一種煙氣酸露點溫度檢測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及石油化工、電力、鋼鐵、煤炭等行業燃料型工業爐的煙氣檢測裝置，具體地說涉及一種煙氣酸露點溫度檢測裝置。
【背景技術】
[0002]工業鍋爐使用的煤、重油和天然氣等燃料中都含有硫，在燃燒過程中硫和氧反應生成二氧化硫。在一定溫度下，煙氣中的過剩氧與有少量二氧化硫在催化劑氧化鐵、五氧化二釩等物質的作用下轉換成三氧化硫。三氧化硫和恰當的水蒸氣反應生成稀硫酸蒸汽，并會凝結在煙氣余熱回收設備上，使空氣預熱器、引風機、煙囪等設備產生露點腐蝕及堵塞。增加設備維護成本，嚴重時可能導致系統停運影響生產。然而，由于煙氣酸露點溫度受煙氣組分、排煙溫度、煙氣氧含量及環境空氣溫度等多種因數影響，通常不是定值，很難使用計算公式確定。爐子的排煙露點溫度長期以來靠人工估計，這不僅很難控制排煙溫度在最低值，也很難保證設備不受到露點腐蝕。為了避免發生酸露點腐蝕，需要實時監測煙氣酸露點溫度，為此人們發明了酸露點溫度測定儀(或裝置)。
[0003]傳統的煙氣露點測量儀的傳感器是通過在高溫玻璃上同時復合有電流測量電極和溫度測量電偶；測量時將傳感器置于要測的高溫煙氣之中，在該傳感器背面通以冷卻風對測量面進行冷卻，利用信號處理器同時對傳感器鏡面電流、鏡面溫度以及煙氣溫度進行檢測，當鏡面溫度達到該處煙氣酸露點溫度時，在測量鏡面上就有酸霧凝結膜生成，電流傳感器會有輸出值，此時的冷鏡溫度就是煙氣的酸露點溫度值。以這種傳感器構成的煙氣酸露點儀在實際應用中有兩個缺點:一是當排煙溫度低于其露點溫度時就無法測量煙氣酸露點溫度；二是系統結構復雜，冷卻風流量人工調整的隨機性給測量帶來了很大附加誤差。
[0004]CN201177610和CN101566593A公開的硫酸露點監測分析儀使用的是壓縮空氣制冷型測量探頭。對探頭只起冷卻作用，沒有加熱裝置對探頭加熱，當煙氣溫度低于其酸露點溫度時就無法測到其酸露點，系統結構復雜，人為調節的隨機誤差較大。
[0005]CN201277955Y公開的酸露點測量裝置使用的是帶電加熱裝置的冷卻空氣制冷型測量探頭。可對探頭進行加熱，當煙氣溫度低于其酸露點溫度時，通過電加熱裝置對探頭加熱，使其溫度升到酸露點溫度之上，然后再通過利用壓縮空氣對探頭冷卻，使其冷卻到煙氣的酸露點。該探頭的空氣制冷系統結構復雜，人為調節的隨機誤差較大。
【發明內容】
[0006]為了解決現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種煙氣酸露點溫度檢測裝置。本發明的檢測裝置能對排煙溫度進行優化控制，使排煙溫度略高于煙氣的酸露點溫度，可以避免設備發生酸露點腐蝕，達到最佳節能減排效果。
[0007]本發明提供的煙氣酸露點溫度檢測裝置主要由酸露點檢測探頭、煙氣溫度傳感器、信號適配器、信號處理器、溫度電流顯示器、探頭溫度調節器、數據存儲器和系統電源組成；酸露點檢測探頭和煙氣溫度傳感器固定于探測桿上，酸露點檢測探頭和煙氣溫度傳感器分別通過引線與信號適配器相連，信號適配器通過傳輸電纜與信號處理器相連；信號處理器通過電纜同時與溫度電流顯示器、數據存儲器、探頭溫度調節器和系統電源相連。
[0008]所述的酸露點檢測探頭主要由石英玻璃器件、鏡面溫度傳感器、電導測量器件、N型半導體制冷加熱器和P型半導體制冷加熱器組成；石英玻璃器件為一帶凸緣的桶狀物，其桶底由外向內由中心向邊緣依次鑲嵌有鏡面溫度傳感器、電導測量器件、N型半導體制冷加熱器和P型半導體制冷加熱器；鏡面溫度傳感器和電導測量器件位于石英玻璃器件桶底外側，鏡面溫度傳感器為矩形，位于桶底中心，電導測量器件呈環狀，環繞于鏡面溫度傳感器周圍，鏡面溫度傳感器和電導測量器件之間通過石英玻璃器件的玻璃基底相絕緣，二者與桶底外側相平行的表面露于玻璃基底外；N型半導體制冷加熱器和P型半導體制冷加熱器位于石英玻璃器件桶底內側，二者均呈環狀，N型半導體制冷加熱器位于桶底中心，P型半導體制冷加熱器套于N型半導體制冷加熱器上并相互接觸，二者均通過玻璃基底與鏡面溫度傳感器和電導測量器件相絕緣。
[0009]所述的酸露點檢測探頭引線共5根，包括鏡面溫度傳感器的兩根引線、電導測量器件的一根引線、N型半導體制冷加熱器和P型半導體制冷加熱器的各一根引線，這5根引線均與信號適配器相連。
[0010]本發明將半導體制冷加熱器應用到酸露點檢測探頭上，通過改變加到半導體制冷加熱器兩極的電源極性來改變“加熱/制冷”模式，通過改變流經半導體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量或制冷量的大小，從而改變煙氣酸露點檢測探頭檢測鏡面的溫度高低。
[0011]本發明所述的酸露點溫度是指被測煙氣在鏡面溫度傳感器的測量鏡面上形成最薄導電酸膜(最小導電電流)時的鏡面溫度。
[0012]本發明還提供了一種煙氣酸露點溫度檢測方法，主要包括以下步驟:
[0013]I)將煙氣酸露點溫度檢測裝置的頭部置于被測煙氣中，使酸露點檢測探頭和煙氣溫度傳感器進入升溫過程；
[0014]2)升溫過程中觀察煙氣溫度、探頭的鏡面溫度和鏡面酸膜電流的變化，此時煙氣溫度和鏡面溫度指示值將同步升高，但鏡面溫度略滯后于煙氣溫度；
[0015]3)隨時觀測探頭的鏡面酸膜電流的變化:當鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小直到為零，而鏡面溫度還沒有達到穩定值即還沒有達到煙氣溫度值，此時，待探頭鏡面溫度達到煙氣溫度以后啟動冷卻模式，調節流經半導體制冷加熱器回路的電流大小改變制冷量的大小，待探頭導電回路再次有鏡面酸膜電流生成時，記錄下此時的檢測鏡面溫度值，即是煙氣酸露點溫度值；
[0016]4)如果步驟3)中的鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小，但直到鏡面溫度達到穩定值即煙氣溫度值時其值仍然不為零，此時啟動加熱模式對探頭鏡面加熱，調節流經半導體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量的大小，在探頭導電回路鏡面電流消失時，記錄下此時的檢測鏡面溫度即是酸露點溫度值；
[0017]5)如果步驟3)和步驟4)中的鏡面酸膜電流始終為零，表明煙氣不含酸腐蝕成分，此時終止酸露點溫度檢測。
[0018]本發明的煙氣酸露點溫度檢測裝置主要用于檢測燃煤、燃油和燃氣型工業爐煙氣的酸露點溫度，可同時對測點處的煙氣溫度、探頭鏡面溫度及鏡面酸膜電流進行測量顯示，其工作過程是這樣的:
[0019]使用時將酸露點檢測探頭和煙氣溫度傳感器置于被測煙氣環境內，探頭進入升溫過程，在此過程中，同時觀察煙氣溫度、探頭的鏡面溫度和鏡面酸膜電流，煙氣溫度和鏡面溫度指示值將同步升高(但鏡面溫度略滯后于煙氣溫度)，一直到兩者達到穩定不變。在測量過程中，時刻觀測探頭的鏡面酸膜電流的變化。第一種情況是:鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小直到為零，而鏡面溫度還沒有達到穩定值(即還沒有達到煙氣溫度值)，這表明煙氣溫度大于酸露點溫度，這種情況下，為克服由于鏡面溫度略滯后于煙氣溫度帶來的測量誤差，通常為檢測出穩定的露點溫度，應使探頭鏡面溫度達到煙氣溫度以后采用冷卻模式，通過調節流經半導體制冷加熱器回路的電流大小來改變制冷量的大小，待探頭導電回路再次有鏡面酸膜電流生成時，記錄下此時的檢測鏡面溫度值，即是煙氣酸露點溫度值。第二種情況是:鏡面酸膜電流隨鏡面溫度升高逐漸變小，但直到鏡面溫度達到穩定值(煙氣溫度值)時其值仍然不為零，這表明酸露點溫度高于煙氣溫度，這種情況下，為測得煙氣的酸露點溫度，應繼續通過外部加熱源對探頭的測量鏡面加熱，選擇酸露點溫度檢測裝置的加熱模式，通過調節流經半導體制冷加熱器回路的電流大小來改變加熱量的大小，在探頭導電回路的鏡面酸膜電流消失時，記錄下此時的檢測鏡面溫度即是酸露點溫度值。第三種情況是:在測量過程中，鏡面酸膜電流始終為零，表明煙氣不含酸腐蝕成分，自然測不出酸露點溫度。在整個酸露點溫度測量過程中，將探頭鏡面溫度、鏡面酸膜電流、煙氣溫度等信號通過引線連到信號適配器，信號適配器通過傳輸電纜將信號傳輸至信號處理器，信號處理器對以上信號分別放大并轉換成對應的工程量數字信號送到溫度電流顯示器進行顯示或打印，同時將這些數據送到數據存儲器保存并可上傳到上位機。
[0020]與現有的測量方法及儀器裝置相比本發明有以下幾個突出優點:
[0021]第一、本發明所述的煙氣酸露點溫度檢測裝置與傳統的壓縮空氣冷卻探頭傳感器相比具有“冷卻-加熱”雙重功能，不但能夠檢測排煙溫度高于酸露點時的露點溫度，而且可以檢測煙溫度低于酸露點時的露點溫度。增大了測量裝置的使用范圍。
[0022]第二、本發明所述的煙氣酸露點溫度檢測裝置結構簡單，省去了壓縮空氣冷卻風管件和閥門，使測量裝置結構簡單、使用方便。探頭體積小，測量靈敏度高。
[0023]第三、該檢測裝置可根據探頭鏡面溫度自動調整半導體制冷加熱器的電流大小。克服了冷卻風流量人工調整帶來的隨機附加誤差值，提高了測量精度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的煙氣酸露點溫度檢測裝置的結構示意圖；
[0025]圖2為圖1中酸露點檢測探頭的結構示意圖；
[0026]圖3為圖2的右視圖的結構示意圖；
[0027]圖4為圖2的左視圖的結構示意圖。
[0028]圖中:1-酸露點檢測探頭，2-煙氣溫度傳感器，3-探測桿，4-信號適配器，5-傳輸電纜，6-信號處理器，7-溫度電流顯示器，8-數據存儲器，9-系統電源，10-探頭溫度調節器，11-石英玻璃器件，12-電導測量器件，13-鏡面溫度傳感器，14