[发明专利]一种高温烟气接触式温度测量装置及其测量方法

说明书

本发明公开了一种高温烟气接触式温度测量装置及其测量方法，该装置包括：高温烟气采集系统、水冷式换热系统、烟气成分分析系统、抽气装置、测量元件、数据采集与处理系统；所述测量元件、所述烟气成分分析系统与所述数据采集与处理系统电性连接；所述水冷式换热系统布置在所述高温烟气采集系统之后，所述烟气成分分析系统布置在所述二次水冷系统的尾端位置，且所述抽气装置与所述二次水冷系统的尾端相连接。本发明利用水冷式换热系统，将高温烟气冷却至1200℃以下，通过测量其温度和冷却介质吸热量，计算高温烟气温度，从而实现1600℃以上高温烟气的高精度、长时间测量。

技术领域

本发明属于工业加热设备和检测监测技术领域，更具体的说是涉及一种高温烟气接触式温度测量装置及其测量方法。

背景技术

对于锅炉和炉窑等工业加热设备，炉内或窑内温度是十分重要的运行操作条件之一，温度变化与分布的准确测量对于燃烧组织及优化、产品质量控制等均有重要意义。在燃烧区域，温度常在1600℃以上，超高温炉窑的温度可高达1800℃。目前，对于1600℃以上高温烟气温度，接触式温度传感器如热电偶无法实现长期连续测量，国内外普遍采用光学方法等非接触式测量方法，但测量不确定度较高，测量误差较大。

经过对现有技术的检索发现，市场上目前尚未出现符合上述测量要求的类似产品，已公开的发明专利存在烟气经过冷却系统温度降幅低、烟气含尘率高、测量精度低等问题，对于1600℃以上烟气，无法实现长期、精确测量。

因此，如何克服上述技术缺陷，提供一种能够实现长期、精确测量的测量装置及测量方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术无法实现1600℃以上高温烟气长时间、高精度测量的问题，本发明提供了一种高温烟气接触式温度测量装置及其测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温烟气接触式温度测量装置，包括：高温烟气采集系统、水冷式换热系统、烟气成分分析系统、抽气装置、测量元件、数据采集与处理系统；

所述测量元件、所述烟气成分分析系统与所述数据采集与处理系统电性连接；所述测量元件包括冷却水进口压力表、冷却水进口温度计、冷却水出口压力表、冷却水出口温度计、冷却水流量计、皮托管测速装置、抽气式热电偶；

所述水冷式换热系统布置在所述高温烟气采集系统之后，并与其密封连接；所述水冷式换热系统包括依次连接的一次水冷系统和二次水冷系统，所述一次水冷系统的冷却水进口处设有所述冷却水进口压力表和所述冷却水进口温度计，冷却水出口处设有所述冷却水出口压力表和所述冷却水出口温度计，在所述一次水冷系统的冷却水进口或冷却水出口处还设有所述冷却水流量计；所述一次水冷系统的尾端设有所述皮托管测速装置和所述抽气式热电偶；

所述烟气成分分析系统布置在所述二次水冷系统的尾端位置，且所述抽气装置与所述二次水冷系统的尾端相连接。

通过采用上述技术方案，本发明一种高温烟气接触式温度测量装置，通过采用高温烟气采集系统与水冷式换热系统密封连接，抽气式热电偶布置在水冷式换热系统后，用于测量冷却后的烟气温度，烟气经进一步冷却后，采用烟气成分分析系统确定烟气组分，冷却水介质压力和温度测点分别布置于冷却水介质进、出口，测得的水温度、压力、流量、烟气温度、流速、组分数据均传输至数据采集与处理系统，经数据处理，可得高温烟气的温度。本发明装置能实现1600℃以上高温烟气的高精度、长时间测量。

在上述技术方案的基础上，本发明还可做出如下改进：

优选的，所述高温烟气采集系统包括由耐火陶瓷材料制成的分离器和采样管，所述分离器可拆卸的连接于所述采样管前端，以便进行清洗。