抽取式光前向散射法超低浓度烟尘在线监测装置研制

发布时间：2020-11-06 10:45

　　 随着中国经济的高速发展,环境问题日益凸显。尤其近几年雾霾加剧,引起社会各界持续关注。国家为改善大气环境,加强对火电、钢铁等行业烟尘浓度排放监管,出台了一系列标准文件。为达到国家颁布的烟尘浓度排放标准,国内各大发电企业开展了燃煤机组超低排放改造工作。然而改造后的含尘烟气会出现低尘、低温、高湿等情况。因此准确有效监测改造后烟气颗粒物浓度,成为在线监测装置研制的主要困难。本论文针对超低排放改造后烟气颗粒物浓度在线监测问题,完成了以下工作:1.通过对比分析不同烟尘浓度测量方法,明晰光前向散射法在超低浓度烟尘在线监测领域的优势。2.为进一步了解光散射法测量颗粒物浓度的原理,对光散射理论以及颗粒物浓度反演进行了推导分析。3.开展在线监测装置的整体方案设计,主要包括采样系统、测量单元以及电气控制系统的设计:(1)设计一套具有抽取加热、全程伴热功能的采样系统,包括预处理单元、伴热管线、真空泵以及回气单元。为保证装置测量的代表性和稳定性,采用大流量等速取样的方式将含尘烟气从烟道中导出。并且采样探头选择直管45°切口式设计,内置加热棒加热饱和湿烟气,消除液滴对测量的影响。伴热管线对输送过程中的加热烟气进行保温处理,防止烟气中水蒸气冷凝。回气单元采用S型皮托管设计,在回气的同时还可测量烟道内烟气流速。(2)测量单元包括测量仪表、测量室以及吹扫风机。为满足超低浓度测量要求,装置采用基于光前向散射法的颗粒物浓度测量仪表。并介绍了对测量单元采取的保温和吹扫设计。4.电气控制系统基于工控机控制系统和温度控制系统。其中,工控机控制系统主要负责数据的采集、处理、显示、存储,对等速取样的控制和S型皮托管的反吹控制等;温度控制系统的主要作用是对采样烟气的加热和保温。两大系统共同保证装置连续在线测量的稳定。5.首先通过对装置进行模拟低浓度烟尘测试,并与滤膜称重法测量结果进行对比,验证了装置在模拟低浓度烟尘条件下测量结果的准确性。然后通过对测量装置进行一系列现场测试,并根据与手工取样法浓度测量结果的对比,说明装置可以真实地反映烟道内烟尘浓度,验证了本论文设计的在线监测装置的可行性。
【学位单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X851;TM621
【部分图文】：

与我国保护环境的基本国策相背驰，引发社会各界对大气雾霾的主要成分包括二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒加重雾霾天气的罪魁祸首。大气中可吸入颗粒物的来源包源，即大自然中发生的自然现象，主要包括火山爆发释放为源，即产生于人类生产生活，主要包括燃料燃烧过程中车尾气中的含铅化合物等；第三类，混合源，主要指在自下排放的颗粒物，以扬尘为主。其中以工业生产过程中燃灰为主要来源[1]。家统计局能源司发布的《中国能源统计年鉴》[2]（2013-20到 2016 年，我国能源消耗总量逐年略有上升，煤炭消耗结构没有发生大的变化，依旧是以煤炭为主，占能源消耗 1-1 所示为 2013-2016 年中国能源消耗总量以及各类能源

A：机动车烟（粉）尘排放量；B：城镇生活烟尘排放量；C：工业烟（粉）尘排放量；D：废气中烟（粉）尘排放量图 1-2 2013-2015 年全国废气中烟（粉）尘排放情况的主要成份是未经燃烧的炭粒，还含有少量的二烟尘粒径较小，可长期飘浮在空气中，对人体健1）烟气颗粒物被吸入人体，根据每个人体质的不

器、真空泵、流量计、S 型皮托管和差压变送器等。加热元件和温度传感器用于烟气温度的加热和测量；变频器用来控制真空泵的运转频率，从而实现对其抽取流量的控制；流量计用来测量真空泵的抽取流量；S 型皮托管连接差压变送器用来测量采样点处烟气流动方向的压力差，并以此来计算烟道内烟气的实际流速。3.3.1 预处理单元的结构设计预处理单元主要由采样嘴、加热元件、加热腔、采样控制阀以及出气口等组成。针对弯管式采样探头直径小（4-12mm）、易堵塞的特点，预处理单元中采样探头的设计选用直管 45°切口式设计。在确定采样探头直径时，由于本装置选用的真空泵的额定功率为 145m3/h，可根据现场的烟气流速范围，选择合适的管径，计算公式如式 3-1 所示。优势在于是相同流速条件下，传统弯管式采样探头取样流量（1-10m3/h）的数十倍，可以减小因取样流量太小和取样偏差带来的测量误差。采样探头的设计如图 3-2 所示，弯管式采样探头如图 3-3 所示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周泽正;李青;詹洪炎;龚金龙;;容性设备在线监测装置现场校验系统的开发[J];计算机测量与控制;2016年12期

2 严永辉;李新家;周瑞雪;李平;赵勇;;便携式剩余电流在线监测装置的设计研究[J];电子科学技术;2017年03期

3 魏庆;杨智军;张辉;谢小兵;;变压器油在线监测装置输油管漏油分析[J];陕西电力;2015年05期

4 晏忠;;绝缘在线监测装置提高变电站可靠性的应用研究[J];科技传播;2014年09期

5 路自强;李红献;李玉海;郑勇;;变压器油中溶解气体在线监测装置在青海电网的应用[J];青海电力;2012年02期

6 陈文琪;;浅析变压器气体在线监测装置在电厂的应用[J];机电信息;2012年21期

7 王鹏;连建华;王琪;;山西电网输电线路在线监测装置应用现状分析[J];山西电力;2012年06期

8 徐华安;程远楚;;基于TCP/IP的发电机运行参数在线监测装置[J];武汉大学学报(工学版);2010年05期

9 黄春慧;;几种变压器在线监测装置的比较分析[J];浙江电力;2005年06期

10 吕学升 ,刘国荣 ,叶峰 ,金惠民 ,唐培家;~(85)Kr在线监测装置的研制[J];中国原子能科学研究院年报;2003年00期

相关博士学位论文 前1条

1 梁永亮;变压器状态评估方法与在线监测优化研究[D];山东大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 苏鑫;电力变压器油色谱在线监测装置的故障识别[D];福建工程学院;2019年

2 安学良;抽取式光前向散射法超低浓度烟尘在线监测装置研制[D];安徽工业大学;2019年

3 周泽正;容性设备在线监测装置无线校验系统的研制[D];中国计量大学;2017年

4 罗勇;蓝藻浓度在线监测装置的开发与研究[D];江南大学;2018年

5 王智罡;高压电缆护层电流在线监测装置研究[D];华中科技大学;2019年

6 高旭光;避雷器在线监测装置的设计与实现[D];电子科技大学;2018年

7 李唐兵;电能质量在线监测装置的设计与实现[D];湖南大学;2009年

8 李明多;基于误差校准技术的改进型变压器在线监测装置的研究与开发[D];广西大学;2013年

9 王伟;基于相对法的变压器套管在线监测装置的研发与应用[D];华北电力大学;2015年

10 刘强;高压开关柜电能质量在线监测装置研制[D];江苏科技大学;2013年

本文编号：2873039