置主要由酸露点检测探头、烟气温度传感器、信号适配器、信号处理器、温度电流显示器、探头温度调节器、数据存储器和系统电源组成；酸露点检测探头和烟气温度传感器固定于探测杆上，酸露点检测探头和烟气温度传感器分别通过引线与信号适配器相连，信号适配器通过传输电缆与信号处理器相连；信号处理器通过电缆同时与温度电流显示器、数据存储器、探头温度调节器和系统电源相连。

所述的酸露点检测探头主要由石英玻璃器件、镜面温度传感器、电导测量器件、N型半导体制冷加热器和P型半导体制冷加热器组成；石英玻璃器件为一带凸缘的桶状物，其桶底由外向内由中心向边缘依次镶嵌有镜面温度传感器、电导测量器件、N型半导体制冷加热器和P型半导体制冷加热器；镜面温度传感器和电导测量器件位于石英玻璃器件桶底外侧，镜面温度传感器为矩形，位于桶底中心，电导测量器件呈环状，环绕于镜面温度传感器周围，镜面温度传感器和电导测量器件之间通过石英玻璃器件的玻璃基底相绝缘，二者与桶底外侧相平行的表面露于玻璃基底外；N型半导体制冷加热器和P型半导体制冷加热器位于石英玻璃器件桶底内侧，二者均呈环状，N型半导体制冷加热器位于桶底中心，P型半导体制冷加热器套于N型半导体制冷加热器上并相互接触，二者均通过玻璃基底与镜面温度传感器和电导测量器件相绝缘。

所述的酸露点检测探头引线共5根，包括镜面温度传感器的两根引线、电导测量器件的一根引线、N型半导体制冷加热器和P型半导体制冷加热器的各一根引线，这5根引线均与信号适配器相连。

本发明将半导体制冷加热器应用到酸露点检测探头上，通过改变加到半导体制冷加热器两极的电源极性来改变“加热／制冷”模式，通过改变流经半导体制冷加热器回路的电流大小来改变加热量或制冷量的大小，从而改变烟气酸露点检测探头检测镜面的温度高低。

本发明所述的酸露点温度是指被测烟气在镜面温度传感器的测量镜面上形成最薄导电酸膜(最小导电电流)时的镜面温度。