本发明专利技术公开了一种烟气取样装置和成分检测装置，涉及烟气检测技术领域，烟气取样装置包括取样单元、冷却单元、发电单元和储能单元，取样单元设有贯通的取样孔；冷却单元贴合围设于取样单元外侧，冷却单元设有相连通的沿取样孔轴向延伸的冷却介质进入通道和冷却介质排出通道，冷却单元设有与冷却介质进入通道连通的冷却介质入口以及与冷却介质排出通道连通的冷却介质出口；发电单元包括发电模块，发电单元利用发电模块沿径向的两侧的温度差发电；储能单元与发电模块电连接。本发明专利技术提供的烟气取样装置的冷却单元可以对取样单元冷却保护，提高取样单元的使用寿命；发电单元的设置可以将冷却单元的低温与炉内的高温产生温差发电，更加节能环保。更加节能环保。更加节能环保。
【技术实现步骤摘要】
一种烟气取样装置和成分检测装置
[0001]本专利技术属于烟气检测
，具体涉及一种烟气取样装置和成分检测装置。
技术介绍
[0002]加热炉是钢铁行业生产环节中重要的热工设备，在保证加热工艺要求的前提下，将钢坯加热到要求的温度，并尽可能减少燃气和电能的消耗，降低排放物对环境的污染。加热炉设有燃烧系统，将燃气与空气混合后燃烧放出热量用于对钢坯加热，燃烧系统需要控制空燃比，避免由于炉内的空燃比过高进而出现钢坯的过度氧化问题，防止出现空燃比过低诱发的燃料燃烧不充分问题，而控制空燃比就需要对加热炉燃烧后的烟气成分进行精确、实时的测量。
[0003]国内外现有加热炉烟气成分检测技术主要以下三种方法：氧化锆残氧分析法、红外烟气分析法和激光在线气体分析法。氧化锆残氧分析法的测量原理是利用氧化锆探头反应电极的电势差与氧气浓度的关系得到烟气中的含氧量；红外烟气分析法的测量原理是利用不同气体对红外波长的电磁波能量具有特殊吸收特性的原理而进行气体成分和含量检测，国内外商业红外烟气分析仪均采用该方法，具有测量精度高、适应性强等特点；激光在线气体分析法是一种非接触式测量技术，其测量原理是通过对二极管激光器的输入电流进行控制，激光器的输出激光波长会随着输入电流的变化而改变，激光束穿入被测气体后，获取待测气体在一个完整周期内的吸收光谱曲线和扣除待测气体部分的背景谱线，对比两谱线的强度从而得出气体的体积分数，具有精度高，易安装和维护等优势。
[0004]公开号为CN105628454A的中国专利技术专利公开了一种非均匀流场的烟气成分测量装置，通过非均匀流场大截面的多个取样单元路和取样孔的设置，实现对烟气成分的精确测量。公开号为CN106404068A的中国专利技术专利公开了一种用于实时检测炉内温度及烟气成分的测量装置，可以实时、准确地检测炉内的燃烧温度，量化温度数值，形成焚烧炉温度曲线，还可以实时、准确地检测炉内的烟气成分形成烟气各成分的比例曲线。公开号为CN107153022A的中国专利技术专利公开了一种在线焦炉烟气成分分析仪预处理系统，包括焦炉烟气取样装置、脱硫吸湿器和脱水装置，针对焦炉烟气高温、高湿、粉尘大、呈酸性等特点，设置除杂过滤措施，为分析仪检测元件提供干净、稳定、可靠的目标样气成分。公开号为CN106248443A的中国专利技术专利公开了一种燃烧区烟气成分测量取样装置，包括：烟气采样管和烟气检测单元，实现了在锅炉燃烧区内进行烟气的高效采集，同时对采集的烟气进行实时的检测和分析，为研究燃烧区的烟气成分提供了方便，同时设置的防尘部件、清灰探针和吹扫泵保障了设备的稳定运行。公开号为CN106405015A的中国专利技术专利公开了一种用于锅炉高灰烟气成分测试的系统，用以测试锅炉烟道内烟气成分，包括：一测试管路其两端分别为取样端及分析端；所述取样端设有一烟气取样枪，其一端部设有伸入锅炉烟道内的一过滤探头；所述分析端设有一烟气分析仪；所述取样端与分析端之间依次设置有一气固分离组件及一除水组件。能够适应锅炉烟气含尘量高、烟气冲蚀作用强等特点，获得精确的测量结果，并确保测量仪器运行的平稳和安全。公开号为CN104083976A的中国专利技术专利公开
了一种应用于现场部分的转底炉烟气成分分析样气预处理系统，包括恒温设备以及穿过所述的恒温设备内部的过滤管路、粉尘管路以及反吹管路，能够确保氧气分析仪表正常工作，更好去除样气中的杂质，避免取样单元路堵塞。
[0005]综合上述可见，虽然目前国内外已研制开发出了多种形式的烟气成分检测装置，但是在实际使用过程中还存在高温取样枪易变形烧损和设备耗能等问题，因此，亟需开发一种使用寿命长且节能环保的加热炉烟气成分在线取样装置。
技术实现思路
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种烟气取样装置和成分检测装置，冷却单元可以对取样单元冷却保护，提高取样单元的使用寿命；发电单元的设置可以将冷却单元的低温与炉内的高温产生温差发电，更加节能环保。
[0007]本专利技术的技术方案为：
[0008]一方面，本专利技术提供了一种烟气取样装置，包括：
[0009]取样单元，设有贯通的取样孔；
[0010]冷却单元，贴合围设于所述取样单元外周，且设有相连通的沿所述取样单元轴向延伸的冷却介质进入通道和冷却介质排出通道，沿所述取样孔的径向，所述冷却介质排出通道比所述冷却介质进入通道靠近中心，所述冷却单元设有与所述冷却介质进入通道连通的冷却介质入口以及与所述冷却介质排出通道连通的冷却介质出口；
[0011]发电单元，包括发电模块，沿所述取样孔的径向，所述发电模块比所述冷却介质进入通道远离所述中心，所述发电单元利用所述发电模块沿径向的两侧的温度差发电；
[0012]储能单元，用于存储所述发电单元发出的电能，且与所述发电模块电连接。
[0013]在一些实施例中，所述冷却介质进入通道和所述冷却介质排出通道均为以所述取样孔的轴向为中心的环形，所述冷却介质进入通道环套于所述冷却介质排出通道外。
[0014]在一些实施例中，所述冷却单元包括：
[0015]内冷却管，间隙套设于所述取样单元外，所述内冷却管和所述取样单元之间形成所述冷却介质排出通道，所述内冷却管的一端封闭设置，所述内冷却管设有贯通管壁的流通孔，所述内冷却管的另一端作为所述冷却介质出口；
[0016]外冷却管，间隙套设于所述内冷却管外，所述内冷却管和所述外冷却管之间形成所述冷却介质进入通道，所述外冷却管靠近取样侧的一端封闭设置，所述外冷却管的另一端作为所述冷却介质入口。
[0017]在一些实施例中，所述冷却单元沿垂直于所述取样孔轴向的截面为多边形，所述发电模块包括发电组件，所述发电组件包括贴合设置在所述多边形的每个边上的温差发电板，所述发电组件的温差发电板串接，所述温差发电板中的一个的内侧面和外侧面分别与所述储能单元电连接。
[0018]在一些实施例中，所述烟气取样装置包括储液单元，所述储液单元包括与所述冷却介质出口依次连通的冷却机构、存储机构、第一动力机构和除氧机构，所述除氧机构与所述冷却介质入口连通；
[0019]所述储能单元与所述第一动力机构电连接。
[0020]在一些实施例中，所述烟气取样装置还包括用于对发电模块隔热的隔热单元，所
述隔热单元设置于所述发电模块远离所述取样单元的一侧。
[0021]在一些实施例中，所述烟气取样装置还包括设置于所述发电模块和所述隔热单元之间的均热单元。
[0022]在一些实施例中，所述烟气取样装置还包括连接于取样单元的保温单元，所述保温单元设有与所述取样孔连通的保温孔以及与所述冷却介质出口连通的保温通道。
[0023]在一些实施例中，所述烟气取样装置还包括设有反冲通道的反冲单元，所述反冲通道的两端分别与所述冷却介质出口以及所述取样孔连通，所述反冲单元包括有用于开闭所述反冲通道的反冲阀门；
[0024]所述反冲阀门为反冲电磁阀，所述烟气取样装置包括控制器，所述反冲电磁阀与所述储能单元以及所述控制器均电连接。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种烟气取样装置，其特征在于，包括：取样单元，设有贯通的取样孔；冷却单元，贴合围设于所述取样单元外周，且设有相连通的沿所述取样单元轴向延伸的冷却介质进入通道和冷却介质排出通道，沿所述取样孔的径向，所述冷却介质排出通道比所述冷却介质进入通道靠近中心，所述冷却单元设有与所述冷却介质进入通道连通的冷却介质入口以及与所述冷却介质排出通道连通的冷却介质出口；发电单元，包括发电模块，沿所述取样孔的径向，所述发电模块比所述冷却介质进入通道远离所述中心，所述发电单元利用所述发电模块沿径向的两侧的温度差发电；储能单元，用于存储所述发电单元发出的电能，且与所述发电模块电连接。2.根据权利要求1所述的烟气取样装置，其特征在于，所述冷却介质进入通道和所述冷却介质排出通道均为以所述取样孔的轴向为中心的环形，所述冷却介质进入通道环套于所述冷却介质排出通道外。3.根据权利要求2所述的烟气取样装置，其特征在于，所述冷却单元包括：内冷却管，间隙套设于所述取样单元外，所述内冷却管和所述取样单元之间形成所述冷却介质排出通道，所述内冷却管的一端封闭设置，所述内冷却管设有贯通管壁的流通孔，所述内冷却管的另一端作为所述冷却介质出口；外冷却管，间隙套设于所述内冷却管外，所述内冷却管和所述外冷却管之间形成所述冷却介质进入通道，所述外冷却管靠近取样侧的一端封闭设置，所述外冷却管的另一端作为所述冷却介质入口。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的烟气取样装置，其特征在于，所述冷却单元沿垂直于所述取样孔轴向的截面为多边形，所述发电模块包括发电组件，所述发电组件包括贴合设置在所述多边形的每个边上的温差发电板，所述发电组件的温差发电板串接，所述温差发电...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗巍，刘义滔，丁翠娇，姜南，朱善合，陈猛，宋中华，王成，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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