本發(fā)明涉及垃圾焚燒領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)溫度及煙氣成分的測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

目前，焚燒發(fā)電廠普遍存在各種燃燒問(wèn)題，如燃燒中爐溫的控制、燃燒不充分或過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)大等，均是由于無(wú)法掌握爐內(nèi)實(shí)時(shí)燃燒工況而產(chǎn)生的。

目前對(duì)爐膛溫度的控制僅靠在爐墻上安裝溫度計(jì)測(cè)得溫度，但由于爐內(nèi)燃燒不均勻或者爐膛寬度較大等原因，通常爐膛四周測(cè)得的溫度差別極大，此溫度實(shí)用意義極低。而現(xiàn)有的直接式溫度計(jì)由于裸露在外，抽出時(shí)煙氣的輻射熱直接減少，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量溫度偏低。

另一方面，爐內(nèi)燃燒區(qū)域的含氧量直接影響爐膛溫度、燃料燃盡率及NOx的生成等。目前的普遍方式為在焚燒爐尾部省煤器后增加一個(gè)含氧量的在線監(jiān)測(cè)裝置，以控制含氧量，但是焚燒爐至省煤器之間的漏入空氣量難以統(tǒng)計(jì)，有可能出現(xiàn)省煤器后顯示含氧量為4～6％，而焚燒爐出口處含氧量為0％的情況，從而產(chǎn)生爐膛溫度降低、CO產(chǎn)量增加及燃料不能燃盡等一系列問(wèn)題。同時(shí)，由于垃圾、生物質(zhì)等燃料成分復(fù)雜，無(wú)法判斷在燃燒過(guò)程中形成的物質(zhì)成分及燃燒工況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分段燃燒，爐內(nèi)CO、NO等的含量均無(wú)法測(cè)量，而僅在引風(fēng)機(jī)后設(shè)置在線監(jiān)測(cè)裝置，從而不能進(jìn)行燃燒優(yōu)化。而現(xiàn)有的在線監(jiān)測(cè)裝置，其探針裸露，極易受煙氣污染，且不耐高溫，因此僅能測(cè)量經(jīng)過(guò)煙氣處理之后的煙氣成分。

因此，為了解決上述問(wèn)題，有必要提出一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)溫度及煙氣成分的測(cè)量裝置，以解決現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式部分中進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

為了克服目前存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)溫度及煙氣成分的測(cè)量裝置，包括：

溫度測(cè)量系統(tǒng)，用于從所述爐內(nèi)指定位置高速吸入煙氣，以測(cè)量所述煙氣的溫度，從而間接測(cè)量出爐內(nèi)指定位置處的溫度；

成分檢測(cè)系統(tǒng)，其連接所述溫度測(cè)量系統(tǒng)，并從所述溫度測(cè)量系統(tǒng)取樣煙氣，以分析所述煙氣的成分。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)包括：

抽氣裝置，用于將爐內(nèi)煙氣高速吸入套管中；

探針，其一端插入所述爐內(nèi)指定位置，另一端置于所述套管中，用于通過(guò)所述抽氣裝置高速吸入所述指定位置的煙氣；

測(cè)溫計(jì)，其一端插入所述套管中與所述探針連接，用于測(cè)量所吸入煙氣的溫度，從而間接測(cè)量出所述爐內(nèi)指定位置處的溫度。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)還包括冷卻裝置，其連接至所述套管，用于冷卻所述探針和套管。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述探針和套管之間間隔20-30mm的間距。

優(yōu)選地，所述探針和套管之間間隔25mm的間距。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述探針的長(zhǎng)度為2-6m。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述抽氣裝置還包括空氣入口，用于通過(guò)所述空氣入口抽入壓縮空氣，以沖洗所述探針和套管。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述溫度測(cè)量系統(tǒng)還包括煙氣取樣口，其中所述成分檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)所述煙氣取樣口從所述溫度測(cè)量系統(tǒng)取樣煙氣。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述成分檢測(cè)系統(tǒng)包括：

取樣裝置，其連接至所述溫度測(cè)量裝置的煙氣取樣口，用于通過(guò)所述煙氣取樣口從所述溫度測(cè)量裝置取樣煙氣；

煙氣分析儀，其連接至所述取樣裝置，用于分析所取樣來(lái)的煙氣的成分。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述成分檢測(cè)系統(tǒng)還包括：

冷凝器，其連接所述取樣裝置，用于干燥并冷卻所取樣來(lái)的煙氣；

過(guò)濾裝置，其連接所述冷凝器，用于過(guò)濾經(jīng)所述冷凝器干燥并冷卻后的煙氣。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述成分檢測(cè)系統(tǒng)還包括：

增壓泵，其連接所述過(guò)濾裝置，用于為經(jīng)所述過(guò)濾裝置過(guò)濾后的煙氣增壓；

流量調(diào)節(jié)閥，其連接所述增壓泵，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入所述煙氣分析儀的煙氣的流量。

本發(fā)明中的用于實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)溫度及煙氣成分的測(cè)量裝置，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)爐內(nèi)的燃燒溫度，量化溫度數(shù)值，形成焚燒爐溫度曲線；還可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)爐內(nèi)的煙氣成分形成煙氣各成分的比例曲線；另外，抽取煙氣時(shí)能夠吸收煙氣中的輻射熱，補(bǔ)充普通溫度計(jì)因無(wú)熱輻射導(dǎo)致測(cè)得的溫度偏差；測(cè)量完畢后，可用壓縮空氣沖洗套管和探針，保證探針的使用壽命。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來(lái)解釋本發(fā)明的原理和裝置。

附圖中：

圖1是本發(fā)明測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的溫度測(cè)量系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的成分檢測(cè)系統(tǒng)的示例性結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明能夠以不同形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于這里提出的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例將使公開(kāi)徹底和完全，并且將本發(fā)明的范圍完全地傳遞給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚，層和區(qū)的尺寸以及相對(duì)尺寸可能被夸大。自始至終相同附圖標(biāo)記表示相同的元件。

應(yīng)當(dāng)明白，當(dāng)元件或?qū)颖环Q(chēng)為“在…上”、“與…相鄰”、“連接到”或“耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，其可以直接地在其它元件或?qū)由?、與之相鄰、連接或耦合到其它元件或?qū)樱蛘呖梢源嬖诰娱g的元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱(chēng)為“直接在…上”、“與…直接相鄰”、“直接連接到”或“直接耦合到”其它元件或?qū)訒r(shí)，則不存在居間的元件或?qū)?。?yīng)當(dāng)明白，盡管可使用術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等描述各種元件、部件、區(qū)、層和/或部分，這些元件、部件、區(qū)、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分與另一個(gè)元件、部件、區(qū)、層或部分。因此，在不脫離本發(fā)明教導(dǎo)之下，下面討論的第一元件、部件、區(qū)、層或部分可表示為第二元件、部件、區(qū)、層或部分。

空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)例如“在…下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之下”、“在…之上”、“上面的”等，在這里可為了方便描述而被使用從而描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)明白，除了圖中所示的取向以外，空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)意圖還包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附圖中的器件翻轉(zhuǎn)，然后，描述為“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征將取向?yàn)樵谄渌蛱卣鳌吧稀薄Ｒ虼?，示例性術(shù)語(yǔ)“在…下面”和“在…下”可包括上和下兩個(gè)取向。器件可以另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)并且在此使用的空間描述語(yǔ)相應(yīng)地被解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)的目的僅在于描述具體實(shí)施例并且不作為本發(fā)明的限制。在此使用時(shí)，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述/該”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚指出另外的方式。還應(yīng)明白術(shù)語(yǔ)“組成”和/或“包括”，當(dāng)在該說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)，確定所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個(gè)或更多其它的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的存在或添加。在此使用時(shí)，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括相關(guān)所列項(xiàng)目的任何及所有組合。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的結(jié)構(gòu)以及步驟，以便闡釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

本發(fā)明提供一種用于實(shí)時(shí)檢測(cè)爐內(nèi)溫度及煙氣成分的測(cè)量裝置，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)并準(zhǔn)確地測(cè)量焚燒爐內(nèi)的溫度并準(zhǔn)確分析爐內(nèi)煙氣的成分。

如圖1所示，所述測(cè)量裝置主要包括溫度測(cè)量系統(tǒng)100和成分檢測(cè)系統(tǒng)200。其中所述溫度測(cè)量系統(tǒng)100用于從焚燒爐內(nèi)高速吸入煙氣，以測(cè)量所述煙氣的溫度，從而間接測(cè)量出焚燒爐內(nèi)的溫度；所述成分檢測(cè)系統(tǒng)200連接溫度測(cè)量系統(tǒng)100，并從溫度測(cè)量系統(tǒng)100取樣煙氣，以分析所述煙氣的成分。

本發(fā)明的測(cè)量裝置高速吸入煙氣，且吸入煙氣時(shí)能夠吸收煙氣中的熱輻射，避免了普通測(cè)溫計(jì)因無(wú)輻射熱導(dǎo)致測(cè)得溫度偏低的情況，同時(shí)能夠保護(hù)探針不直接接觸較臟的煙氣；且本發(fā)明的測(cè)量裝置能夠測(cè)量未經(jīng)處理的煙氣的成分，從而使得煙氣成分的測(cè)量準(zhǔn)確度比已有測(cè)量裝置高。

下面結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的測(cè)量裝置的具體結(jié)構(gòu)。

如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)量裝置中的溫度測(cè)量系統(tǒng)100可包括抽氣裝置110、探針120、套管130、冷卻裝置140、測(cè)溫計(jì)150。

其中，探針120的一端插入焚燒爐內(nèi)的指定位置，另一端置于套管130中，通過(guò)與探針120和套管130相連的抽氣裝置110，可以將該指定位置處的煙氣高速吸入套管130中。示例地，所述指定位置可以是想要測(cè)量溫度的任意位置。

為了實(shí)現(xiàn)測(cè)量焚燒爐內(nèi)任意位置處的溫度，探針120可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為任意合適的長(zhǎng)度，示例地，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)2-6m的不同長(zhǎng)度。將探針120設(shè)計(jì)為不同長(zhǎng)度，可測(cè)量焚燒爐內(nèi)同一軸線上不同區(qū)域的溫度，從而形成溫度趨勢(shì)曲線。

示例地，套管130只取一個(gè)較大的開(kāi)孔，使得所測(cè)煙氣較臟時(shí)，不會(huì)阻塞套管。

為了吸入煙氣時(shí)能夠吸收煙氣中的輻射熱，探針120插入爐內(nèi)時(shí)，與套管130之間可以間隔適當(dāng)?shù)拈g距。示例地，探針120與套管130之間間隔20-30mm的間距。優(yōu)選地，探針120與套管130之間間隔25mm的間距。

其中，測(cè)溫計(jì)150與探針120連接，用于測(cè)量所吸入煙氣的溫度，從而間接測(cè)量出所述爐內(nèi)指定位置處的溫度。為了測(cè)量更大范圍的溫度，測(cè)溫計(jì)150可選用熱電偶，由此可測(cè)量800-1500℃范圍的溫度。進(jìn)一步地，可根據(jù)所測(cè)溫度區(qū)間的不同選用不同類(lèi)型的熱電偶，例如，溫度范圍在1200℃左右時(shí)選用K型熱電偶，在1500℃左右時(shí)選用S型熱電偶。

其中，冷卻裝置140連接至套管130，用于冷卻探針120和套管130。示例地，冷卻裝置140可采用水冷，利用循環(huán)水進(jìn)行冷卻。為了保證使用者的安全及測(cè)溫裝置的使用壽命，冷卻水的流量可以較大，例如可以約為120L/min，以確保使用者不會(huì)被燙傷。

示例地，抽氣裝置110的煙氣入口通過(guò)閥門(mén)2與探針和套管連接，空氣入口通過(guò)閥門(mén)3與壓縮空氣連接，出口通過(guò)閥門(mén)1連接其他設(shè)備。當(dāng)測(cè)溫完畢，探針120抽取出爐膛時(shí)，可打開(kāi)閥門(mén)2、3，壓縮空氣進(jìn)入，用壓縮空氣沖洗探針和管道，保證探針的使用壽命。

示例地，可在套管130和抽氣裝置110之間設(shè)置煙氣取樣口160，溫度測(cè)量系統(tǒng)100和成分檢測(cè)系統(tǒng)200通過(guò)煙氣取樣口160連接，以使得成分檢測(cè)系統(tǒng)200通過(guò)煙氣取樣口160從溫度測(cè)量系統(tǒng)100取樣煙氣。

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)量裝置中的成分檢測(cè)系統(tǒng)200可包括取樣裝置210、冷凝器220、過(guò)濾裝置230、增壓泵240、流量調(diào)節(jié)閥250和煙氣分析儀260。

其中，所述取樣裝置210連接溫度測(cè)量系統(tǒng)100的煙氣取樣口160，以取樣煙氣。示例地，取樣裝置210可以是取樣軟管，也可以是本領(lǐng)域已知的任何其他取樣裝置。

所述冷凝器220連接取樣裝置210，用于干燥并冷卻所取樣來(lái)的煙氣。示例地，冷凝器220中的冷卻劑為冰塊，將高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)冷凝器220，煙氣中的水分凝結(jié)成液態(tài)水，從而達(dá)到干燥、冷卻煙氣的效果。

所述過(guò)濾裝置230連接冷凝器220，用于過(guò)濾經(jīng)冷凝器220干燥并冷卻后的煙氣，以除去煙氣中的雜質(zhì)。示例地，可以采用本領(lǐng)域已知的任何合適的過(guò)濾器，諸如，網(wǎng)式過(guò)濾器，包括管路過(guò)濾器、雙筒過(guò)濾器、高壓過(guò)濾器等；或疊片過(guò)濾器、砂棒濾器、碳濾器、板框過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、硅藻土過(guò)濾器、微孔過(guò)濾器等。優(yōu)選地，使用新型纖維材質(zhì)，過(guò)濾煙氣中的雜質(zhì)，凈化煙氣。

所述增壓泵240連接過(guò)濾裝置230，用于為經(jīng)過(guò)濾裝置230過(guò)濾后的煙氣增壓。示例地，可采用本領(lǐng)域已知的任何氣體增壓泵、氣液增壓泵等。

所述流量調(diào)節(jié)閥250連接增壓泵240，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣分析儀260的煙氣的流量。示例地，可采用本領(lǐng)域已知的任何氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、小流量調(diào)節(jié)閥等。

所述煙氣分析儀260連接流量調(diào)節(jié)閥250，用于分析進(jìn)入其的煙氣的成分，從而測(cè)得煙氣中O2、CO、NO等成分的比例。

示例地，在增壓泵240和流量調(diào)節(jié)閥250之間還可以設(shè)置檢修閥270，在對(duì)煙氣分析儀260進(jìn)行檢修時(shí)，可關(guān)閉檢修閥270，以阻止煙氣進(jìn)入煙氣分析儀260。

示例地，根據(jù)探針的不同長(zhǎng)度2～6m，可吸入焚燒爐內(nèi)同一根軸線上不同區(qū)域的煙氣，形成煙氣成分趨勢(shì)曲線。

本發(fā)明的測(cè)量裝置的工作過(guò)程為：

打開(kāi)閥門(mén)1和2，通過(guò)抽氣裝置110將高溫?zé)煔鈴奶结?20側(cè)高速吸入，高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)冷卻水冷卻的套管，保護(hù)使用者不被燙傷，與探針另一端連接的熱測(cè)溫計(jì)150測(cè)量煙氣溫度。由于探針120和套管130之間間隔20-30cm間距，使得吸入煙氣時(shí)探針120能夠吸收煙氣中的輻射熱，補(bǔ)充普通測(cè)溫計(jì)因無(wú)熱輻射導(dǎo)致測(cè)得的溫度偏低的情況。同時(shí)，取樣裝置210從煙氣取樣口160取樣煙氣，所取樣的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)冷凝器220干燥、冷卻后，通過(guò)過(guò)濾裝置230過(guò)濾掉煙氣中的雜質(zhì)，然后經(jīng)增壓泵240增壓后，通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥250調(diào)節(jié)進(jìn)入煙氣分析儀260的煙氣流量，從而分析出煙氣中O2、CO、NO等成分的比例。測(cè)量過(guò)程完畢后，探針120抽出爐膛時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)2和3，用壓縮空氣沖洗探針和管道，保證探針的使用壽命。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)爐內(nèi)的燃燒溫度，量化溫度數(shù)值，并可以連續(xù)檢測(cè)同一截面上的不同點(diǎn)的煙氣溫度，形成焚燒爐溫度曲線；

2.可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)爐內(nèi)的煙氣成分，并可以連續(xù)檢測(cè)同一截面上不同點(diǎn)的煙氣成分，形成煙氣各成分的比例曲線；

3.抽取煙氣時(shí)能夠吸收煙氣中的輻射熱，補(bǔ)充普通溫度計(jì)因無(wú)熱輻射導(dǎo)致測(cè)得的溫度偏差；

4.測(cè)量完畢后，可用壓縮空氣沖洗套管和探針，保證探針的使用壽命。

本發(fā)明已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以?xún)?nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍所界定。