CN106596208B - 一种烟气取样装置及流场诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种烟气取样装置及流场诊断方法，属于烟气取样技术领域。烟气取样装置包括取样器和抽取管，所述抽取管内部形成取样通道，所述抽取管上设有抽取口，所述抽取口与所述取样通道连通，所述取样器延伸至所述烟道内并位于蜂窝状脱硝催化剂的出气口处，所述取样器与所述抽取管连接，所述取样器上开设有多个取样口，多个所述取样口在所述取样器上矩形阵列分布，所述取样口与所述取样通道连通。这种烟气取样装置可在一个平面内进行取样，可保证取样检测的准确性。此外，该烟气取样装置还可对蜂窝状脱硝催化剂出气口进行区块分析，减少催化剂的无效使用，提高环保效果和效率。

Description

一种烟气取样装置及流场诊断方法

技术领域

本发明涉及烟气取样技术领域，具体而言，涉及一种烟气取样装置及流场诊断方法。

背景技术

火电厂大型锅炉烟气含有硫硝等氧化物，在排放前一般需要通过烟道中的蜂窝状脱硝催化剂对烟气进行脱硝处理，以达到排放的标准，因此，脱硝处理检测的准确性至关重要。目前，一般的检测方式是将取样装置伸入到烟道中对脱硝后的烟气进行单点取样，通过检测装置检测后测出的结果为取样点处的数值。而蜂窝状脱硝催化剂经常会出现局部堵塞或局部磨塌现象，若取样点位于蜂窝状脱硝催化剂的局部堵塞处，检测值则小于实际值，若取样点位于蜂窝状脱硝催化剂的局部磨塌处，检测值则大于实际值，最终出现检测结果不准确，超标排放的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟气取样装置，以改善取样装置取样检测数值不准确问题。

本发明的目的在于提供一种烟气取样装置的流场诊断方法，旨在于提供一种能够准确判断蜂窝状脱硝催化剂出现局部堵塞或局部磨塌的位置的方法。

本发明是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供一种烟气取样装置，用于采取烟道内的烟气，烟道内设有蜂窝状脱硝催化剂，蜂窝状脱硝催化剂具备进气口和出气口，烟气取样装置包括取样器和抽取管，抽取管内部形成取样通道，抽取管上设有抽取口，抽取口与取样通道连通，取样器延伸至烟道内并位于出气口处，取样器与抽取管连接，取样器上开设有多个取样口，多个取样口在取样器上矩形阵列分布，取样口与取样通道连通。

进一步地，取样器包括多个并排设置的取样管，取样管与抽取管连接，取样管上沿其长度方向均匀开设有多个取样口，取样口与取样通道连通。

进一步地，取样口背向烟气的流动方向。

进一步地，取样管的横截面为三角形，三角形顶角指向底边的方向与烟气的流动方向相同。

进一步地，取样器还包括控制装置和多个取样开关，取样开关与取样口一一对应，取样开关设于取样口处，控制装置用于控制取样开关动作并打开或关闭取样口。

进一步地，取样开关包括封堵件和复位弹簧，封堵件设于取样口处，复位弹簧设于封堵件和取样器之间。

控制装置包括多个卷动电机，卷动电机与封堵件一一对应，封堵件与卷动电机通过钢丝连接。

当卷动电机动作并使钢丝缩短时，封堵件能够将取样口关闭；当卷动电机动作并使钢丝伸长时，封堵件能够将取样口打开。

进一步地，封堵件为圆锥形，封堵件的尖部扣于取样口中。

进一步地，取样器还包括吹风装置，取样器或抽取管上开设有吹风口，吹风装置设于吹风口处。

进一步地，抽取管远离取样器的一端与烟道连通。

烟道串联有空预器，烟道的末端设有引风机，抽取管远离取样器的一端位于空预器与引风机之间。

基于上述第二目的，本发明提供一种流场诊断方法，应用于上述烟气取样装置，包括以下步骤：

步骤S1、控制装置控制某一取样开关动作并打开与之对应的取样口；

步骤S2、从抽取管中的抽取口抽取烟气并检测；

步骤S3、控制装置控制步骤S1中的取样开关并关闭与之对应的取样口；

步骤S4、重复上述步骤，逐一对所有取样口处的烟气进行取样检测；

步骤S5、判断流场通断，当某一取样口所测数值大于大多数其他取样口所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂与该取样口相对应的位置被磨塌；当某一取样口所测数值小于大多数其他取样口所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂与该取样口相对应的位置被堵塞。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种烟气取样装置，取样器中的取样口为矩形阵列分布，从蜂窝状脱硝催化剂的出气口流出的烟气从多个取样口中进入到取样器中，最终在抽取管中混合，可从抽取口抽出混合后的烟气进行检测。这种烟气取样装置可在一个平面内进行取样，即使蜂窝状脱硝催化剂出现局部堵塞或局部磨塌现象，也能够保证所检测数值与实际排放值基本相等，保证检测的准确性。

本发明提供一种流场诊断方法，可准确判断蜂窝状脱硝催化剂出现局部堵塞或局部磨塌的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的烟气取样装置的结构示意图；

图2为图1所示的取样器的局部结构示意图；

图3为图2所示的取样管的局部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的烟气取样装置的安装示意图。

图标：100-烟气取样装置；10-取样器；11-取样管；111-取样口；112-第一方向；113-圆管；12-控制装置；121-卷动电机；122-钢丝；13-取样开关；131-封堵件；132-复位弹簧；133-定滑轮；14-连接管；141-吹风口；15-控制箱；16-吹风装置；20-抽取管；21-取样通道；22-抽取口；221-抽取开关；23-原位激光检测装置；24-标气标定口；200-烟道；210-第二方向；300-蜂窝状脱硝催化剂；310-进气口；320-出气口；400-空预器；500-引风机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种烟气取样装置100，用于采取烟道200内的烟气，其包括取样器10和抽取管20，抽取管20内部形成取样通道21，取样器10与抽取管20连接，取样器10上开设有多个取样口111，所有取样口111在取样器10上矩形阵列分布，所有取样口111均与取样通道21连通。

其中，取样器10包括控制装置12、连接管14、吹风装置16、多个取样开关13和多个取样管11。控制装置12用于控制取样开关13动作以打开或关闭取样其中的取样口111。

本实施例中，吹风装置16为吹扫风机。连接管14为一端开口的密闭管，其一端的开口为吹气口，吹风装置16设于吹气口处。

所有取样管11并排等间距的设置在连接管14上，取样管11与连接管14的交汇处设有控制箱15。所有取样管11均与连接管14连通，取样管11垂直于连接管14。每个取样管11上沿其长度方向上均匀开设有多个取样口111，每个取样管11上两个相邻的取样口111的距离相等。

如图2所示，本实施例中，取样管11的截面为三角形结构，即取样管11为三棱柱结构，该三角形为等腰三角形，三角形的顶端指向底边的方向为第一方向112。三角形的底边所在的平面上设有多个圆管113，所有圆管113与取样管11内部连通，圆管113的轴线所在的方向与第一方向112一致。圆管113内部的通道即为取样口111。

取样开关13的个数与取样器10中的取样口111的个数相等，即一个取样口111设置一个与之对应的取样开关13。本实施例中，如图3所示，取样开关13包括封堵件131和复位弹簧132，封堵件131设于取样口111处，以封堵取样口111，复位弹簧132设于封堵件131与圆管113之间。为使封堵件131能够更好的与取样口111形成配合，提高封堵件131的与取样口111间的密封性，本实施例中，优选地，封堵件131为圆锥形。封堵件131的尖部扣于取样口111中。

控制装置12包括多个卷动电机121，卷动电机121的个数与封堵件131的个数相等。卷动电机121设于控制箱15内，一个卷动电机121与一个封堵件131通过一根钢丝122连接。取样管11内部设有定滑轮133，钢丝122位于取样管11内，钢丝122缠于定滑轮133上，钢丝122的一端与封堵件131的尖部连接，钢丝122的另一端与卷动电机121连接。当卷动电机121动作并使钢丝122缩短时，封堵件131将最终与圆管113形成配合并关闭取样口111；当卷动电机121动作并使钢丝122伸长时，在复位弹簧132的作用下，封堵件131将最终恢复原位并打开取样口111。通过控制卷动电机121可实现对每一个取样开关13单独控制，实现对任意一个取样口111的打开或关闭。需要说明的是，如图1所示，控制箱15的个数应当与取样管11的个数相等，取样管11中有多少个取样口111，与取样管11对应的控制箱15中就有多少个卷动电机121。

抽取管20用于将取样器10中的气体引出并取样。抽取管20与连接管14连通，使得所有取样口111均与取样通道21连通。抽取管20上设有抽取口22，抽取口22处设有抽取开关221。需要取样时，打开抽取开关221，在抽取口22处进行取样，以供后续检测。本实施例中，为能够更直接的检测出结果，在抽取管20上还设有原位激光检测装置23及标气标定口24。通过原位激光检测装置23可直接检测出烟气中氮氧化物的含量。通过向标气标定口24注入烟气可判断原位激光检测装置23是否出现故障。

如图4所示，在现有技术中，烟道200中设有蜂窝状脱硝催化剂300，蜂窝状脱硝催化剂300具备进气口310和出气口320，烟道200中的烟气中从进气口310进入、出气口320流出即完成烟气的脱硝工艺。从进气口310到出气口320的方向即为烟气的流动方向，烟气的流动方向为第二方向210。此外，烟道200中还串联有空预器400，烟道200的末端设有引风机500。引风机500的作用是对烟道200产生吸力并将烟气带出，烟气在烟道200中流动并经过空预器400时，烟气将受到一定的阻力。

在实际安装过程中，取样器10的取样管11延伸至烟道200内并位于出气口320处，连接管14、控制箱15均位于烟道200外。取样器10中的取样口111背向烟气的流动方向，即第一方向112与第二方向210一致。抽取管20远离取样器10的一端与烟道200连通，抽样管远离取样器10的一端位于空预器400与引风机500之间。取样时，控制卷动电机121打开所有取样开关13，从蜂窝状脱硝催化剂300的出气口320流出的烟气从取样口111中进入到取样器10中，最终在取样管11中混合，可从抽取口22抽出混合后的烟气进行检测。在取样器10和取样管11中流动的烟气的动力来源于烟道200***中的引风机500，无需借助其他动力元件便可完成取样动作，取样完成后，流经抽取管20的烟气将回流到烟道200中，最终达到节能环保的目的。

本实施例中，取样器10中的取样口111矩形阵列分布，可在一个平面内进行取样，可获得整个烟道200一个截面的原始数据的平均值，即使蜂窝状脱硝催化剂300出现局部堵塞或局部磨塌现象，也能够保证所检测数值与实际排放值基本相等，保证检测的准确性。

本实施例中，取样器10包括多个并排设置的取样管11，两个相邻的取样管11间定然会存在间隙，可有效减少取样装置对烟道200中的烟气的阻力。此外，取样管11的界面为三角形结构，可进一步减少取样装置对烟气的阻力。

本实施例中，取样器10中的取样口111背向烟气流动方向，可有效降低取样口111被烟气中的颗粒堵塞的可能性。当然，即使取样口111出现堵塞现象，控制被堵塞的取样口111处的取样开关13处于打开状态，其余取样开关13处于关闭状态，打开吹风装置16，可对被堵塞的取样口111进行反向疏通。本实施例中，吹风装置16安装在取样器10的连接管14上，在其他具体实施例中，也可在抽取管20上开设吹风口，并将吹风装置16安装在抽取管20上的吹风口处。

本实施例中，烟气取样装置100除具有对烟气进行准确取样测量的作用外，还可对流场进行诊断，即对蜂窝状脱硝催化剂300出气口320进行区块分析。烟气取样装置100的流场诊断方法包括以下步骤：

步骤S1、控制装置12控制某一取样开关13动作并打开与之对应的取样口111；

步骤S2、从抽取管20中的抽取口22抽取烟气并检测；

步骤S3、控制装置12控制步骤S1中的取样开关13并关闭与之对应的取样口111；

步骤S4、重复上述步骤S1、步骤S2、步骤S3，逐一对所有取样口111处的烟气进行取样检测；

步骤S5、判断流场通断，当某一取样口111所测数值大于大多数其他取样口111所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂300与该取样口111相对应的位置被磨塌；当某一取样口111所测数值小于大多数其他取样口111所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂300与该取样口111相对应的位置被堵塞。

通过上述方法可有效地对蜂窝状脱硝催化剂300出气口320进行区块分析，及时分析出催化剂堵塞、磨塌状态及区域，减少催化剂的无效使用，提高环保效果和效率。在后续的检修过程中，可准确找出催化剂堵塞、磨塌位置，实现点对点检修，提高检修效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种烟气取样装置，用于采取烟道内的烟气，所述烟道内设有蜂窝状脱硝催化剂，所述蜂窝状脱硝催化剂具备进气口和出气口，其特征在于，包括取样器和抽取管，所述抽取管内部形成取样通道，所述抽取管上设有抽取口，所述抽取口与所述取样通道连通，所述取样器延伸至所述烟道内并位于所述出气口处，所述取样器与所述抽取管连接，所述取样器上开设有多个取样口，多个所述取样口在所述取样器上矩形阵列分布，所述取样口与所述取样通道连通；

所述取样器还包括控制装置和多个取样开关，所述取样开关与所述取样口一一对应，所述取样开关设于所述取样口处，所述控制装置用于控制所述取样开关动作并打开或关闭所述取样口；所述取样开关包括封堵件和复位弹簧，所述封堵件设于所述取样口处，所述复位弹簧设于所述封堵件和所述取样器之间；所述控制装置包括多个卷动电机，所述卷动电机与所述封堵件一一对应，所述封堵件与所述卷动电机通过钢丝连接；当所述卷动电机动作并使所述钢丝缩短时，所述封堵件能够将所述取样口关闭；当所述卷动电机动作并使所述钢丝伸长时，所述封堵件能够将所述取样口打开；

所述取样器还包括吹风装置，所述取样器或抽取管上开设有吹风口，所述吹风装置设于所述吹风口处。

2.根据权利要求1所述的烟气取样装置，其特征在于，所述取样器包括多个并排设置的取样管，所述取样管与所述抽取管连接，所述取样管上沿其长度方向均匀开设有多个所述取样口，所述取样口与所述取样通道连通。

3.根据权利要求2所述的烟气取样装置，其特征在于，所述取样口背向所述烟气的流动方向。

4.根据权利要求3所述的烟气取样装置，其特征在于，所述取样管的横截面为三角形，所述三角形顶角指向底边的方向与所述烟气的流动方向相同。

5.根据权利要求1所述的烟气取样装置，其特征在于，所述封堵件为圆锥形，所述封堵件的尖部扣于所述取样口中。

6.根据权利要求1所述的烟气取样装置，其特征在于，所述抽取管远离所述取样器的一端与所述烟道连通；

所述烟道串联有空预器，所述烟道的末端设有引风机，所述抽取管远离所述取样器的一端位于所述空预器与所述引风机之间。

7.一种流场诊断方法，应用于权利要求1-6任一项所述的烟气取样装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、控制装置控制某一取样开关动作并打开与之对应的取样口；

步骤S2、从抽取管中的抽取口抽取烟气并检测；

步骤S3、控制装置控制步骤S1中的取样开关并关闭与之对应的取样口；

步骤S4、重复上述步骤，逐一对所有取样口处的烟气进行取样检测；

步骤S5、判断流场通断，当某一取样口所测数值大于大多数其他取样口所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂与该取样口相对应的位置被磨塌；当某一取样口所测数值小于大多数其他取样口所测数值时，蜂窝状脱硝催化剂与该取样口相对应的位置被堵塞。