專利名稱：一種固體燃料燃燒積灰采樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種固體燃料燃燒積灰采樣裝置。具體地說是一種用于沉降爐和相關(guān)實驗裝置燃燒積灰樣品的采集裝置，屬燃燒爐內(nèi)研究設(shè)備。
背景技術(shù)：
長期以來，煤粉鍋爐積灰、結(jié)渣一直困擾電力行業(yè)，而至今尚未得到很好的解決。 在國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排的形勢下，生物質(zhì)能由于(X)2近零排放的特點已經(jīng)成為未來能源領(lǐng)域的研究重點，與煤和其他燃料相比，生物質(zhì)內(nèi)含有更多的堿性礦物質(zhì)，且隨燃燒設(shè)備的增大，積灰問題更加突出。煤與生物質(zhì)類固體燃料在爐內(nèi)燃燒時，在受熱面和煙道處積灰結(jié)渣是危及鍋爐設(shè)備安全、經(jīng)濟運行，降低鍋爐熱效率主要因素之一，是固體燃燒技術(shù)發(fā)展的主要障礙。因此，準(zhǔn)確分析燃料在爐內(nèi)的積灰形成機理和判斷鍋爐的粘污狀況，以采取相應(yīng)的措施，對于防止嚴(yán)重積灰結(jié)渣、優(yōu)化運行具有非常重要的意義。積灰是燃料中的金屬和礦物質(zhì)在燃燒過程中進(jìn)入高溫?zé)煔猓詺庀嗪蜌馊苣z顆粒兩種形式存在，這些成灰物質(zhì)伴隨著復(fù)雜的物理化學(xué)過程運動到受熱表面，在溫度變化下， 沉積下來形成積灰。近年來，國內(nèi)外許多專家學(xué)者對燃料的積灰結(jié)渣特性進(jìn)行了研究，提出了眾多預(yù)測鍋爐積灰結(jié)渣傾向的方法，例如(1)根據(jù)燃料灰熔點溫度進(jìn)行評估；( 根據(jù)固體燃料的粘度-溫度特征進(jìn)行評估；(3)根據(jù)燒結(jié)強度進(jìn)行評估；(4)根據(jù)灰的組成成分進(jìn)行評估；( 根據(jù)三元相圖，考慮溫度、顆粒撞擊壁面概率等的綜合評估。但總體而言，各評判方法的準(zhǔn)確率都不令人滿意。研究燃料積灰的形成機理可以準(zhǔn)確對積灰進(jìn)行評價，采取相應(yīng)的措施防止嚴(yán)重積灰。對燃燒實驗過程積灰樣品采集分析是研究積灰形成機理和制定控制方法的主要手段。通過對積灰樣品的分析可以得到積灰形成速度，組分分布和形態(tài)等信息。由此可見，積灰樣品的準(zhǔn)確采集至關(guān)重要。過去采集樣品主要有兩種方法，一是鍋爐停火后冷態(tài)采集受熱面和煙道上的積灰，此種方法受鍋爐運行狀況的限制，采樣不具有實時性，而且不能有計劃的控制工況條件開展積灰機理研究。二是采用積灰裝置實時采樣， 使用刀道具刮下積灰體進(jìn)行分析，這樣破壞了積灰體的機構(gòu)，導(dǎo)致后續(xù)研究中不能對積灰形貌和成分分布進(jìn)行分析，同時采樣沒有考慮積灰溫度等因素對積灰形成的影響。在爐內(nèi)高溫燃燒條件下，采集積灰樣品并保證其不被破壞是準(zhǔn)確研究積灰形成和發(fā)展機理的重要前提。目前關(guān)于沉降爐內(nèi)燃料積灰采樣方法和設(shè)備未見報道。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，使用便捷的固體燃料在沉降爐或其他實驗爐內(nèi)高溫燃燒過程中積灰樣品采樣裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種固體燃料燃燒積灰采樣裝置，該裝置的主體由升降支架、采樣支架、測溫裝置和采樣管四個部分組成。所述升降支架由電機和升降螺桿構(gòu)成；所述采樣支架是管狀結(jié)構(gòu)；所述測溫裝置由測溫探頭和儀表構(gòu)成，其探頭安裝在采樣管支架內(nèi)部，頂端固定在采樣管處，可用于實時監(jiān)測采樣管表面積灰時的積灰面溫度；所述采樣管為易拆卸的套管結(jié)構(gòu)形式，通過插拔的方式固定在升降支架套管前端，采樣后可方便取下，其材質(zhì)根據(jù)待測爐受熱面或煙道材質(zhì)選擇材質(zhì)；所述采樣管至少一個，當(dāng)采用多個采樣管的結(jié)構(gòu)時，則按不同位置和角度間隙分布。本實用新型具有以下特征和突出的效果首先充分考慮固體燃料燃燒積灰形成過程中采樣管材質(zhì)、表面溫度等影響因素，使其最大程度保證采樣過程與實際鍋爐條件相同。 其次是在同一采樣裝置上按不同角度和位置設(shè)有采樣管，通過升降裝置在沉降爐或其他實驗爐的爐膛內(nèi)易積灰的位置進(jìn)行積灰樣品的采集，減少了多次樣品采集的處理時間，極大的提高了工作效率和經(jīng)濟性。再次，采集積灰過程中，通過測溫裝置對積灰面的溫度進(jìn)行測量，為后續(xù)分析提供溫度條件；最后采樣管通過插拔的方式固定在升降支架套管前端，采樣后可方便取下而保證樣品不被破壞，保證樣品用于灰形貌和成分分布分析。本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠和適應(yīng)性強等特點。

圖1為固體燃料燃燒積灰采樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為固體燃料燃燒積灰采樣裝置中采樣支架和采樣管的俯視圖。圖中，1-采樣管；2-采樣支架；3-測溫裝置；4-升降支架。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖1和2對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)、工作原理和采樣方法做進(jìn)一步說明。本實用新型提供的爐內(nèi)積灰采樣裝置如圖1和圖2所示，裝置包括采樣管1、采樣支架2、測溫裝置3以及升降支架4。所述的采樣管1設(shè)有六個，以插拔的方式固定在采樣管支架2的一端；所述的采樣支架2為管狀結(jié)構(gòu)，另一端固定在升降支架4上；所述的測溫裝置3從采管支架2內(nèi)通過，測溫探頭設(shè)置于采樣管支架2的上端；所述的升降支架4由電機和螺旋桿組成，起升降采樣裝置用。首先根據(jù)實驗爐的爐膛受熱面或煙道的材料及采樣處實際空間尺寸來確定采樣管1和采樣管支架2的材料和外徑尺寸。其次根據(jù)采樣支架2的管徑和長度選擇適宜的測溫探頭，根據(jù)圖2所示的方式固定在采樣支架2的上端靠近采樣管1處；采樣前將準(zhǔn)備好的采樣管1固定在采樣支架2上，如圖1和2所示；采樣時，利用升降支架4升起將采樣管 1送到實驗爐內(nèi)需要采樣的位置，并測量溫度；完成積灰樣品采集后，升降支架4降下，使采樣管1離開鍋爐或?qū)嶒灎t，采樣結(jié)束后，取下采樣管1得到完好的積灰樣品。清理采樣支架 2和更換新的采樣管1進(jìn)行下一次積灰樣品采集。實施例在實驗室用小型管式沉降爐內(nèi)進(jìn)行生物質(zhì)與煤粉混合燃燒積灰特性實驗研究，沉降爐爐管直徑100mm，爐管長1200mm，燃燒溫度1000°C。采用本裝置進(jìn)行積灰樣品采集 ’考慮燃燒溫度、爐管長度及直徑，熱電偶(測溫裝置)為K型，直徑為3mm;積灰采樣裝置的采樣管材質(zhì)為石英，直徑為12mm，長15mm ；采樣支架材質(zhì)也為石英，支架直徑15mm，長度為 450mm ；置于沉降爐內(nèi)進(jìn)行生物質(zhì)與煤混燃積灰樣品采集，采集灰樣形貌良好，且一次采集六個樣品，可同時分析灰成分及分布，為分析積灰特性提供方便條件。
權(quán)利要求1.一種固體燃料燃燒積灰采樣裝置，該裝置的主體由升降支架、采樣支架、測溫裝置和采樣管四個部分組成，其特征在于所述升降支架由電機和升降螺桿構(gòu)成；所述采樣支架是管狀結(jié)構(gòu)；所述測溫裝置由測溫探頭和儀表構(gòu)成，其探頭安裝在采樣管支架內(nèi)部，頂端固定在采樣管處，可用于實時監(jiān)測采樣管表面積灰時的積灰面溫度；所述采樣管為易拆卸的套管結(jié)構(gòu)形式，通過插拔的方式固定在升降支架套管前端；所述采樣管至少一個，當(dāng)采用多個采樣管的結(jié)構(gòu)時，則按不同位置和角度間隙分布。
2.如權(quán)利要求1所述的固體燃料燃燒積灰采樣裝置，其特征在于所述的采樣管設(shè)六個為最佳。
專利摘要一種固體燃料燃燒積灰采樣裝置，主要用于相關(guān)燃燒實驗裝置的積灰樣品采集。該裝置的主體由升降支架、采樣支架、測溫裝置和易拆卸采樣管四個部分組成。其中采樣支架為管狀結(jié)構(gòu)，測溫裝置為熱電偶，固定在采樣支架內(nèi)部，其探頭固定在采樣管處，以便時時監(jiān)測燃燒過程進(jìn)行時的積灰面溫度，采樣管采用不同位置和角度間隙分布在升降支架上端，采樣后可方便取下。采樣管材質(zhì)可根據(jù)燃料性質(zhì)選取，尺寸依實驗裝置尺寸而定。本裝置可用沉降爐等實驗裝置中燃燒過程積灰樣品的采集。該采樣裝置的特點是結(jié)構(gòu)簡單，取樣靈活方便。
文檔編號G01N1/04GK201983941SQ20102067411
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者孫洋, 開興平, 李潤東, 楊天華, 賀業(yè)光 申請人:沈陽航空航天大學(xué)