УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СОСТАВА ПРОХОДЯЩИХ ЧЕРЕЗ ГАЗОХОД ЗАПЫЛЕННЫХ ГАЗОВ

Полезная модель относится к областям теплоэнергетики, металлургии, нефтехимии, экологии и может быть использована при организации аналитического контроля проходящих через газоход сильно запыленных газов при высоких температурах.
В большинстве выпускаемых промышленностью устройств указанного назначения используются так называемые экстракционные системы пробоотбора, предусматривающие отбор в измерительную ячейку сравнительно небольшого количества предварительно охлажденного, осушенного и обеспыленного газа [1] - аналог. Подобные устройства не позволяют обеспечить проведения непрерывных измерений, поскольку предполагают обязательную периодическую продувку чистым газом системы пробоотбора. Кроме того, измерения на охлажденном осушенном газе некорректно соотносятся к реальным условиям, для пересчета на которые необходимо дополнительно проводить измерения содержания в реальном газе водяных паров или мириться с недостаточной достоверностью результатов измерений.
Известно выбранное в качестве ближайшего аналога полезной модели устройство для измерения состава проходящих через газоход запыленных газов, содержащее установленную в байпасном газоходе измерительную ячейку, побудитель расхода отводимого через байпасный газоход газового потока и средство устранения влияния пыли на результаты измерений [2]. Согласно [2] в качестве средства устранения влияния пыли на результаты измерений служит входная часть байпасного газохода, выполненная с расширением в сторону основного газохода и отделенная от его основной части, на которой установлена измерительная ячейка, поперечной перегородкой, сквозь которую пропущена узкая пробоотборная трубка. При входе запыленного газового потока во входную часть байпасного газохода частицы пыли отражаются от ее наклонных стенок, падая обратно в основной газоход. Побудителем расхода отводимого через байпасный газоход газового потока служит установленный в нем вентилятор. К недостаткам указанного устройства можно отнести то, что обеспечиваемая им эффективность обеспыливания сравнительно невысока, так как значительная часть отраженных от наклонных стенок байпасного газохода пылевых частиц подхватывается набегающим пылегазовым потоком отбираемой пробы и возвращается обратно, что приводит к отложению в пробоотборной трубке пылевых частиц. Поэтому для очистки от пыли этой трубки, как и в предыдущем случае, предусматриваются периодические кратковременные обратные продувки сжатым воздухом. Кроме того, согласно [2] в качестве побудителя расхода отводимого через байпасный газоход газового потока используется вентилятор, что приводит в случае сильно запыленных газов к необходимости периодического ремонта его лопаток.
Достигаемым результатом полезной модели является обеспечение непрерывной надежной работы предлагаемого устройства при контроле состава реального (мокрого) газа сильно запыленных газовых потоков при температурах выше точки росы.
Указанный результат обеспечивается тем, что в устройстве для непрерывного измерения состава проходящих через газоход запыленных газов, содержащем установленную в байпасном газоходе измерительную ячейку, побудитель расхода отводимого через байпасный газоход газового потока и средство устранения влияния пыли на результаты измерений, согласно полезной модели выполнено в виде установленного в байпасном газоходе перед измерительной ячейкой центробежного пылеотделителя с трубами отвода обеспыленного и обогащенного пылью газа, причем труба отвода обеспыленного газа соединена со входным патрубком измерительной ячейки, а побудитель расхода выполнен в виде двух воздушных эжекторов, выходные патрубки которых сообщены с основным газоходом, всасывающий патрубок одного из эжекторов соединен с выходным патрубком измерительной ячейки, всасывающий же патрубок другого эжектора - с выходным концом трубы отвода обогащенного пылью газа.
На чертеже схематически изображено устройство согласно полезной модели. Устройство для непрерывного измерения состава проходящих через газоход 1 запыленных газов содержит байпасный газоход 2, состоящий из помещенных в основном газоходе 1 заборных труб 3 и размещенных вне его коллектора 4 и отводной трубы 5, измерительную ячейку 6 с входным и выходным патрубками соответственно 7 и 8, побудитель расхода отводимого через байпасный газоход 2 газового потока и средство устранения влияния пыли на результаты измерений.
При этом средство устранения влияния пыли на результаты измерений выполнено в виде установленного перед измерительной ячейкой 6 центробежного пылеотделителя (циклона) 9 с входным патрубком 10, а также трубами 11 и 12 отвода соответственно обеспыленного и обогащенного пылью газа, причем труба 11 отвода обеспыленного газа соединена со входным патрубком 7 измерительной ячейки 6. Побудитель расхода отводимого через байпасный газоход 2 газового потока выполнен в виде двух воздушных эжекторов 13 и 14 с напорными патрубками соответственно 15 и 16, всасывающими патрубками соответственно 17, 18 и выходными патрубками соответственно 19, 20. При этом напорные патрубки 15, 16 соединены с трубами соответственно 21, 22 подвода сжатого воздуха, всасывающий патрубок 17 эжектора 13 соединен с выходным патрубком 8 измерительной ячейки 6, а всасывающий патрубок 18 эжектора 14 - с трубой 12 отвода обогащенного пылью газа. Выходные патрубки 19, 20 обоих эжекторов 13, 14 сообщены с основным газоходом 1. Измерительная ячейка 6 измеряет состав анализируемого газа по поглощению им в определенной области спектра пропускаемого через газ луча света.
3
Устройство согласно полезной модели работает следующим образом. Часть запыленного газа (0,2-1,0%) из основного газохода 1 при реальных температурах (300-700)°С отсасывается в байпасный газоход 2 с помощью воздушных эжекторов 13, 14. В установленном на байпасном газоходе 2 циклоне 9 подлежащий контролю газ обеспыливается до 5-20 г/м. Из циклона 9 обеспыленная часть контролируемого газа поступает по трубе 7 в измерительную ячейку 6, осуществляющую непрерывный автоматический анализ контролируемого газа по поглощению им в определенной части спектра оптического луча. Прошедшая измерительную ячейку 6 обеспыленная часть газа сбрасывается в основной газоход 1 по трубе 19 с помощью эжектора 13. Обогащенная пылью часть отобранного в байпасный газоход газового потока из циклона 9 по трубе 12 также сбрасывается в основной газоход 1 с помощью эжектора 14. Предельные значения температуры контролируемого газа при использовании устройства согласно полезной модели ограничиваются возможностями работы имеющегося в распоряжении металла для изготовления его элементов. В качестве измерительной ячейки 6 при этом может быть использованы измерительная ячейка трассового газоанализатора известной конструкции, например, серийно изготавливаемого шведской фирмой Opsis, позволяющего измерять состав газа вплоть до температуры 700°С.
Преимуществом устройства согласно полезной модели является возможность его надежной работы в непрерывном режиме контроля состава газа, включающего измерение содержания водяных паров, и при реальных температурах в газоходе.
Источники информации:
1. Патент RU 2350941, C01N 27/64, 2007.
2. Патент US 4485684, G01N 1/22, 73/863.11, 1984.