[发明专利]混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及混合煤气热值测量技术，特别涉及一种混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置及其应用。

背景技术

煤气是一种优质、高效的能源，已经是国际能源市场上的重要商品，由于其物理、化学性质各有不同，热值、密度等均存在很大差异；在煤气测量时，煤气的热值与流量是表明煤气质量的重要参数，其中热值更是直接影响测量的准确性。

钢铁企业中，针对煤气，尤其是混合煤气多元化的特点，多采用煤气热值仪进行煤气成分分析。燃烧式热值仪是应用热平衡原理测量净热值的，当燃气与空气混合燃烧，排气温度在5℃范围内的稳定性进行测量的，当燃烧温度随着燃气的质量变化时，相应地调节冷空气的量被加进来，冷空气的量与测量值成比例关系，由此可计算出净热值。（参阅中国论文网《煤气热值仪的应用探讨》）

燃烧式热值仪可对煤气的华白数、相对密度、热值进行连续、在线的自动检测和提供控制用信号，在实际应用中用于标定热值仪的标准气则是恒定组成、恒定相对密度，而管道中煤气相对密度的波动范围很宽，也就是说，管道内煤气相对密度不可能与标准气完全一致。

混合煤气中主要成分按照比值从大到小分：N₂、CO、H₂、CO₂、CH₄，由于各成分比重不同，导致煤气在长距离管道输送过程中，产生煤气成分不均匀现象，质量较轻的H₂逐渐分布到管道的上部，传统的煤气热值仪取样仅在管道上开孔取气，显然不能准确测量在长距离管道运输后混合煤气的热值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种能够均匀的取得煤气样本，真实反映煤气成分特性从而使混合煤气热值测量更加准确的混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置及其应用。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置，包括沿竖直方向自上而下依次设置的三通阀、直通球阀、球阀与取样管，三通阀为左右相通结构且其左右通口上分别水平设置有一热值仪连接管，其下通口通过第一丝牙连接管与直通球阀的上通口连接，第一丝牙连接管的上下端口分别与三通阀的下通口和直通球阀的上通口焊接固定；

取样管沿竖直方向设置，其下端口封闭且其上端口自下而上依次穿过球阀焊接底座和球阀并与第二丝牙连接管的下端口焊接固定，第二丝牙连接管竖直设置且其上端口与直通球阀的下通口焊接固定；

位于球阀与取样管之间还设有一套设于取样管外的第三丝牙连接管且球阀的内表面与第三丝牙连接管的外表面固定，第三丝牙连接管的下端口焊接固定在球阀焊接底座的上表面，第三丝牙连接管的上端口与下端口各伸出所述球阀的上下通口一定距离；

取样管上沿其长度方向间隔开设有八个开孔，自上而下依次为第一至第八开孔且八个开孔的圆心位于同一竖直线上，其中，第一、第二开孔的直径为4cm，第三至第六开孔的直径为5cm，第七、第八开孔的直径为6cm；

第八开孔的圆心距取样管下端的高度为100mm，第八开孔圆心与第七开孔圆心、第七开孔圆心与第六开孔圆心及第六开孔圆心与第五开孔圆心之间的距离均为100mm，第五开孔圆心与第四开孔圆心之间的距离为150mm；

第四开孔圆心与第三开孔圆心、第三开孔圆心与第二开孔圆心及第二开孔圆心与第一开孔圆心之间的距离均为100mm；

技术效果：采用了上述的技术方案后，由于取样管插入管道中且取样管上自上而下分布的直径依次增大的开孔，从而能够提取管道内各个分层的气体，取得均匀的煤气样本，避免了煤气在长距离管道输送过程中产生成分不均匀现象，真实地反映煤气成分特性，使混合煤气热值的测量更加准确，同时，取样管下端封闭，避免了混合煤气从取样管的下端进入。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，前述的混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置，球阀焊接底座的厚度为34mm，第三丝牙连接管的下端口伸出球阀下通口53mm且其上端口伸出球阀上通口10mm，球阀沿竖直方向的厚度为110mm；

球阀的尺寸为DN32，第一、第二丝牙连接管、直通球阀的上下通口、三通阀的下通口与取样管的尺寸均为DN15且第二丝牙连接管的长度为167mm，取样管位于球阀焊接底座下端的长度为900mm。

前述的混合煤气燃烧式热值仪插入式取样装置，三通阀、直通球阀、球阀、球阀焊接底座和第一至第三丝牙连接管的材质均为焊钢，取样管的材质为镀锌钢。