烟气采样工具的制作方法

1.本实用新型属于气体含量检测技术领域，涉及烟气采样工具。


背景技术：

2.目前我国的能源结构中仍以火力发电为主，火力发电排放的污染物主要是烟尘、二氧化硫、氮氧化物等。随着国家环保要求的日益严格，各火力发电企业正逐步进行超低排放改造。准确、快速、高灵敏检测出排放气体中的氮氧化物浓度、氨逃逸率显得十分有必要，是实现锅炉氮氧化物超低排放的前提。
3.现阶段燃煤电厂超低排放改造验收及实际运行关注的仅是出口nox浓度是否达标排放，而忽略了脱硝催化剂入口nox浓度分布不均匀和氨逃逸率超标严重等问题。这些问题造成空气预热器低温腐蚀和布袋除尘器硫酸氢铵结晶堵塞，同时还存在脱硝还原剂浪费严重、脱硝催化剂寿命缩短等情况。因此在燃煤锅炉中，通过检测烟道中的氮氧化物浓度情况、氨逃逸率大小，可有效判别锅炉的脱硝效率、烟气流场分布是否合理，并可以根据检测结果进行燃烧模块、尿素分配模块的工况调整以及锅炉的燃烧优化提供可靠的数据支撑，从而在实现达标排放的同时降低还原剂消耗、防止设备腐蚀堵塞、提升运行效率的目的。
4.国内的燃煤锅炉超低排放脱硝改造技术路线广泛采用低氮燃烧结合scr选择性催化还原模式，同时为了更好的实现超低nox含量的烟气排放，在排烟细筒的设计阶段就采用了烟道流场模拟等措施来改善烟气流场分布，但是在锅炉运行投产后很少会进行实际流场分布的验证，因此烟道中的烟气流场实际分布情况是否与设计要求一致，实际烟气分布与设计阶段要求的烟气分布有何差异等情况均不得而知，因此需要通过烟气采样工具来检测烟道中的烟气流动情况。
5.目前烟气检测大多采用直管探杆，检测人员在使用直管探杆检测烟气时，只能将探杆在烟道截面的某个孔作直线运动，其覆盖面局限。因此直管探杆用于烟气检测时，普遍存在采样覆盖面积小、单次检测可获取数据量小等缺点。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种烟气采样工具，解决现有的烟气采样工具采样覆盖面积小，在一个采样孔能获取的烟气数据量少的问题。
7.一种烟气采样工具，包括采样杆，所述采样杆上转动连接有转动管，所述转动管上可拆卸地安装有采样管，所述采样管的轴线方向与所述转动管的轴线方向垂直。
8.可选地，所述转动管的轴线方向与所述采样杆的轴线方向垂直。
9.可选地，所述采样杆的顶端固定连接有连接接头，所述转动管转动连接在所述连接接头的一端，所述转动管的管腔通过所述连接接头的管腔与所述采样杆的管腔连通。
10.可选地，所述采样杆的外部套接有旋转套管，所述旋转套管与所述转动管传动连接。
11.可选地，所述旋转套管的顶端固定连接有第一锥齿轮，所述转动管的外部套接有
第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。
12.可选地，所述转动管的外部套接有齿轮，所述采样杆的一侧设置有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合。
13.可选地，所述采样管一侧连接有限位套管，所述齿条滑动连接在限位套管内。
14.可选地，所述转动管的外部套接有从动链轮，所述采样杆上转动安装有沿垂直于所述采样杆轴线方向延伸的驱动杆，所述驱动杆上套接有主动链轮，所述从动链轮和主动链轮上连接有传动链条。
15.可选地，所述转动管的轴线方向与所述采样杆的轴线方向平行；所述采样杆的外部套接有旋转套管，所述旋转套管顶部与所述转动管固定连接。
16.可选地，所述旋转套管上刻设有刻度；所述旋转套管上设置有锁定机构。
17.本实用新型的有益效果包括：
18.本实用新型公开的烟气采样工具通过在现有技术的采样杆上连接可以转动的采样管，采样时，将采样杆上部伸入排烟管道中，使采样管完全进入到排烟管道中，并使采样管在排烟管道内旋转，通过控制采样管在排烟管道中旋转实现可以在一个烟气检测孔内对同一截面位置的不同位置上的烟气进行多次采样，由以往的点采样实现了面采样，提高了对排烟管道同一截面处烟气数据的多次采样，有效地提高了对烟气检测的精确度，为精准获排烟管道内烟气浓度数据、烟气流场分布情况等数据提供了必要的采样工具。使用本实用新型公开的烟气采样工具对烟气采样能满足精准测量要求，并为流场改进、燃烧调整、喷氨调整提供可靠数据支撑。
19.另一方面由于可在一个检测孔内多次采样，因此在一个检测孔内就可以实现对排烟管道中烟气中氮氧化物等污染物含量和烟气流场分布等方面的多组数据，也因此可以在确保数据准确的前提下减少在排烟管道上开设检测孔的数量，减少了对烟道破坏，有效提高了烟气检测的工作效率。
附图说明
20.图1是本实用新型第一实施例的正视示意图。
21.图2是本实用新型第一实施例的侧视示意图。
22.图3是本实用新型第一实施例的剖面示意图。
23.图4是本实用新型第二实施例的正视示意图。
24.图5是本实用新型第二实施例的侧视示意图。
25.图6是本实用新型第三实施例的正视示意图。
26.图7是本实用新型第三实施例的侧视示意图。
27.图8是本实用新型第四实施例的正视示意图。
28.图9是本实用新型第四实施例的侧视示意图。
29.图10是本实用新型第五实施例的正视示意图。
30.图11是本实用新型第五实施例的剖面示意图。
31.图中：1、采样杆；2、连接接头；3、转动管；4、采样管；5、旋转套管；6、第一锥齿轮；7、第二锥齿轮；8、限位套管；9、齿条；10、从动齿轮；11、握持柄；12、驱动杆；13、主动链轮；14、从动链轮；15、传动链条。
具体实施方式
32.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
33.第一实施例：
34.如图1-3所示，为本说明书公开的烟气采样工具的第一实施例。
35.一种烟气采样工具，包括采样杆1，采样杆1为两端开口的管状结构，其顶部连接有连接接头2，其底部则连接到烟气分析仪上。
36.连接接头2为中空的管状构件，即在连接接头2内形成沿其轴线方向延伸的管腔，其一端形成有与其内部管腔连通的开口的开口端，另一端被设置为封闭端。连接接头2的轴线方向与采样杆1的轴线方向垂直。连接接头2的管身表面还形成有沿其径向方向延伸并与其内部管腔连通的连接孔。连接孔的直径大于采样杆1的顶部直径，因此，采样杆1的顶部插入到连接孔中实现与连接接头2的连接，采样杆1的管腔与连接接头2的管腔实现连通。
37.连接接头2的开口端连接有转动管3，转动管3的轴线方向与连接接头2的轴线方向平行。转动管3朝向连接接头2的一端形成有可以与转动管3管腔连通的开口，转动管3的另一端被设置为封闭端，转动管3的管腔与连接接头2的管腔相连通，也就是说，转动管3与采样杆1的管腔通过连接接头2实现连通。在转动管3表面形成有沿其径向方向延伸的安装孔，安装孔与转动管3的管腔的连通。
38.在转动管3的安装孔内可拆卸地连接有采样管4，也就是采样管4的轴线方向垂直于转动管3的轴线方向。采样管4为两端开口的管状结构，采样管4的管腔通过安装孔和转动管3的管腔实现连通。
39.在采样杆1的管腔内形成负压，此时将采样管4伸入到排烟管道中时，排烟管道中的烟气通过采样管4的管腔进入到转动管3中，并进一步通过连接接头2进入到采样杆1中，并最终通过采样杆1进入到烟气检测仪中，烟气检测仪检测采样杆1的烟气输出检测结果。
40.为了扩大对排烟管道中的烟气的检测范围，使采样管4能在排烟管道中绕转动管3的轴线转动任意角度，采样管4可以采集其所转动到达的位置的烟气并将这些烟气输送到采样杆1中，并最终通过采样杆1将这些烟气送入到烟气检测仪中。
41.为了实现采样管4的转动，转动管3与连接接头2转动连接，通过驱动转动管3转动可以实现采样管4围绕转动管3的轴线转动。
42.将采样管4放入排烟管道中采样时，转动管3带动采样管4转动，采样管4转动形成的采样平面与排烟管道中的烟气流动方向垂直。那么通过调整采样管4在采样平面内的转动角度便可以实现对采样平面不同位点处的烟气采样，能获得更多的采样数据，提高采样的数据的准确性。
43.为了能驱动转动管3的转动，在采样杆1外部套接有旋转套管5，旋转套管5转动连接在采样杆1的外部，在旋转套管5的顶端固定连接有第一锥齿轮6，相应的，在转动管3的外部固定连接有第二锥齿轮7，第一锥齿轮6和第二锥齿轮7啮合连接，也就是说，当旋转套管5转动时，第一锥齿轮6带动第二锥齿轮7转动，第二锥齿轮7带动转动管3转动，从而带动采样管4绕转动管3的轴线转动。
44.在本实施例中，第一锥齿轮6和第二锥齿轮7之间的齿轮比配置为1：1，也就是采样管4转动的角度与旋转套管5的转动角度一致。
45.为了适配不同截面形状和不同截面大小的排烟管道，可根据需要选择不同长度的
采样管4安装到转动管3上。
46.为了更好地实现对采样管4转动角度的控制，旋转套管5的靠近底端的管身上刻设有能表示旋转套管5转动的角度的刻度线，并在采样杆1靠近旋转套管5的底端的外侧表面形成指向旋转套管5上的刻度箭头或指针图形。
47.为了能更精确地控制对采样管4的转动角度，在另一个示例性的实施例中，第二锥齿轮7与第一锥齿轮6的齿轮比为4：1，也就是采样管4转动一周，需要旋转套管5旋转4周。
48.进一步地，为了能更好地控制采样管4的转动，尤其是能在采样管4转动到某一角度后始终保持在这一角度，在旋转套管5上设置有锁定机构。旋转套管5上形成有沿旋转套管5径向方向延伸的螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹连接有限位螺栓。限位螺栓的顶端固定连接有螺帽，当底端与采样杆1的外侧壁抵接，由于采样杆1和限位螺栓底端的摩擦阻力，旋转套管5无法绕采样杆1的轴线转动，于是，采样管4可以被限制在需要的转动角度上。
49.第二实施例：
50.如图4、图5所示，本实施例与第一实施例不同之处在于，在本实施例中，采样杆1的顶端是封闭的，采样杆1靠近其顶端的管身表面形成有沿采样杆1径向方向延伸的安装孔，安装孔与采样杆1的管腔连通。转动管3转动连接在采样杆1上部的安装孔内，转动管3的管腔与采样杆1的管腔直接连通。
51.采样杆1的外侧套接有旋转套管5，沿旋转套管5的顶部周缘形成有第一锥齿轮6。在转动管3的外侧套接有第二锥齿轮7，第二锥齿轮7与第一锥齿轮6啮合连接。
52.通过转动旋转套管5带动转动管3转动，从而使转动管3上连接的采样管4在平行于采样杆1的平面内旋转，实现在排烟管道中的多点取样。
53.相比第一实施例，在不影响烟气采样的情况下，本实施例的结构更加简单，制造加工成本更低。
54.第三实施例：
55.如图6和图7所示，本实施例与第一实施例和第二实施例的不同之处在于：在本实施例中，不是通过在采样杆1的外部设置旋转套管5，并通过旋转套管5与转动管3的转动连接，实现驱动采样管4的转动。
56.在本实施例中，转动管3外部固定连接有从动齿轮10，在采样杆1的靠近采样管4的一侧固定连接有限位套管8，限位套管8的两端沿与采样杆1的轴线方向平行的方向延伸。
57.限位套管8为两端开口的管状结构，其管腔内滑动连接有齿条9。齿条9的一侧形成有多个可以与从动齿轮10齿啮合连接的齿，即齿条9沿限位套管8轴线方向的直线运动可以带动从动齿轮10旋转，从而齿条9的运动也会带动采样管4的转动。换言之，在本实施例中，可以通过操控齿条9在限位套管8内的往复运动，控制采样管4的转动。
58.齿条9的上部自限位套管8的顶端伸出，自限位套管8的顶端伸出的这部分齿条9始终与从动齿轮10啮合连接。齿条9的底端始终位于限位套管8的外部，且齿条9的底端固定连接有握持柄11，以便于使用人员操控齿条9。握持柄11的直径不小于限位套管8的内径，使握持柄11能始终保持在限位套管8的外部。
59.在本实施例中，在采样管4转动到需要的采样角度以后，由于齿条9和从动齿轮10的啮合，只要不触动齿条9使齿条9发生位移，那么采样管4可维持在采样角度，起到对采样管4转动的限位效果。
60.第四实施例：
61.如图8、图9所示，本实施例与前文实施例的不同之处在于：在本实施例中，在采样杆1外部转动安装有驱动杆12，驱动杆12沿垂直于采样杆1的轴线方向延伸。驱动杆12上设置有主动链轮13，在转动管3的外侧固定连接有从动链轮14，主动链轮13和从动链轮14之间连接有传动链条15，主动链轮13和从动链轮14通过传动链条15实现传动连接，因此转动驱动杆12带动从动链轮14，从动链轮14的转动会驱动转动管3和转动管3上连接的采样管4同步转动。
62.进行烟气采样时，驱动杆12和主动链轮13不放入排烟管道。
63.必要时，在驱动杆12远离主动链轮13的那一侧可以连接曲柄，通过操作曲柄控制驱动杆12转动。
64.第五实施例：
65.如图10和图11，本实施例与前文的实施例不同之处在于：转动管3转动连接在采样杆1的顶端，且在本实施例中，转动管3的轴线方向与采样杆1的轴线方向相同。
66.在本实施例中，旋转套管5的顶端高于采样杆1的顶端，并与转动管3的外侧面固定连接，于是，旋转套管5转动时会带动转动管3的绕采样杆1的轴线转动。
67.采样管4可拆卸地连接在转动管3上，且采样管4的轴线方向与转动管3的轴线方向垂直，转动管3转动时，采样管4在垂直于采样杆1的轴线方向的平面内转动。也就是说，将采样杆1顶部伸入排烟管道中以后，旋转套管5的转动带动采样管4在于排烟管道中烟气流动方向的平面内转动，实现对多个位点的烟气采样。
68.上述相关说明以及对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些内容做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。本实用新型不限于上述相关说明以及对实施例的描述，本领域的技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种烟气采样工具，包括采样杆，其特征在于：所述采样杆上转动连接有转动管，所述转动管上可拆卸地安装有采样管，所述采样管的轴线方向与所述转动管的轴线方向垂直。2.根据权利要求1所述的烟气采样工具，其特征在于：所述转动管的轴线方向与所述采样杆的轴线方向垂直。3.根据权利要求2所述的烟气采样工具，其特征在于：所述采样杆的顶端固定连接有连接接头，所述转动管转动连接在所述连接接头的一端，所述转动管的管腔通过所述连接接头的管腔与所述采样杆的管腔连通。4.根据权利要求2或3所述的烟气采样工具，其特征在于：所述采样杆的外部套接有旋转套管，所述旋转套管与所述转动管传动连接。5.根据权利要求4所述的烟气采样工具，其特征在于：所述旋转套管的顶端固定连接有第一锥齿轮，所述转动管的外部套接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。6.根据权利要求2或3所述的烟气采样工具，其特征在于：所述转动管的外部套接有齿轮，所述采样杆的一侧设置有齿条，所述齿条与所述齿轮啮合。7.根据权利要求6所述的烟气采样工具，其特征在于：所述采样管一侧连接有限位套管，所述齿条滑动连接在限位套管内。8.根据权利要求2或3所述的烟气采样工具，其特征在于：所述转动管的外部套接有从动链轮，所述采样杆上转动安装有沿垂直于所述采样杆轴线方向延伸的驱动杆，所述驱动杆上套接有主动链轮，所述从动链轮和主动链轮上连接有传动链条。9.根据权利要求1所述的烟气采样工具，其特征在于：所述转动管的轴线方向与所述采样杆的轴线方向平行；所述采样杆的外部套接有旋转套管，所述旋转套管顶部与所述转动管固定连接。10.根据权利要求9所述的烟气采样工具，其特征在于：所述旋转套管上刻设有刻度；所述旋转套管上设置有锁定机构。

技术总结
本实用新型了公开一种烟气采样工具，包括采样杆，所述采样杆上转动连接有转动管，所述转动管上可拆卸地安装有采样管。通过控制伸入排烟管道中的采样管在烟道内的旋转，使得烟气采样工具可以在一个烟气检测孔内对同一截面位置的不同位置上的烟气进行多次探测，采样布点由线变为面扩大了覆盖面，保证了对同一截面处烟气数据的精确采样，有效地提高了对烟气检测的精确度，为精准获取烟道某截面烟气浓度数据提供了保障，可以满足精准测量需要，并为烟道流场改进、燃烧调整、喷氨调整提供可靠数据支撑。另一方面由于可在一个检测孔内多次采样，减少在排烟管道上开设检测孔的数量，减少了对烟道破坏。了对烟道破坏。了对烟道破坏。


技术研发人员：秦跃东 江建军 李强 蔡兵 朱建国 冯康 施玉 张振伟 黄亮
受保护的技术使用者：南通醋酸纤维有限公司
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2023/7/23