PL241468B1 - Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases - Google Patents
Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases Download PDFInfo
- Publication number
- PL241468B1 PL241468B1 PL434029A PL43402920A PL241468B1 PL 241468 B1 PL241468 B1 PL 241468B1 PL 434029 A PL434029 A PL 434029A PL 43402920 A PL43402920 A PL 43402920A PL 241468 B1 PL241468 B1 PL 241468B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pipe
- measuring head
- measuring
- larger diameter
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 38
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 210000001520 comb Anatomy 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 2
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 11
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 7
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy gazów spalinowych. Rozwiązanie stosowane będzie zwłaszcza w kanałach spalin kotłów energetycznych i pieców przemysłowych. Przyrząd ten charakteryzuje się tym, że stanowi układ przepływowy wykonany z dwóch rur usytuowanych tak, że rura o mniejszej średnicy (7) zamocowana jest współosiowo w rurze o większej średnicy (6), na jednym końcu rury o większej średnicy (6) gazoszczelnie wbudowana jest głowica pomiarowa (1) wykonana z materiału będącego izolatorem elektrycznym o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła, na zewnętrznej stronie głowicy pomiarowej (1) znajdują się co najmniej dwie niepołączone ze sobą elektrody wykonane z materiału będącego przewodnikiem elektrycznym przyłączone do przewodów elektrycznych (9) służących do łączenia ich z miernikiem napięcia lub natężenia lub oporu elektrycznego, natomiast od wewnętrznej strony głowicy pomiarowej (1), to jest od wewnątrz rury o większej średnicy (6), zainstalowany jest czujnik temperatury głowicy pomiarowej (1), z którym połączone są przewody sygnałowe (8) do łączenia go z miernikiem temperatury, ponadto na powierzchni głowicy (1) naniesiona jest warstwa rezystywna stanowiąca grzałkę elektryczną, częściowo lub całkowicie otaczająca czujnik, do której przyłączone są przewody zasilające (10) do łączenia grzałki ze źródłem zasilania, po stronie przeciwległej do głowicy pomiarowej (1), rura o większej średnicy (6) zamknięta jest zaślepką wewnętrzną (20), ponadto przyrząd ma co najmniej jeden otwór wylotowy (22) przepracowanego czynnika chłodzącego, wykonany w zaślepce wewnętrznej (20) lub korzystniej w ściance rury o większej średnicy (6), dodatkowo rura o mniejszej średnicy (7), od strony głowicy pomiarowej (1), ma otwór wylotowy do wprowadzania czynnika chłodzącego, do wnętrza rury o większej średnicy (6), w kierunku głowicy pomiarowej (1), a przeciwległy koniec rury o mniejszej średnicy (7) wyprowadzony jest poza rurę (6) i wyposażony jest w zawór regulacyjny (12) czynnika chłodzącego, ponadto przyrząd wyposażony jest w jednostkę centralną (18) zawierającą sterownik oraz moduł do wyświetlania i zapisywania danych pomiarowych, przy czym do jednostki centralnej (18) doprowadzone są przewody sygnałowe (8) czujnika temperatury oraz przewody elektryczne (9) elektrod.The subject of the application is an instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases. The solution will be used in particular in the flue gas ducts of power boilers and industrial furnaces. This device is characterized by the fact that it is a flow system made of two pipes arranged in such a way that the smaller diameter pipe (7) is coaxially fixed in the larger diameter pipe (6); measuring head (1) made of an electrical insulator material with high thermal conductivity, on the outside of the measuring head (1) there are at least two unconnected electrodes made of an electrically conductive material connected to electric wires (9) for connecting with a voltage or current or electric resistance meter, while on the inside of the measuring head (1), i.e. inside the pipe with a larger diameter (6), a temperature sensor of the measuring head (1) is installed, to which the signal wires are connected (8 ) to connect it with a temperature meter, moreover, layers are applied to the surface of the head (1) and the resistive electric heater, partially or completely surrounding the sensor, to which the power cables (10) are connected for connecting the heater with the power source, on the side opposite to the measuring head (1), the larger diameter pipe (6) is closed with an internal plug ( 20), moreover, the device has at least one outlet (22) of the used coolant, made in the inner plug (20) or more preferably in the wall of the pipe with a larger diameter (6), additionally a pipe with a smaller diameter (7), from the side of the measuring head (1) has an outlet for introducing the cooling medium into the pipe with a larger diameter (6) towards the measuring head (1), and the opposite end of the smaller diameter pipe (7) extends outside the pipe (6) and is equipped with a coolant regulating valve (12), moreover, the instrument is equipped with a central unit (18) containing a controller and a module for displaying and storing measurement data, m, the signal wires (8) of the temperature sensor and the electric wires (9) of the electrodes are brought to the central unit (18).
Description
PL 241 468 B1PL 241 468 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy gazów spalinowych. Rozwiązanie stosowane będzie zwłaszcza w kanałach spalin kotłów energetycznych i pieców przemysłowych.The subject of the invention is an instrument for measuring the acid dew point temperature of flue gases. The solution will be used especially in flue gas ducts of power boilers and industrial furnaces.
Temperatura kwasowego punktu rosy spalin to temperatura, w której rozpoczyna się kondensacja par zawartych w spalinach.The acid dew point temperature of the exhaust gas is the temperature at which condensation of the vapors contained in the exhaust gas begins.
W celu podniesienia sprawności kotła energetycznego można przeprowadzić modernizację w kierunku obniżenia temperatury spalin wylotowych, co skutkuje zmniejszeniem straty wylotowej. Modernizacje takie dokonuje się przede wszystkim poprzez zwiększenie ilości ciepła odbieranej ze spalin wylotowych przez wymienniki ciepła, mające najczęściej postać podgrzewaczy powietrza lub wody. Dolną granicą sensowności obniżania temperatury spalin wylotowych jest temperatura kwasowego punktu rosy, w której ze spalin wykrapla się kwaśny kondensat. Znajomość kwasowego punktu rosy spalin jest istotna, ponieważ skropliny zawierające kwas są bardzo silnie korozyjne, ponadto intensyfikują zalepianie pyłem elementów przepływowych. Szkodliwymi skutkami wykroplenia zagrożone są końcowe odcinki ciągu konwekcyjnego, podgrzewacze powietrza, odpylacze, wentylatory wyciągowe, kanały spalin i kominy. Wyniki otrzymane z pomiarów temperatury punktu rosy spalin pozwalają optymalizować sprawność kotła w kierunku minimalizacji straty wylotowej dzięki obniżaniu temperatury spalin do wartości, dla której nie następuje jeszcze wykraplanie kwaśnego kondensatu w elementach ciągu spalinowego.In order to increase the efficiency of a power boiler, it is possible to modernize it to lower the exhaust gas temperature, which results in a reduction of the exhaust loss. Such modernizations are carried out primarily by increasing the amount of heat received from exhaust gases through heat exchangers, most often in the form of air or water heaters. The lower limit of reasonableness of lowering the exhaust gas temperature is the acid dew point temperature at which acid condensate condenses from the exhaust gas. Knowledge of the acid dew point of flue gas is important because acid-containing condensates are very corrosive, and they also intensify the clogging of flow elements with dust. The harmful effects of condensation are at risk for the final sections of the convection line, air heaters, dust collectors, exhaust fans, flue gas ducts and chimneys. The results obtained from measurements of the flue gas dew point temperature make it possible to optimize the boiler efficiency towards minimizing the outlet loss by lowering the flue gas temperature to a value at which acid condensate does not condense in the flue gas line elements.
Na stronie internetowej: https://www.ametek-land.com/products/combustionefficiencymonitors//lancom200 ujawniono rozwiązanie do pomiaru temperatury punktu rosy spalin w kotłach energetycznych. Stanowi ono przyrząd, którego główny element to głowica pomiarowa umieszczona w kanale spalin i ogrzewana po stronie zewnętrznej spalinami, a po stronie wewnętrznej chłodzona powietrzem doprowadzanym z zewnątrz kanału do głowicy. Przyrząd składa się z sondy z głowicą pomiarową oraz przenośnego urządzenia sterującego, które zawiera regulator przepływu powietrza i elektronikę do pomiaru przewodności i temperatury. Na czole głowicy pomiarowej od strony przepływających spalin zamontowane są czujniki przewodności i temperatury. Czujnik przewodności składa się z dwóch platynowych elektrod osadzonych w głowicy ze szkła borokrzemowego, dodatkowo jedna z tych elektrod jest jednocześnie czujnikiem temperatury. Gdy głowica schłodzi się do temperatury kwasowego punktu rosy, opary kwasu siarkowego wykraplają się na jej powierzchni, co można wykryć przez pomiar przewodnictwa między dwiema elektrodami. Elektroda pierścieniowa jest wykonana z czystej platyny, a elektroda liniowa jest w rzeczywistości termoparą typu R, co pozwala na pomiar temperatury głowicy pomiarowej. Gdy szybkość kondensacji jest równa szybkości parowania powstały film kwasowy jest w równowadze, a przewodnictwo jest stałe. Punkt równowagi odpowiada temperaturze kwasowego punktu rosy. Zakres temperatur kwasowego punktu rosy zapisany w specyfikacji producenta to 120-200°C, co uniemożliwia prowadzenie pomiaru punktu rosy w spalinach na przykład z nowoczesnych kotłów węglowych, gdzie zakres temperatury kwasowego punktu rosy może wynosić nawet poniżej 40°C.The website: https://www.ametek-land.com/products/combustionefficiencymonitors//lancom200 reveals a solution for measuring the dew point temperature of flue gas in power boilers. It is an instrument whose main element is a measuring head placed in the flue gas duct and heated on the outside with flue gas, and on the inside cooled by air supplied from the outside of the duct to the head. The instrument consists of a probe with a measuring head and a portable control unit that includes an air flow regulator and electronics for conductivity and temperature measurement. Conductivity and temperature sensors are mounted on the face of the measuring head from the flue gas side. The conductivity sensor consists of two platinum electrodes embedded in a head made of borosilicate glass, additionally one of these electrodes is also a temperature sensor. When the head cools to the acid dew point temperature, sulfuric acid vapor condenses on its surface, which can be detected by measuring the conductivity between the two electrodes. The ring electrode is made of pure platinum, and the line electrode is actually an R-type thermocouple, which allows the temperature of the measuring head to be measured. When the rate of condensation is equal to the rate of evaporation, the resulting acid film is in equilibrium and the conductivity is constant. The equilibrium point corresponds to the acid dew point temperature. The acid dew point temperature range specified in the manufacturer's specification is 120-200°C, which makes it impossible to measure the dew point in flue gases, for example from modern coal-fired boilers, where the acid dew point temperature range may be even below 40°C.
Z opisu patentowego PL209436 znana jest sonda do automatycznego pomiaru temperatury punktu rosy spalin wykonana w kształcie tuby, którą tworzą rury o różnych średnicach usytuowane współosiowo, przy czym jeden koniec drugiej rury zamyka szczelnie szklany czujnik w kształcie spłaszczonej kopuły, a na jego czołowej spłaszczonej powierzchni od strony spalin, cyklicznie oczyszczanej, są wtopione dwie elektrody pomiarowe, z których jedna jest termoparą, z kolei rura wewnętrzna jest kanałem doprowadzającym powietrze do wnętrza szklanej kopuły. Sonda charakteryzuje się tym, że tuba posiada skokowo zmieniającą się średnicę i jest wykonana z trzech rur usytuowanych współosiowo względem siebie, przy czym pierwsza rura o najmniejszej średnicy jest najdłuższą rurą wewnętrzną a jej zewnętrzny koniec jest połączony z układem nawiewu powietrza, zaś trzecia rura o największej średnicy jest najkrótszą rurą zewnętrzną, natomiast wewnątrz sondy, drugą środkową rurę o średniej długości zamyka szczelnie szklany czujnik pomiarowy, a na jego czołowej powierzchni stykającej się ze spalinami są wtopione dwie termopary, które są równocześnie elektrodami do pomiaru rezystancji, przy czym przewody wychodzące z pierwszej termopary są ułożone na powierzchni szklanego czujnika pomiarowego po stronie stykającej się ze spalinami, natomiast przewody wychodzące z drugiej termopary umiejscowione są po stronie wewnętrznej czujnika pomiarowego od strony powietrza, ponadto trzecia rura jest zakończona dwustronnie komorami powietrza w kształcie wydrążonych pierścieni, które zamykają przestrzeń między drugą rurą a trzecią rurą przy czym przestrzeń ta jest wypełniona termiczną izolacją, w której są umieszczone kanały powietrza łączące drugą komorę powietrza z pierwszą komorąFrom the patent description PL209436, there is known a probe for automatic measurement of the exhaust gas dew point temperature, made in the shape of a tube, which is made of pipes of different diameters located coaxially, with one end of the other pipe tightly closed by a glass sensor in the shape of a flattened dome, and on its front flattened surface from On the cyclically cleaned flue gas side, two measuring electrodes are embedded, one of which is a thermocouple, while the inner pipe is a channel supplying air to the interior of the glass dome. The probe is characterized by the fact that the tube has a stepwise changing diameter and is made of three tubes located coaxially to each other, where the first tube with the smallest diameter is the longest inner tube and its outer end is connected to the air supply system, and the third tube with the largest diameter is the shortest outer pipe, while inside the probe, the second middle pipe of medium length is tightly closed by a glass measuring sensor, and two thermocouples are embedded on its front surface in contact with the exhaust gases, which are also electrodes for measuring resistance, the wires coming out of the first thermocouples are arranged on the surface of the glass measuring sensor on the side in contact with the exhaust gases, while the wires coming out of the second thermocouple are located on the inside of the measuring sensor from the air side, moreover, the third tube is ended on both sides with air chambers in the shape of hollow p rings that close the space between the second pipe and the third pipe, this space being filled with thermal insulation, in which air channels connecting the second air chamber with the first chamber are placed
PL 241 468 B1 powietrza zasilającą spłaszczoną dyszę powietrza, która jest usytuowana skośnie do spłaszczonej powierzchni kopuły czujnika pomiarowego stykającej się ze spalinami, przy czym wlot dyszy powietrza jest połączony z pierwszą komorą powietrza a jej wylot skierowany jest w taki sposób, że powietrze czyszczące wydmuchiwane jest na powierzchnię szklaną między termoparami oraz wokół nich pod kątem, co najwyżej 30 stopni, ponadto pierwsza komora powietrza otacza szczelnie osłonę, wystającą do kanału spalin. Powyższe rozwiązanie posiada ograniczenia ze względu na zastosowanie szklanego czujnika, który charakteryzują niskie wartości współczynnika przewodzenia ciepła i znaczna grubość elementu, co ogranicza uzyskiwanie dostatecznie niskich temperatur czoła głowicy zapewniających jej schłodzenie poniżej punktu rosy, co jest niezbędne do wykonania pomiaru. Czujnik szklany ogrzewany jest przez dodatkową grzałkę nie zamontowaną bezpośrednio na czujniku, co wymusza zwiększenie gabarytów urządzenia. Szklany czujnik posiada stosunkowo dużą masę i pojemność cieplną, co powoduje konieczność jego długiego nagrzewania i chłodzenia w celu uzyskania wymaganych temperatur, a to skutkuje długim czasem pomiędzy kolejnymi seriami pomiarowymi. Urządzenie nie posiada układu dodatkowego schładzania czynnika chłodzącego, co uniemożliwia wykonanie pomiaru gdy dostępne parametry czynnika chłodzącego nie pozwalają na schłodzenie czujnika poniżej temperatury punktu rosy.EN 241 468 B1 air supplying a flattened air nozzle which is located obliquely to the flattened surface of the measuring sensor dome in contact with the exhaust gases, the inlet of the air nozzle is connected to the first air chamber and its outlet is directed so that the cleaning air is exhausted onto the glass surface between and around the thermocouples at an angle of not more than 30 degrees, and the first air chamber seals around the sheath protruding into the flue gas duct. The above solution has limitations due to the use of a glass sensor, which is characterized by low values of the thermal conductivity coefficient and a significant thickness of the element, which limits the achievement of sufficiently low temperatures of the head face to ensure its cooling below the dew point, which is necessary to perform the measurement. The glass sensor is heated by an additional heater not mounted directly on the sensor, which forces the device to increase its size. The glass sensor has a relatively large mass and heat capacity, which makes it necessary to heat and cool it for a long time in order to obtain the required temperatures, and this results in a long time between successive measurement series. The device does not have a system for additional cooling of the cooling medium, which makes it impossible to perform the measurement when the available parameters of the cooling medium do not allow the sensor to be cooled below the dew point temperature.
Osiągnięcie punktu rosy sygnalizuje pojawienie się kondensatu na powierzchni głowicy pomiarowej od strony spalin, które wykrywa się na drodze elektrycznej lub optycznej. Pomiary punktu rosy przebiegają cyklicznie, to jest kolejny cykl pomiarowy obejmuje nagrzanie głowicy pomiarowej do temperatury powyżej temperatury kwasowego punktu rosy i ponowne jej chłodzenie.Reaching the dew point signals the appearance of condensate on the surface of the measuring head from the flue gas side, which is detected electrically or optically. Dew point measurements are carried out cyclically, i.e. the next measurement cycle includes heating the measuring head to a temperature above the acid dew point temperature and cooling it again.
Problemami występującymi podczas pomiaru jest doprowadzenie do głowicy pomiarowej czynnika chłodzącego ze źródła zewnętrznego, o mocy chłodzenia pozwalającej na schłodzenie głowicy poniżej temperatury kwasowego punktu rosy. Spowodowane jest to ograniczonym strumieniem i temperaturą czynnika chłodzącego w postaci sprężonego powietrza (powietrze w wyniku sprężania osiąga wyższą temperaturę niż temperatura otoczenia, ponadto w okresach letnich sprężone powietrze podgrzewa się w zbiornikach magazynowych i rurociągach transportowych wystawionych bezpośrednio na działanie promieniowania słonecznego) lub niskim współczynnikiem przewodzenia ciepła materiału, z którego wykonana jest głowica pomiarowa. Sprawia to, że dla spalin ze spalania węgla kamiennego, większość dostępnych na rynku mierników nie pozwala na schłodzenie głowicy pomiarowej poniżej wartości temperatury kwasowego punktu rosy. Trudności występują zwłaszcza w okresie wysokich temperatur powietrza atmosferycznego i wysokich obciążeń kotła. Szklana głowica pomiarowa charakteryzuje się dużą bezwładnością cieplną i czas jej nagrzewania po wyłączeniu chłodzenia jest stosunkowo długi. Ponadto głowica pomiarowa przed umieszczeniem w kanale posiada temperaturę otoczenia zwykle znacznie niższą niż temperatura kwasowego punktu rosy spalin i jej nagłe zanurzenie w kanale powoduje natychmiastowe wykroplenie wilgoci i jednoczesne oblepienie trudno usuwalnym pyłem, co uniemożliwia rozpoczęcie pomiarów.The problems occurring during the measurement are supplying the measuring head with a cooling medium from an external source, with a cooling power that allows the head to be cooled below the acid dew point temperature. This is due to the limited stream and temperature of the cooling medium in the form of compressed air (air is compressed to a higher temperature than the ambient temperature, moreover, in summer, compressed air is heated in storage tanks and transport pipelines exposed directly to solar radiation) or a low conductivity coefficient heat of the material from which the measuring head is made. As a result, for flue gases from hard coal combustion, most of the meters available on the market do not allow the measuring head to be cooled below the value of the acid dew point temperature. Difficulties occur especially in the period of high atmospheric air temperatures and high boiler loads. The glass measuring head is characterized by high thermal inertia and the time of its heating after switching off the cooling is relatively long. In addition, the measuring head, before being placed in the duct, has an ambient temperature that is usually much lower than the temperature of the acid dew point of exhaust gases and its sudden immersion in the duct causes immediate condensation of moisture and, at the same time, sticking with hard-to-remove dust, which makes it impossible to start measurements.
Celem twórców niniejszego wynalazku stało się usunięcie niedogodności i ograniczeń wynikających ze stosowania znanych rozwiązań, zwłaszcza urządzeń znanych z patentu PL209436 oraz ze strony internetowej https://www.ametek-land.com/products/combustionefficiencymonitors/lancom200, a cel ten udało się osiągnąć poprzez opracowanie przyrządu o istotnie zmodyfikowanej konstrukcji.The aim of the authors of the present invention was to remove the inconveniences and limitations resulting from the use of known solutions, especially devices known from the patent PL209436 and from the website https://www.ametek-land.com/products/combustionefficiencymonitors/lancom200, and this goal was achieved by developing a device with a significantly modified structure.
Istotę wynalazku stanowi przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy gazów spalinowych, zwłaszcza w kanałach spalin kotłów energetycznych i pieców przemysłowych, stanowiący układ przepływowy wykonany z dwóch rur, każda o innej średnicy, usytuowanych tak, że rura o mniejszej średnicy zamocowana jest współosiowo w rurze o większej średnicy, na jednym końcu rury o większej średnicy gazoszczelnie wbudowana jest głowica pomiarowa, na zewnętrznej stronie głowicy pomiarowej znajdują się co najmniej dwie niepołączone ze sobą elektrody, a elektrody przyłączone są do przewodów elektrycznych służących do łączenia ich z miernikiem napięcia albo miernikiem natężenia albo miernikiem oporu elektrycznego, charakteryzujący się tym, że od wewnętrznej strony głowicy pomiarowej, to jest od wewnątrz rury o większej średnicy, zainstalowany jest czujnik temperatury głowicy pomiarowej, z którym połączone są przewody sygnałowe do łączenia go z miernikiem temperatury, ponadto na powierzchni głowicy pomiarowej naniesiona jest warstwa rezystywna częściowo lub całkowicie otaczająca czujnik temperatury głowicy pomiarowej, stanowiąca grzałkę elektryczną, do której przyłączone są przewody zasilające do łączenia grzałki ze źródłem zasilania. Czujnik temperatury służy do pomiaru temperatury głowicy pomiarowej i to właśnie on pozwala określić temperaturę punktu rosy, przy czym odczytu wartości temperatury może dokonywać osoba obsługująca przyrząd lub korzystnie może odbywać się z wykorzystaniem modułu automatyki.The essence of the invention is an instrument for measuring the temperature of the acid dew point of flue gases, especially in the flue gas ducts of power boilers and industrial furnaces, which is a flow system made of two pipes, each of a different diameter, located in such a way that a pipe with a smaller diameter is mounted coaxially in a pipe with larger diameter, a gas-tight measuring head is built into one end of a pipe with a larger diameter, at least two unconnected electrodes are located on the outer side of the measuring head, and the electrodes are connected to electric wires used to connect them to a voltage meter or current meter or meter electrical resistance, characterized in that on the inside of the measuring head, i.e. on the inside of a pipe with a larger diameter, a temperature sensor of the measuring head is installed, to which signal wires are connected to connect it with a temperature meter, moreover, on the surface of the head after The measuring head has a resistive layer partially or completely surrounding the temperature sensor of the measuring head, constituting an electric heater, to which power cables are connected to connect the heater with the power source. The temperature sensor is used to measure the temperature of the measuring head and it is the sensor that allows you to determine the dew point temperature, while the temperature value can be read by the person operating the device or preferably by using the automation module.
PL 241 468 B1PL 241 468 B1
Po stronie przeciwległej do głowicy pomiarowej, rura o większej średnicy zamknięta jest - w sposób rozłączny lub nierozłączny - zaślepką wewnętrzną. Przyrząd ma co najmniej jeden otwór wylotowy przepracowanego czynnika chłodzącego, wykonany albo w zaślepce wewnętrznej albo korzystniej w ściance rury o większej średnicy w pobliżu zaślepki wewnętrznej. Umiejscowienie otworu/ów w ściance bocznej rury pozwala ograniczyć ryzyko wylotu podgrzanego czynnika chłodzącego w kierunku operatora przyrządu.On the side opposite to the measuring head, a pipe with a larger diameter is closed - detachably or inseparably - with an internal plug. The apparatus has at least one spent refrigerant outlet, either in the inner plug or, more preferably, in the wall of the larger diameter pipe in the vicinity of the inner plug. The location of the hole(s) in the side wall of the pipe reduces the risk of the heated coolant flowing towards the instrument operator.
Rura o mniejszej średnicy, od strony głowicy pomiarowej, ma otwór wylotowy służący do wprowadzania czynnika chłodzącego do wnętrza rury o większej średnicy, w kierunku głowicy pomiarowej, a przeciwległy koniec rury o mniejszej średnicy wyprowadzony jest poza rurę o większej średnicy i wyposażony jest w zawór regulacyjny, poprzez który łączony jest ze źródłem strumienia dostarczanego czynnika chłodzącego.The smaller diameter pipe, from the side of the measuring head, has an outlet for introducing the coolant into the larger diameter pipe, towards the measuring head, and the opposite end of the smaller diameter pipe is led outside the larger diameter pipe and is equipped with a control valve through which it is connected to the stream source of the supplied coolant.
Przyrząd wyposażony jest w jednostkę centralną zawierającą sterownik oraz moduł do wyświetlania i zapisywania danych pomiarowych, przy czym do jednostki centralnej doprowadzone są przewody sygnałowe czujnika temperatury oraz elektrod.The device is equipped with a central unit containing a controller and a module for displaying and saving measurement data, and the signal wires of the temperature sensor and electrodes are connected to the central unit.
W korzystnym wariancie do jednostki centralnej doprowadzone są również przewody sterowania zaworem do regulacji strumienia przepływającego czynnika chłodzącego, co pozwala na automatyczne (a nie ręczne) sterowanie, a zawór wyposażony jest w siłownik do jego obrotu.In a preferred variant, the central unit is also equipped with valve control wires for regulating the stream of the flowing coolant, which allows for automatic (and not manual) control, and the valve is equipped with an actuator for its rotation.
Wszystkie sygnały pomiarowe z czujnika temperatury i elektrod przesyłane są do jednostki centralnej, która archiwizuje, wyświetla i przesyła dane do zewnętrznych systemów sterowania oraz może sterować otwieraniem zaworu do regulacji strumienia przepływającego czynnika chłodzącego (w wersji mniej korzystnej otwieraniem zaworu można sterować ręcznie, to jest bez automatycznej regulacji z jednostki centralnej).All measurement signals from the temperature sensor and electrodes are sent to the central unit, which archives, displays and transmits data to external control systems and can control the opening of the valve for regulating the stream of the flowing coolant (in the less favorable version, the opening of the valve can be controlled manually, i.e. without automatic adjustment from the central unit).
Korzystnie, głowica pomiarowa wbudowana jest w zaślepkę zewnętrzną rury o większej średnicy, korzystnie wykonaną z teflonu. Zaślepka zewnętrzna gazoszczelnie zamyka rurę od strony kanału spalin.Preferably, the measuring head is built into the outer plug of the pipe with a larger diameter, preferably made of Teflon. The outer cap seals the pipe gas-tight from the side of the flue gas duct.
Korzystnie, każda z elektrod znajdujących się na głowicy pomiarowej ma postać grzebienia, o takich samych gabarytach, a grzebienie zamontowane są na głowicy pomiarowej w taki sposób, że zazębiają się bezstykowo.Preferably, each of the electrodes located on the measuring head has the form of a comb of the same dimensions, and the combs are mounted on the measuring head in such a way that they intermesh without contact.
Korzystnie, każda z elektrod znajdujących się na głowicy pomiarowej ma postać spirali, które zamontowane są na głowicy pomiarowej w taki sposób, że zazębiają się bezstykowo.Preferably, each of the electrodes located on the measuring head is in the form of a spiral, which are mounted on the measuring head in such a way that they mesh without contact.
Takie układy elektrod, to jest grzebieniowy lub spiralny eliminują możliwość powstawania „martwych stref”, w których pomimo wystąpienia kropel kondensatu na głowicy, nie doszłoby do utworzenia połączenia elektrycznego pomiędzy elektrodami.Such electrode systems, i.e. comb or spiral, eliminate the possibility of "dead zones" in which, despite the occurrence of condensate drops on the head, no electrical connection would be established between the electrodes.
Korzystnie, elektrody są napylone na zewnętrznej stronie głowicy pomiarowej.Preferably, the electrodes are sputtered on the outside of the measuring head.
Głowica pomiarowa wykonana jest z materiału będącego izolatorem elektrycznym o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła, to jest nie niższym niż 30 W/mK, natomiast elektrody wykonane są z materiału będącego przewodnikiem elektrycznym i odpornego na działanie kwasów, najkorzystniej z platyny albo złota albo srebra albo grafitu albo ich stopów.The measuring head is made of a material which is an electrical insulator with a high thermal conductivity coefficient, i.e. not lower than 30 W/mK, while the electrodes are made of a material which is an electrical conductor and resistant to acids, preferably platinum or gold or silver or graphite or their alloys.
Korzystnie, czujnik temperatury głowicy pomiarowej zainstalowany jest w centralnym punkcie powierzchni głowicy pomiarowej.Preferably, the temperature sensor of the measuring head is installed in a central point of the surface of the measuring head.
Korzystnie, otwór wylotowy rury o mniejszej średnicy, od strony głowicy pomiarowej, zaopatrzony jest w dyszę wylotową.Preferably, the outlet opening of the pipe with a smaller diameter, from the side of the measuring head, is provided with an outlet nozzle.
Korzystnie, czynnikiem chłodzącym wprowadzanym z rury o mniejszej średnicy do wnętrza rury o większej średnicy jest sprężone powietrze.Preferably, the coolant introduced from the smaller diameter pipe into the larger diameter pipe is compressed air.
Korzystnie, koniec rury o mniejszej średnicy wyprowadzony jest poza rurę o większej średnicy przez otwór w zaślepce wewnętrznej.Preferably, the end of the smaller diameter pipe extends beyond the larger diameter pipe through an opening in the inner plug.
Korzystnie, przyrząd wyposażony jest w termometr do pomiaru temperatury przepływających spalin umieszczony wewnątrz rury o większej średnicy, ale na zewnątrz rury o mniejszej średnicy, którego element pomiarowy wyprowadzony jest poza głowicę pomiarową na zewnątrz przyrządu, tak, by umożliwić pomiar temperatury spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony termometr wyprowadzony jest poza zaślepkę wewnętrzną i przyłączony do przewodu sygnałowego, służącego do przesyłania informacji o temperaturze spalin do jednostki centralnej. Korzystnie, termometr ma postać termopary lub termometru oporowego. Termometr służy do pomiaru temperatury przepływających spalin, a porównanie jej wartości z wartością temperatury kwasowego punktu rosy spalin, pozwala na określenie stopnia zagrożenia korozją niskotemperaturową elementów omywanych spalinami, lub przez które przepływają gazy spalinowe, zwłaszcza zasiarczone, w których występują SO2 i SO3.Preferably, the device is equipped with a thermometer for measuring the temperature of the flowing gases, placed inside a pipe with a larger diameter, but outside the pipe with a smaller diameter, the measuring element of which is led out beyond the measuring head outside the device, so as to enable measurement of the temperature of the exhaust gases flowing around the device during measurement, and on the other hand, the thermometer is led outside the inner plug and connected to the signal wire used to send information about the exhaust gas temperature to the central unit. Preferably, the thermometer is in the form of a thermocouple or resistance thermometer. The thermometer is used to measure the temperature of the flowing exhaust gas, and comparing its value with the value of the acid dew point temperature of the exhaust gas, allows you to determine the degree of risk of low-temperature corrosion of elements washed by exhaust gas, or through which exhaust gas flows, especially sulphated, in which SO2 and SO3 are present.
PL 241 468 B1PL 241 468 B1
W przypadku gdy temperatura spalin jest równa lub niższa od ustalonej temperatury kwasowego punktu rosy spalin (szczególnie przy ściankach kanału) występuje wysokie ryzyko korozji niskotemperaturowej materiałów stalowych, z których w przeważającej większości wykonane są kanały spalin, a które nie są odpowiednio zabezpieczone antykorozyjnie.If the flue gas temperature is equal to or lower than the set temperature of the flue gas acid dew point (especially at the duct walls), there is a high risk of low-temperature corrosion of steel materials, of which the flue gas ducts are mostly made, and which are not properly protected against corrosion.
Korzystnie, przyrząd wyposażony jest w obustronnie otwartą rurkę pomiarową, na przykład stalową, umieszczoną pomiędzy rurą o większej średnicy i rurą o mniejszej średnicy, biegnącą wzdłuż przyrządu, przy czym jeden otwarty koniec rurki wyprowadzony jest na zewnątrz przyrządu, korzystnie umieszczony jest przelotowo w głowicy pomiarowej lub w zaślepce zewnętrznej, tak, by umożliwić pobór do rurki pomiarowej spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony rurka pomiarowa wyprowadzona jest poza rurę o większej średnicy, korzystnie przez otwór w zaślepce wewnętrznej zamykającej tą rurę. Korzystnie, przyrząd wyposażony jest w analizator spalin, który podłączony jest do rurki pomiarowej, która w tym wariancie służy do pobierania próbek gazowych do analizatora spalin. Korzystnie, przyrząd wyposażony jest w przetwornik różnicy ciśnień, który podłączony jest do rurki pomiarowej, która w tym wariancie służy do pobierania próbek gazowych do pomiaru ciśnienia przepływających spalin poprzez podłączenie do niej przetwornika różnicy ciśnień. Korzystnie, przewody sygnałowe analizatora spalin lub przetwornika różnicy ciśnień podłączone są do jednostki centralnej.Preferably, the device is equipped with a measuring tube, open on both sides, for example a steel one, placed between a pipe with a larger diameter and a pipe with a smaller diameter, running along the device, with one open end of the tube led outside the device, preferably located through the measuring head or in the external plug, so as to enable the collection of exhaust gas flowing around the device during the measurement into the measuring pipe, and on the other hand, the measuring pipe is led outside the pipe with a larger diameter, preferably through the hole in the internal plug closing this pipe. Preferably, the device is equipped with an exhaust gas analyzer, which is connected to a measuring tube, which in this variant is used to collect gas samples for the exhaust gas analyzer. Preferably, the device is equipped with a pressure difference transducer, which is connected to a measuring tube, which in this variant is used to collect gas samples for measuring the pressure of flowing exhaust gas by connecting a pressure difference transducer to it. Preferably, the signal wires of the exhaust gas analyzer or differential pressure transducer are connected to the central unit.
Korzystnie, dysza chłodząca ma postać rurki wirowej Ranque’a.Preferably, the cooling nozzle is in the form of a Ranque vortex tube.
Korzystnie, zaizolowane przewody, to jest przewody sygnałowe czujnika temperatury do łączenia go z miernikiem temperatury, przewody zasilające grzałki elektrycznej do łączenia jej ze źródłem zasilania grzałki i przewody elektryczne elektrod do łączenia ich z miernikiem napięcia lub natężenia lub oporu elektrycznego, prowadzone są wewnątrz rury o większej średnicy a na zewnątrz rury o mniejszej średnicy. Prowadzenie przewodów na zewnątrz rury o większej średnicy powodowałoby konieczność zastosowania dodatkowej osłony, żeby nie ulegały uszkodzeniu podczas wkładania do króćca pomiarowego. Natomiast prowadzenie przewodów wewnątrz rury o mniejszej średnicy, która dostarcza czynnik chłodzący, korzystnie sprężone powietrze, utrudniałoby jej skuteczne uszczelnienie.Preferably, the insulated wires, i.e. signal wires of the temperature sensor to connect it to the temperature meter, power wires of the electric heater to connect it to the heater power source and electric wires of the electrodes to connect them to the voltage or current or electrical resistance meter, are run inside a tube with larger diameter pipes and smaller diameter pipes outside. Leading the wires outside the pipe with a larger diameter would necessitate the use of an additional cover so that they are not damaged when inserted into the measuring nipple. On the other hand, routing the wires inside a pipe of smaller diameter, which supplies a cooling medium, preferably compressed air, would make it difficult to seal it effectively.
Korzystnie, rury wykonane są z materiału nierdzewnego, na przykład ze stali 316.Preferably, the pipes are made of a stainless material, such as 316 steel.
Korzystnie, głowica pomiarowa wykonana jest z ceramiki AI2O3 (tlenek glinu) lub AlN (azotek glinu). W znanych rozwiązaniach stosowane jest często szkło typu PYREX, podczas gdy zastosowanie ceramiki stanowi istotne ulepszenie z uwagi na zdecydowanie wyższy współczynnik przewodzenia ciepła. Przykładowo ceramika AI2O3 ma współczynnik o wartości 30 W/mK, podczas gdy dotychczas stosowane szkło Pyrex ma współczynnik 30-krotnie niższy, równy 1 W/mK.Preferably, the measuring head is made of Al2O3 (alumina) or AlN (aluminum nitride) ceramics. In the known solutions, PYREX glass is often used, while the use of ceramics is a significant improvement due to the significantly higher thermal conductivity coefficient. For example, Al2O3 ceramics have a factor of 30 W/mK, while Pyrex glass used so far has a factor 30 times lower, equal to 1 W/mK.
Przyrząd według wynalazku umożliwia prowadzenie ciągłego lub chwilowego pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin w kotłach energetycznych. Wyniki pomiaru mogą być przekazywane on-line do nastawni kotła lub Rozproszonego Systemu Sterowania kotła (DCS Distributed Control System) lub mogą być miejscowo rejestrowane i archiwizowane. Przyrząd może być stosowany w pomiarach i automatyzacji kotłów energetycznych.The device according to the invention enables continuous or instantaneous measurement of the acid dew point temperature of flue gas in power boilers. Measurement results can be transferred on-line to the boiler control room or DCS Distributed Control System, or they can be locally recorded and archived. The device can be used in the measurement and automation of power boilers.
Przyrząd umieszczany jest w dowolnym położeniu w kanale spalinowym przez wykonany w nim otwór, przy czym w celu dokonania pomiaru tylko część przyrządu zanurza się w przepływających spalinach. Optymalna głębokość zanurzenia w kanale spalin powinna zapewniać by czujnik pomiarowy znajdował się w obszarze spalin, których parametry można uznać za reprezentatywne dla całego przekroju kanału. Najkorzystniej wsuwa się go aż do osi podłużnej kanału spalin. Część niezanurzona w kanale służy do trzymania przez użytkownika lub przymocowania do kanału spalin.The instrument is placed in any position in the flue through a hole made in it, and only part of the instrument is immersed in the flowing flue gas for measurement. The optimal immersion depth in the flue gas duct should ensure that the measuring sensor is located in the flue gas area, the parameters of which can be considered representative of the entire cross-section of the duct. Preferably, it is inserted up to the longitudinal axis of the flue gas duct. The part not immersed in the passage is for the user to hold or attach to the exhaust passage.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na załączonym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin w wersji z automatyczną regulacją zaworu regulacyjnego czynnika chłodzącego, fig. 2 - przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin w wersji z ręczną regulacją zaworu regulacyjnego czynnika chłodzącego, fig. 3 widok czołowej powierzchni głowicy pomiarowej od strony zewnętrznej omywanej spalinami w wariancie z elektrodami „grzebieniowymi”, fig. 4 - widok czołowej powierzchni głowicy pomiarowej od strony zewnętrznej omywanej spalinami w wariancie z elektrodami „spiralnymi”, fig. 5 - widok powierzchni głowicy pomiarowej od strony wewnętrznej omywanej czynnikiem chłodzącym, a fig. 6 - widok czoła przyrządu pomiarowego od strony zewnętrznej omywanej spalinami.The subject of the invention is presented in the attached drawing, in which Fig. 1 shows the device for measuring the temperature of the acid dew point of the exhaust gas in the version with automatic control of the cooling agent control valve, Fig. 2 - the device for measuring the temperature of the acid dew point of the exhaust gas in the version with manual control of the valve of the regulating cooling medium, Fig. 3 - view of the front surface of the measuring head from the outside, washed by exhaust fumes in the variant with "comb" electrodes, Fig. 4 - View of the front surface of the measuring head from the outside, washed by exhaust fumes in the variant with "spiral" electrodes, Fig. 5 - view of the surface of the measuring head from the inside, washed by the cooling agent, and Fig. 6 - view of the face of the measuring device from the outside, washed by exhaust fumes.
P r z y k ł a d 1Example 1
Przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin w wersji z automatyczną regulacją zaworu regulacyjnego 12 czynnika chłodzącego (najczęściej jest to wersja stacjonarna, to jestAn instrument for measuring the temperature of the acid dew point of exhaust gases in a version with automatic adjustment of the control valve 12 of the cooling medium (usually it is a stationary version, i.e.
PL 241 468 B1 zamontowana na stałe), przedstawionej na fig. 1, fig. 3, fig. 5 i fig. 6, stanowi układ przepływowy wykonany z dwóch rur każda o innej średnicy, usytuowanych tak, że rura o mniejszej średnicy 7 zamocowana jest współosiowo w rurze o większej średnicy 6, a rury wykonane są ze stali 316.PL 241 468 B1, shown in fig. 1, fig. 3, fig. 5 and fig. coaxially in a larger diameter pipe 6, and the pipes are made of 316 steel.
Rura o większej średnicy 6 gazoszczelnie zamknięta jest na jednym końcu teflonową zaślepką zewnętrzną 21, w której zabudowana jest głowica pomiarowa 1 wykonana z ceramiki AI2O3 (tlenek glinu) o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła (30 W/mK), która od strony zewnętrznej ma napylone dwie niepołączone ze sobą elektrody 2 i 3 wykonane ze złota, a elektrody przyłączone są do przewodów elektrycznych 9 łączących je z miernikiem napięcia lub natężenia lub oporu elektrycznego. Każda z elektrod 2 i 3 ma postać grzebienia, o takich samych gabarytach, a grzebienie zamontowane są na głowicy 1 w taki sposób, że zazębiają się bezstykowo. Od wewnętrznej strony głowicy pomiarowej 1, to jest od wewnątrz rury o większej średnicy 6, w centralnym punkcie powierzchni głowicy zainstalowany jest czujnik 5 temperatury głowicy pomiarowej 1, z którym połączone są przewody sygnałowe 8 łączące go z miernikiem temperatury, a powierzchnia głowicy pomiarowej 1 wokół tego czujnika 5 pokryta jest warstwą rezystywną 4 stanowiącą grzałkę elektryczną o parametrach umożliwiających podgrzanie ceramicznej głowicy 1 do temperatury wyższej niż temperatura kwasowego punktu rosy, a do grzałki przyłączone są przewody zasilające 10 łączące ją ze źródłem zasilania. Zaizolowane przewody sygnałowe 8 czujnika temperatury 5, przewody zasilające 10 grzałki elektrycznej 4 i przewody elektryczne 9 elektrod 2 i 3 prowadzone są wewnątrz rury o większej średnicy 6 a na zewnątrz rury o mniejszej średnicy 7. Po stronie przeciwległej do głowicy pomiarowej 1, rura o większej średnicy 6 zamknięta jest w sposób rozłączny zaślepką wewnętrzną 20, ponadto przyrząd ma jeden otwór wylotowy 22 przepracowanego czynnika chłodzącego, wykonany w ściance rury o większej średnicy 6 w pobliżu zaślepki wewnętrznej 20. Dodatkowo rura o mniejszej średnicy 7 od strony głowicy pomiarowej 1 ma otwór wylotowy zaopatrzony w dyszę wylotową 11 mającą postać rurki wirowej Ranque’a służącą do wprowadzania czynnika chłodzącego w postaci sprężonego powietrza do wnętrza rury o większej średnicy 6 w kierunku głowicy pomiarowej 1. Przeciwległy koniec rury o mniejszej średnicy 7 wyprowadzony jest przez otwór w zaślepce wewnętrznej 20 poza rurę o większej średnicy 6 i wyposażony jest w zawór regulacyjny 12 czynnika chłodzącego wyposażony w siłownik do jego obrotu. Przyrząd wyposażony jest również w jednostkę centralną 18 zawierającą sterownik oraz moduł do wyświetlania i zapisywania danych pomiarowych, przy czym do jednostki centralnej 18 doprowadzone są przewody sygnałowe 8 czujnika temperatury 5, przewody elektryczne 9 elektrod 2 i 3 oraz przewody sterowania 23 zaworem 12 do regulacji strumienia przepływającego czynnika chłodzącego.A pipe with a larger diameter 6 is gas-tightly closed at one end with a teflon outer plug 21, in which a measuring head 1 made of ceramics Al2O3 (alumina) with a high thermal conductivity coefficient (30 W/mK) is installed, which has two sputtered electrodes 2 and 3 made of gold, unconnected to each other, and the electrodes are connected to electric wires 9 connecting them to a voltage or current or electrical resistance meter. Each of the electrodes 2 and 3 has the form of a comb of the same dimensions, and the combs are mounted on the head 1 in such a way that they mesh without contact. From the inside of the measuring head 1, i.e. inside the pipe with a larger diameter 6, in the central point of the head surface, a temperature sensor 5 of the measuring head 1 is installed, with signal wires 8 connecting it to the temperature meter, and the surface of the measuring head 1 around of this sensor 5 is covered with a resistive layer 4 constituting an electric heater with parameters enabling heating of the ceramic head 1 to a temperature higher than the acid dew point temperature, and power cables 10 connecting it to the power source are connected to the heater. Insulated signal wires 8 of the temperature sensor 5, power wires 10 of the electric heater 4 and electric wires 9 of the electrodes 2 and 3 are led inside the pipe with a larger diameter 6 and outside the pipe with a smaller diameter 7. On the side opposite to the measuring head 1, a pipe with a larger diameter 6 is separably closed with an internal plug 20, moreover, the device has one outlet opening 22 of the used cooling agent, made in the wall of the pipe with a larger diameter 6 near the internal plug 20. Additionally, the pipe with a smaller diameter 7 on the side of the measuring head 1 has an outlet opening provided with an outlet nozzle 11 in the form of a Ranque vortex tube for introducing a cooling agent in the form of compressed air into the pipe with a larger diameter 6 towards the measuring head 1. The opposite end of the pipe with a smaller diameter 7 is led out through the hole in the inner plug 20 outside pipe with a larger diameter 6 and is equipped with a valve r control valve 12 of the coolant provided with an actuator for its rotation. The device is also equipped with a central unit 18 containing a controller and a module for displaying and saving measurement data, with signal wires 8 of the temperature sensor 5, electrical wires 9 of electrodes 2 and 3 and control wires 23 of the valve 12 for regulating the flux flow connected to the central unit 18. flowing coolant.
Wewnątrz rury o większej średnicy 6 ale na zewnątrz rury o mniejszej średnicy 7 zamontowany jest termometr 17 do pomiaru temperatury przepływających spalin biegnący wzdłuż przyrządu i przechodzący z jednej strony przez otwór w zaślepce zewnętrznej 21 zamykającej mrę o większej średnicy 6, tak, że jego element pomiarowy wyprowadzony jest poza głowicę pomiarową 1 na zewnątrz przyrządu, tak, by umożliwić pomiar temperatury spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony termometr 17 wyprowadzony jest przez otwór w zaślepce wewnętrznej 20 zamykającej z drugiej strony rurę o większej średnicy 6 i przyłączony do przewodu sygnałowego 16 służącego do przesyłania informacji o temperaturze spalin do jednostki centralnej 18.Inside the pipe with a larger diameter 6 but outside the pipe with a smaller diameter 7, a thermometer 17 is mounted to measure the temperature of the flowing exhaust gas, running along the device and passing on one side through the hole in the outer plug 21 closing the pipe with a larger diameter 6, so that its measuring element it is led outside the measuring head 1 outside the device, so as to enable the measurement of the temperature of exhaust gas flowing around the device during the measurement, and on the other hand, the thermometer 17 is led out through the hole in the internal plug 20 closing the pipe with a larger diameter 6 on the other side and connected to the signal wire 16 used to send information about the flue gas temperature to the central unit 18.
Przyrząd wyposażony jest też w obustronnie otwartą stalową rurkę pomiarową 15, umieszczoną pomiędzy rurą o większej średnicy 6 i rurą o mniejszej średnicy 7, biegnącą wzdłuż przyrządu, przy czym jeden otwarty koniec rurki 15 wyprowadzony jest na zewnątrz przyrządu przez otwór w zaślepce zewnętrznej 21, tak, by umożliwić pobór do rurki pomiarowej 15 spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony rurka pomiarowa 15 wyprowadzona jest poza zaślepkę wewnętrzną 20 zamykającą rurę o większej średnicy 6 do analizatora spalin 14 lub do przetwornika różnicy ciśnień 13, a przewody sygnałowe analizatora spalin 14 lub przetwornika różnicy ciśnień 13 podłączone są do jednostki centralnej 18.The device is also equipped with a steel measuring tube 15 open on both sides, placed between a pipe with a larger diameter 6 and a pipe with a smaller diameter 7, running along the device, with one open end of the pipe 15 led outside the device through the hole in the outer plug 21, so to enable the collection of exhaust gas flowing around the device during the measurement into the measuring tube 15, and on the other hand, the measuring tube 15 is led out beyond the internal plug 20 closing the pipe with a larger diameter 6 to the exhaust gas analyzer 14 or to the differential pressure transducer 13, and the signal wires of the exhaust gas analyzer 14 or differential pressure transducer 13 are connected to the central unit 18.
Układ mocowany jest w dowolnym położeniu w kanale spalinowym 19, przy czym tylko część układu zanurzona jest w przepływających spalinach, tak aby głowica pomiarowa 1 z czujnikiem pomiarowym 5 dochodziła do osi kanału spalinowego 19. Wszystkie sygnały pomiarowe z czujników przesyłane są do jednostki centralnej 18, która steruje otwieraniem zaworu 12 do regulacji strumienia przepływającego czynnika chłodzącego, archiwizuje, wyświetla i przesyła dane do zewnętrznych systemów sterowania.The system is mounted in any position in the flue gas duct 19, with only a part of the system immersed in the flowing flue gas, so that the measuring head 1 with the measuring sensor 5 reaches the axis of the flue gas duct 19. All measurement signals from the sensors are sent to the central unit 18, which controls the opening of the valve 12 for regulating the stream of flowing coolant, archives, displays and transmits data to external control systems.
Działanie przyrządu do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin polega na tym, że wprowadza się przyrząd do kanału 19 przepływających spalin. Głowica pomiarowa 1 ogrzewana jestThe operation of the gas acid dew point temperature measuring device consists in inserting the device into the passage 19 of the flowing gas. The measuring head 1 is heated
PL 241 468 B1 przepływającymi spalinami oraz energią cieplną warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę do temperatury wyższej od przewidywanej temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Następnie odłącza się zasilanie elektryczne warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę oraz stopniowo otwiera się zawór regulacyjny 12, co powoduje przepływ czynnika chłodzącego przez rurę o mniejszej średnicy 7 i wprowadzenie tego czynnika za pomocą dyszy chłodzącej do rury o większej średnicy 6 i rozpoczyna się proces chłodzenia głowicy pomiarowej 1, której temperatura mierzona jest przy pomocy czujnika temperatury 5. Po obniżeniu temperatury głowicy pomiarowej 1 do temperatury kwasowego punktu rosy spalin, wytwarza się na jej zewnętrznej powierzchni cienka warstwa kwaśnego kondensatu, która tworząc połączenie elektryczne pomiędzy elektrodami 2 i 3 sygnalizuje osiągnięcie temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Po stwierdzeniu osiągnięcia temperatury kwasowego punktu rosy spalin zawór regulacyjny 12 zamyka się i włącza się zasilanie elektryczne warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę, co kolejno powoduje podgrzanie głowicy pomiarowej 1, odparowanie warstwy kwaśnego kondensatu, zerwanie połączenia elektrycznego pomiędzy elektrodami 2 i 3 i gotowość przyrządu do ponownego pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Przed pierwszym włożeniem przyrządu do kanału spalin 19 należy za pomocą warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę podgrzać głowicę pomiarową 1 do temperatury wyższej od przewidywanej temperatury punktu rosy, co zapobiegnie niekontrolowanemu wykropleniu kondensatu i oblepieniu głowicy pomiarowej 1 pyłem. Przepracowany czynnik chłodzący wyprowadzany jest poza przyrząd przez otwór wylotowy 22 umiejscowiony w ściance bocznej rury o większej średnicy 6 w pobliżu zaślepki wewnętrznej 20. Pracą przyrządu zarządza automatycznie jednostka centralna 18, która pobiera i analizuje dane pomiarowe, a następnie w zaprogramowany sposób steruje poszczególnymi elementami przyrządu, w tym steruje otwarciem lub zamknięciem zaworu 12 do regulacji strumienia czynnika chłodzącego.EN 241 468 B1 and the thermal energy of the resistive layer 4 constituting the heater to a temperature higher than the predicted acid dew point temperature of the exhaust gases. Then, the electrical power supply to the resistive layer 4, which is a heater, is disconnected and the control valve 12 is gradually opened, which causes the flow of the cooling medium through the pipe with a smaller diameter 7 and the introduction of this medium through the cooling nozzle into the pipe with a larger diameter 6 and the cooling process of the measuring head begins 1, the temperature of which is measured by means of a temperature sensor 5. After the temperature of the measuring head 1 is lowered to the temperature of the acid dew point of exhaust gas, a thin layer of acid condensate is formed on its outer surface, which creates an electrical connection between electrodes 2 and 3, signaling that the temperature of the acid dew point has been reached. exhaust dew. After confirming that the temperature of the acid dew point of exhaust gas has been reached, the control valve 12 closes and the electric power supply to the resistive layer 4, which is a heater, is switched on, which in turn causes heating of the measuring head 1, evaporation of the acid condensate layer, breaking the electrical connection between electrodes 2 and 3 and making the device ready for restarting. measurement of acid dew point temperature of flue gases. Before the first insertion of the device into the flue gas duct 19, the measuring head 1 should be heated using the resistive layer 4 as a heater to a temperature higher than the expected dew point temperature, which will prevent uncontrolled condensate condensation and sticking of the measuring head 1 with dust. The used coolant is led out of the device through the outlet hole 22 located in the side wall of the pipe with a larger diameter 6 near the inner plug 20. The device is automatically managed by the central unit 18, which collects and analyzes measurement data, and then controls the individual elements of the device in a programmed way including controlling the opening or closing of the valve 12 for adjusting the coolant flow.
P r z y k ł a d 2Example 2
Przyrząd do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin w wersji z ręczną regulacją zaworu regulacyjnego 12 czynnika chłodzącego (najczęściej jest to wersja przenośna urządzenia) przedstawionej na fig. 2, fig. 4 i fig. 5, stanowi układ przepływowy wykonany z dwóch rur każda o innej średnicy, usytuowanych tak, że rura o mniejszej średnicy 7 zamocowana jest współosiowo w rurze o większej średnicy 6, a rury wykonane są ze stali 316.The device for measuring the acid dew point temperature of exhaust gas in the version with manual adjustment of the control valve 12 of the cooling medium (usually a portable version of the device) shown in Fig. 2, Fig. 4 and Fig. 5, is a flow system made of two pipes each with a different diameter, arranged so that the smaller diameter pipe 7 is mounted coaxially in the larger diameter pipe 6, and the pipes are made of 316 steel.
Rura o większej średnicy 6 gazoszczelnie zamknięta jest na jednym końcu teflonową zaślepką zewnętrzną 21, w której zabudowana jest głowica pomiarowa 1 wykonana z ceramiki AlN (azotek aluminium) o wysokim współczynniku przewodzenia ciepła (170 W/mK), która od strony zewnętrznej ma napylone dwie niepołączone ze sobą elektrody 2 i 3 wykonane z platyny, a elektrody przyłączone są do przewodów elektrycznych 9 łączących je z miernikiem napięcia lub natężenia lub oporu elektrycznego. Każda z elektrod 2 i 3 ma postać spirali, które zamontowane są na głowicy i w taki sposób, że zazębiają się bezstykowo. Od wewnętrznej strony głowicy pomiarowej 1, to jest od wewnątrz rury o większej średnicy 6, w centralnym punkcie powierzchni głowicy zainstalowany jest czujnik 5 temperatury głowicy pomiarowej 1, z którym połączone są przewody sygnałowe 8 łączące go z miernikiem temperatury, a powierzchnia głowicy pomiarowej 1 wokół tego czujnika 5 pokryta jest warstwą rezystywną 4 stanowiącą grzałkę elektryczną o parametrach umożliwiających podgrzanie ceramicznej głowicy 1 do temperatury wyższej niż temperatura kwasowego punktu rosy, a do grzałki przyłączone są przewody zasilające 10 łączące ją ze źródłem zasilania. Zaizolowane przewody sygnałowe 8 czujnika temperatury 5, przewody zasilające 10 grzałki elektrycznej 4 i przewody elektryczne 9 elektrod 2 i 3 prowadzone są wewnątrz rury o większej średnicy 6 a na zewnątrz rury o mniejszej średnicy 7. Po stronie przeciwległej do głowicy pomiarowej 1, rura o większej średnicy 6 zamknięta jest w sposób nierozłączny zaślepką wewnętrzną 20, ponadto przyrząd ma jeden otwór wylotowy 22 przepracowanego czynnika chłodzącego, wykonany w ściance rury o większej średnicy 6 w pobliżu zaślepki wewnętrznej 20. Dodatkowo rura o mniejszej średnicy 7 od strony głowicy pomiarowej 1 ma otwór wylotowy zaopatrzony w dyszę wylotową 11 mającą postać rurki wirowej Ranque’a służącą do wprowadzania czynnika chłodzącego w postaci sprężonego powietrza do wnętrza rury o większej średnicy 6 w kierunku głowicy pomiarowej 1. Przeciwległy koniec rury o mniejszej średnicy 7 wyprowadzony jest przez otwór w zaślepce wewnętrznej 20 poza rurę o większej średnicy 6 i wyposażony jest w ręczny zawór regulacyjny 12 czynnika chłodzącego. Otwarcie zaworu 12 powoduje przepływ czynnika chłodzącego w kierunku głowicy pomiarowej 1 i rozpoczęcie jej chłodzenia, możliwość regulacji stopnia jego otwarcia zmienia strumień przepływającego czynnika a tym samym pozwala na regulację intensywności chłodzenia głowicy pomiarowej. Przyrząd wyposażony jest również w jednostkę centralną 18 zawierającą sterownik oraz moduł do wyświetlania i zapisyA pipe with a larger diameter 6 is gas-tightly closed at one end with a Teflon outer plug 21, in which a measuring head 1 made of ceramic AlN (aluminum nitride) with a high thermal conductivity coefficient (170 W/mK) is installed, which has two sputtered unconnected electrodes 2 and 3 made of platinum, and the electrodes are connected to electric wires 9 connecting them to a voltage or current or electrical resistance meter. Each of the electrodes 2 and 3 has the form of spirals, which are mounted on the head and in such a way that they mesh without contact. From the inside of the measuring head 1, i.e. inside the pipe with a larger diameter 6, in the central point of the head surface, a temperature sensor 5 of the measuring head 1 is installed, with signal wires 8 connecting it to the temperature meter, and the surface of the measuring head 1 around of this sensor 5 is covered with a resistive layer 4 constituting an electric heater with parameters enabling heating of the ceramic head 1 to a temperature higher than the acid dew point temperature, and power cables 10 connecting it to the power source are connected to the heater. Insulated signal wires 8 of the temperature sensor 5, power wires 10 of the electric heater 4 and electric wires 9 of the electrodes 2 and 3 are led inside the pipe with a larger diameter 6 and outside the pipe with a smaller diameter 7. On the side opposite to the measuring head 1, a pipe with a larger diameter 6 is inseparably closed with an internal plug 20, moreover, the device has one outlet opening 22 of the used cooling agent, made in the wall of the pipe with a larger diameter 6 near the internal plug 20. Additionally, the pipe with a smaller diameter 7 on the side of the measuring head 1 has an outlet opening provided with an outlet nozzle 11 in the form of a Ranque vortex tube for introducing a cooling agent in the form of compressed air into the pipe with a larger diameter 6 towards the measuring head 1. The opposite end of the pipe with a smaller diameter 7 is led out through the hole in the inner plug 20 outside pipe with a larger diameter 6 and is equipped with a hand refrigerant control valve 12. Opening the valve 12 causes the flow of the cooling medium towards the measuring head 1 and starts its cooling, the possibility of adjusting the degree of its opening changes the stream of the flowing medium and thus allows the regulation of the cooling intensity of the measuring head. The apparatus is also equipped with a central unit 18 containing a controller and a module for display and recording
PL 241 468 B1 wania danych pomiarowych, przy czym do jednostki centralnej 18 doprowadzone są przewody sygnałowe 8 czujnika temperatury 5 oraz przewody elektryczne 9 elektrod 2 i 3. Wewnątrz rury o większej średnicy 6 ale na zewnątrz rury o mniejszej średnicy 7 zamontowany jest termometr 17 do pomiaru temperatury przepływających spalin biegnący wzdłuż przyrządu i przechodzący z jednej strony przez otwór w zaślepce zewnętrznej 21 zamykającej rurę o większej średnicy 6, tak, że jego element pomiarowy wyprowadzony jest poza głowicę pomiarową 1 na zewnątrz przyrządu, tak, by umożliwić pomiar temperatury spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony termometr 17 wyprowadzony jest przez otwór w zaślepce wewnętrznej 20 zamykającej z drugiej strony rurę o większej średnicy 6 i przyłączony do przewodu sygnałowego 16 służącego do przesyłania informacji o temperaturze spalin do jednostki centralnej 18.PL 241 468 B1, where the signal wires 8 of the temperature sensor 5 and the electric wires 9 of the electrodes 2 and 3 are connected to the central unit 18. Inside the pipe with a larger diameter 6 but outside the pipe with a smaller diameter 7, a thermometer 17 is mounted to measuring the temperature of the flowing exhaust gas, running along the device and passing on one side through the hole in the outer plug 21 closing the pipe with a larger diameter 6, so that its measuring element is led out beyond the measuring head 1 outside the device, so as to enable the measurement of the temperature of the exhaust gases flowing around the device during the measurement, and on the other hand, the thermometer 17 is led out through the hole in the internal plug 20 closing the pipe with a larger diameter 6 on the other side and connected to the signal wire 16 used to send information about the exhaust gas temperature to the central unit 18.
Przyrząd wyposażony jest też w obustronnie otwartą stalową rurkę pomiarową 15, umieszczoną pomiędzy rurą o większej średnicy 6 i rurą o mniejszej średnicy 7, biegnącą wzdłuż przyrządu, przy czym jeden otwarty koniec rurki 15 wyprowadzony jest na zewnątrz przyrządu przez otwór w zaślepce zewnętrznej 21, tak, by umożliwić pobór do rurki pomiarowej 15 spalin opływających przyrząd w trakcie pomiaru, a z drugiej strony rurka pomiarowa 15 wyprowadzona jest poza zaślepkę wewnętrzną 20 zamykającą rurę o większej średnicy 6 do analizatora spalin 14 lub do przetwornika różnicy ciśnień 13, a przewody sygnałowe analizatora spalin 14 lub przetwornika różnicy ciśnień 13 podłączone są do jednostki centralnej 18.The device is also equipped with a steel measuring tube 15 open on both sides, placed between a pipe with a larger diameter 6 and a pipe with a smaller diameter 7, running along the device, with one open end of the pipe 15 led outside the device through the hole in the outer plug 21, so to enable the collection of exhaust gas flowing around the device during the measurement into the measuring tube 15, and on the other hand, the measuring tube 15 is led out beyond the internal plug 20 closing the pipe with a larger diameter 6 to the exhaust gas analyzer 14 or to the differential pressure transducer 13, and the signal wires of the exhaust gas analyzer 14 or differential pressure transducer 13 are connected to the central unit 18.
Układ mocowany jest w dowolnym położeniu w kanale spalinowym 19, przy czym tylko część układu zanurzona jest w przepływających spalinach, tak aby głowica pomiarowa 1 z czujnikiem pomiarowym 5 dochodziła do osi kanału spalinowego 19. Wszystkie sygnały pomiarowe z czujników przesyłane są do jednostki centralnej 18, która archiwizuje, wyświetla i przesyła dane do zewnętrznych systemów sterowania.The system is mounted in any position in the flue gas duct 19, with only a part of the system immersed in the flowing flue gas, so that the measuring head 1 with the measuring sensor 5 reaches the axis of the flue gas duct 19. All measurement signals from the sensors are sent to the central unit 18, which archives, displays and transmits data to external control systems.
Działanie przyrządu do pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin polega na tym, że wprowadza się przyrząd do kanału 19 przepływających spalin. Głowica pomiarowa 1 ogrzewana jest przepływającymi spalinami oraz energią cieplną warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę do temperatury wyższej od przewidywanej temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Następnie odłącza się zasilanie elektryczne warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę oraz stopniowo otwiera się zawór regulacyjny 12, co powoduje przepływ czynnika chłodzącego przez rurę o mniejszej średnicy 7 i wprowadzenie tego czynnika za pomocą dyszy chłodzącej do rury o większej średnicy 6 i rozpoczyna się proces chłodzenia głowicy pomiarowej 1, której temperatura mierzona jest przy pomocy czujnika temperatury 5. Po obniżeniu temperatury głowicy pomiarowej 1 do temperatury kwasowego punktu rosy spalin, wytwarza się na jej zewnętrznej powierzchni cienka warstwa kwaśnego kondensatu, która tworząc połączenie elektryczne pomiędzy elektrodami 2 i 3 sygnalizuje osiągnięcie temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Po stwierdzeniu osiągnięcia temperatury kwasowego punktu rosy spalin zawór regulacyjny 12 zamyka się i włącza się zasilanie elektryczne warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę, co kolejno powoduje podgrzanie głowicy pomiarowej 1, odparowanie warstwy kwaśnego kondensatu, zerwanie połączenia elektrycznego pomiędzy elektrodami 2 i 3 i gotowość przyrządu do ponownego pomiaru temperatury kwasowego punktu rosy spalin. Przed pierwszym włożeniem przyrządu do kanału spalin 19 należy za pomocą warstwy rezystywnej 4 stanowiącej grzałkę podgrzać głowicę pomiarową 1 do temperatury wyższej od przewidywanej temperatury punktu rosy, co zapobiegnie niekontrolowanemu wykropleniu kondensatu i oblepieniu głowicy pomiarowej 1 pyłem. Przepracowany czynnik chłodzący wyprowadzany jest poza przyrząd przez otwór wylotowy 22 umiejscowiony w ściance bocznej rury o większej średnicy 6 w pobliżu zaślepki wewnętrznej 20.The operation of the gas acid dew point temperature measuring device consists in inserting the device into the passage 19 of the flowing gas. The measuring head 1 is heated by the flowing exhaust gas and the thermal energy of the resistive layer 4 constituting the heater to a temperature higher than the predicted temperature of the acid dew point of the exhaust gas. Then, the electrical power supply to the resistive layer 4, which is a heater, is disconnected and the control valve 12 is gradually opened, which causes the flow of the cooling medium through the pipe with a smaller diameter 7 and the introduction of this medium through the cooling nozzle into the pipe with a larger diameter 6 and the cooling process of the measuring head begins 1, the temperature of which is measured by means of a temperature sensor 5. After the temperature of the measuring head 1 is lowered to the temperature of the acid dew point of exhaust gas, a thin layer of acid condensate is formed on its outer surface, which creates an electrical connection between electrodes 2 and 3, signaling that the temperature of the acid dew point has been reached. exhaust dew. After confirming that the temperature of the acid dew point of exhaust gas has been reached, the control valve 12 closes and the electric power supply to the resistive layer 4, which is a heater, is switched on, which in turn causes heating of the measuring head 1, evaporation of the acid condensate layer, breaking the electrical connection between electrodes 2 and 3 and making the device ready for restarting. measurement of acid dew point temperature of flue gases. Before the first insertion of the device into the flue gas duct 19, the measuring head 1 should be heated using the resistive layer 4 as a heater to a temperature higher than the expected dew point temperature, which will prevent uncontrolled condensate condensation and sticking of the measuring head 1 with dust. The used coolant is led outside the device through the outlet opening 22 located in the side wall of the pipe with a larger diameter 6 near the inner plug 20.
Rozwiązanie według niniejszego wynalazku, w odróżnieniu na przykład od wymienionego wyżej w opisie stanu techniki rozwiązania znanego ze strony internetowej https://www.ametek-land.com/pro- ducts/combustionefficiencymonitors/lancom200 pozwala na:The solution according to the present invention, unlike, for example, the solution known from the website https://www.amtek-land.com/products/combustionefficiencymonitors/lancom200 mentioned above in the description of the state of the art, allows for:
a) pomiar kwasowego punktu rosy w szerokim zakresie temperatur od 30-200°C, a więc również w nowoczesnych typach kotłów węglowych, gdzie zakres temperatury kwasowego punktu rosy może wynosić nawet poniżej 40°C,a) measurement of the acid dew point in a wide range of temperatures from 30-200°C, and thus also in modern types of coal-fired boilers, where the acid dew point temperature range may be even below 40°C,
b) unikanie błędów pomiarowych w wyniku niekontrolowanego wykroplenia kwaśnego kondensatu podczas wkładania do kanału spalinowego sondy, która ma temperaturę otoczenia, która może być niższa od temperatury kwasowego punktu rosy; uzyskuje się to dzięki ogrzewaniu głowicy pomiarowej dodatkową grzałką,b) avoiding measurement errors due to uncontrolled condensation of acid condensate when inserting a probe into the flue gas duct that has an ambient temperature that may be lower than the acid dew point temperature; this is achieved by heating the measuring head with an additional heater,
c) dodatkowy jednoczesny pomiar składu chemicznego lub ciśnienia przepływających spalin,c) additional simultaneous measurement of the chemical composition or pressure of the flowing exhaust gases,
Claims (22)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434029A PL241468B1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL434029A PL241468B1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL434029A1 PL434029A1 (en) | 2021-11-22 |
| PL241468B1 true PL241468B1 (en) | 2022-10-10 |
Family
ID=78719742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL434029A PL241468B1 (en) | 2020-05-21 | 2020-05-21 | Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241468B1 (en) |
-
2020
- 2020-05-21 PL PL434029A patent/PL241468B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL434029A1 (en) | 2021-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120000540A1 (en) | Temperature calibration device, a calibrator block, and a method for calibrating a temperature probe | |
| CN1116593C (en) | Method for continuous measuring molten steel temperature and temp. measuring tube | |
| CN102803928B (en) | Heatable Flow-through Measuring Cell | |
| US4175438A (en) | Temperature measuring probe | |
| US5024532A (en) | Dew point measuring apparatus installation system | |
| JPS6126809A (en) | Method and instrument for detecting state of sticking body in fluid pipe | |
| CN113758970A (en) | Flue gas acid dew point measuring device | |
| KR100596462B1 (en) | Thermostat for Water Quality Instrument | |
| RU76135U1 (en) | INSTALLATION FOR DIFFERENTIAL-THERMAL AND THERMOGRAMMETRIC ANALYSIS | |
| KR100814414B1 (en) | Calorific value measuring device and method | |
| PL103051B1 (en) | DEVICE FOR POTENTIOMETRIC GAS ANALYSIS | |
| CN107894795A (en) | A kind of gas constant temperature device and detecting system | |
| CN207488852U (en) | A kind of gas constant temperature device and detecting system | |
| US4249377A (en) | Temperature sensing device for a hot gas engine heater head | |
| PL209436B1 (en) | A probe for automatic temperature measurement of the exhaust gas dew-point | |
| PL434029A1 (en) | Instrument for measuring the acid dew point temperature of exhaust gases | |
| JPH0122108Y2 (en) | ||
| CN119936148B (en) | Experimental device for be used for alternating temperature electrochemistry Raman spectrum characterization | |
| SU327399A1 (en) | ||
| CN111220462A (en) | Creep testing system | |
| CN212693648U (en) | Novel lubricating oil heat dissipation experiment device | |
| CN201000369Y (en) | A sealing glass sealing temperature measuring device | |
| RU2806340C2 (en) | Method and device for measuring dew point temperature | |
| SU1361472A1 (en) | Air-sampling device | |
| JPS6385352A (en) | Apparatus for measuring concentration of industrial gas |