CN111044685A - 一种scr出口气体成分在线网格式巡回检测*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***。该方案包括取样装置、反吹装置、切换控制装置、分析装置、上位机，烟气通道的通流横截面平均分割成M*N个等面积的检测区域，取样装置包括M*N个设置于检测区域中心的探头；反吹装置包括空气压缩泵、压缩空气罐以及反吹喷头，反吹喷头的出气管朝连接于探头的取样管上的防尘滤网设置。通过将探头均匀布设于烟气通道的通流横截面内，通过切换控制装置按照预设的顺序依次将采样的气体输送至分析装置中，对采样气体中NO浓度以及O2浓度进行检测，从而提高测量的准确性，通过设置反吹装置定期对防尘滤网进行清洗，进而提高气体检测的可靠性以及稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及电厂脱硝技术领域，具体涉及一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***。
背景技术
目前，大多数火电厂采用选择性还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)进行脱硝，SCR***的优化运行是保障电厂满足日益严格的环保要求的重要一环。SCR***优化运行调整的核心是对NOx浓度场的分布的进行准确测量并进而匹配喷氨量的优化调整。
目前绝大多数电厂使用的设备只能获取1-2个测点的NOx浓度，而实际烟道内烟气的流场十分不均匀，催化剂活性也有差异，NOx浓度分布也存在很大梯度，这意味着因此现有NOx浓度测量数据代表性很差，无法满足SCR***精细化调整的要求，更无法实现喷氨格栅的分区优化调整。
此外，超低排放下过量喷氨导致的氨逃逸已成为电厂空预器和引风机等设备正常运行的重大威胁。而NOx浓度平面分布能够全面表征SCR脱硝***的工作效能并且体现NH3逃逸情况，是解决环保脱硝要求和过量喷氨这一对运行要求矛盾的核心。因此有必要开展SCR出口气体成分在线网格式巡回检测。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其将取样探头均匀分布至烟气通道内的通流横截面内，并设置反吹装置对取样探头进行清洁，该SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***具有取样代表性强、测量精确、稳定、可靠的优点。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，包括取样装置、反吹装置、切换控制装置、分析装置、上位机，所述取样装置设置于烟气通道内并位于SCR***的出口处，所述烟气通道的通流横截面平均分割成M*N个等面积的检测区域，其中，M≥3，N≥3，所述的取样装置包括M个取样探头组，每一取样探头组均包括N个探头，每一取样探头组中的探头均设置于所述检测区域的中心；
每一所述探头上均连接有一取样管上，每一所述取样管中均设置有防尘滤网；
所述反吹装置包括空气压缩泵、压缩空气罐以及反吹喷头，所述空气压缩泵与所述压缩空气罐连通，所述反吹喷头的进气端与所述压缩空气罐连通，所述反吹喷头位于所述防尘滤网集尘面的背面或者所述反吹喷头位于所述防尘滤网的一侧，所述反吹喷头的出气管朝所述防尘滤网设置，所述反吹喷头为电磁阀；
所有的所述取样管均连接至所述切换控制装置，所述取样装置按照预设顺序依次切换一所述取样管与所述分析装置连通，所述分析装置前侧设置有抽样泵，所述抽样泵的进气端与所述取样管连通，所述抽样泵的出气管端与所述分析装置的进气端连通，所述分析装置的出气端与所述烟气通道连通，所述上位机与所述反吹装置、切换控制装置、分析装置以及抽样泵均电性连接；
所述分析装置包括NO分析仪以及O2分析仪。
通过这样设置，烟气进入烟气通道，经过SCR***脱硝后，分布于SCR***出口处的取样装置包括M个探头组，每一取样探头组包括N个探头，M*N个探头均匀地分布于烟气通道的通流横接面上，从而对通流横截面内的气体进行有效地、具有代表性地抽样，减少因取样点不足而造成的测量误差，M*N个探头在切换控制装置的控制下依次由抽样泵抽至分析仪中进行测量，测量所得的结果输送至上位机上进行统计和显示，提高了测量的准确性；
通过设置防尘滤网对将烟气中的尘质与气体进行分离，过滤的尘质附着于防尘滤网上将阻碍取样气体的获取，通过设置反吹装置，反吹喷头受上位机控制，定期对防尘滤网进行吹灰清洁，从而减少防尘滤网被烟尘堵塞而影响对气体样品的正常取样，提高检测的稳定性以及可靠性。
作为优选，所述探头的取样管内还设置有光电堵塞检测器，所述防尘滤网上设置有透明检测窗口，所述防尘滤网的网面保持间距并朝所述透明检测窗口设置，所述光电堵塞检测器与所述上位机电性连接，当所述光电堵塞检测器检测到所述检测窗口受所述防尘滤网上堆积的尘质阻挡时，所述光电堵塞检测器向所述上位机传递堵塞的报警电信号，所述上位机响应于该报警电性号打开对应的所述反吹喷头。
通过这样设置，光电堵塞检测器与防尘滤网保持间距，光电堵塞检测器对透明检测窗口内是否存在障碍物进行实时检测，当防尘滤网上堆积的尘质对透明检测窗口形成遮挡时，光电堵塞检测器向上位机传递防尘滤网已堵塞的报警电信号，上位机响应于该报警电性号打开对应的反吹喷头，从而压缩空气罐内中存储的压缩空气系从反吹喷头中喷出，从而对附着于防尘滤网上的尘质进行清吹，保证探头能可靠地进行气体取样，提高测量的可靠性以及稳定性，自动化程度强。
作为优选，所述取样管上还设置有防反冲阀，所述取样管上还连接有排尘管，所述排尘管连接于所述取样管的靠近防尘滤网附着尘质的一侧，所述防反冲阀位于所述探头与所述排尘管之间，所述排尘管远离所述取样管的一端与取样管外连通，所述排尘管上还设置有排尘阀，所述防反冲阀、排尘阀均为电磁阀，所述防反冲阀以及排尘阀均与所述上位机电性连接。
通过这样设置，对防尘滤网进行吹气清理时，上位机可控制防反冲阀关闭、排尘阀打开，从而阻止反吹喷头喷出的压缩空气由探头进入烟气通道中，进而避免出现因压缩空气进入烟气通道而干扰烟气通道原气体分布的可能，反吹喷头对防尘滤网进行吹气，吹落的尘质随压缩空气进入排尘管中排出至取样管外，避免清下的尘质向探头所在一端移动而堵塞探头的可能。
作为优选，所述反吹喷头与所述防尘滤网的网面成一夹角α，5°≤α≤20°。
作为优选，所述α＝10°。
通过这样设置，将反吹喷头设置成与防尘滤网成一夹角α，从而可提高对防尘滤网的清理的效果。
作为优选，多个所述取样管包裹于一保温管中。
通过这样设置，将多个的取样管包裹于一保温管，从而，取样管中的样品气体携带的热量可在各个取样管之间进行热量传递，对各个同一保温管内的各个取样管中的样品气体进行保温，保持从取样输送至分析装置过程中样品气体温度的稳定性，避免因输送距离过长引起的气体温度变化而造成气体浓度测量结果的影响。
作为优选，所述保温管内包括管体，所述管体上设置有保温夹层。
通过这样设置，保温夹层的设置有利于减少热量的散失，保持保温管内温度的稳定性。
作为优选，所述保温管内设置有温度传感器，所述保温管内还是设置有加热元件，所述温度传感器、加热元件均与所述上位机电性连接。
通过这样设置，在极端环境下，温度传感器检测到保温管内的温度低于检测的适宜范围时，上位机可控制加热元件工作，对保温管进行加热，从而使得输送的样品气体维持在气体浓度检测的示意范围内，从而提高气体浓度检测的精确性、可靠性以及稳定性，提高检测***的适用性。
作为优选，还包括DCS(Distributed Control System)***，DCS***与所述上位机连接通讯。
通过这样设置，上位机与DCS***进行通信连接，从而便于数据共享、远程监控以及保存等。
相对于现有技术，本发明取得了有益的技术效果：
1、通过将用于空气取样的探头均匀布设于烟气通道的通流横截面内，通过切换控制装置按照预设的顺序依次将采样的气体输送至分析装置中，对采样气体中NO浓度以及O2浓度进行检测，从而提高测量的准确性，使得所得的结果代表性更强，通过设置反吹装置定期对防尘滤网进行清洗，从而保证气体采样的可靠性以及稳定性，进而提高气体检测的可靠性以及稳定性。
2、通过设置光电堵塞检测器，对防尘滤网是否堵塞进行检测，提高清吹尘质的自动化程度。
3、通过设置防反冲阀、排尘管以及排尘阀，避免清吹过程中压缩空气进入烟尘通道中，避免对原氩气通道内气体的分布的影响。
4、通过将多个取样管设置于保温管中，对取样气体进行保温，保持气体测量的稳定性以及可靠性。
5、通过在保温管内设置保温层以及加热元件，进一步提高气体测量的可靠性以及稳定性，提高测量***的适用性。
6、通过将上位机与DCS***连通，便于远程监控以及数据查看。
附图说明
图1是本发明实施例的整体示意图；
图2是本发明实施例中探头的分布示意图；
图3是本发明实施例中反吹装置的结构示意图；
图4是本发明实施例中保温管的结构示意图。
其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
1、取样装置；101、取样探头组；1011、探头；2、反吹装置；201、空气压缩泵；202、压缩空气罐；203、反吹喷头；3、切换控制装置；4、分析装置；401、NO分析仪；402、O2分析仪；5、上位机；6、烟气通道；601、检测区域；7、SCR***；701、SCR催化剂模块；8、锅炉；9、喷氨模块；10、取样管；11、防尘滤网；1101、透明检测窗口；11011、挡片；12、抽样泵；13、光电堵塞检测器；14、防反冲阀；15、排尘管；1501、排尘阀；16、保温管；1601、管体；1602、保温夹层；1603、温度传感器；1604、加热元件；17、DCS***。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
参考图1，本实施例公开了一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，包括取样装置1、反吹装置2、切换控制装置3、分析装置4、上位机5，取样装置1设置于烟气通道6内并位于SCR***7的出口处。
参考图1，烟气通道6与锅炉8连通，SCR***7包括若干组SCR催化剂模块701，若干SCR催化剂模块701沿烟气通道6间隔布置。
参考图1，烟气通道6内位于锅炉8与SCR***7之间还设置有喷氨模块9，喷氨模块9受控于上位机5，喷氨模块9可对烟气喷射氨气以进行气体净化处理。
参考图1以及图2，烟气通道6的通流横截面平均分割成M*N个等面积的检测区域601，其中，M≥3，N≥3，取样装置1包括M个取样探头组101，每一取样探头组101均包括N个探头1011，每一取样探头组101中的探头1011均设置于检测区域601的中心。
参考图2，本实施例中，将烟气通道6的通流横截面分割成3*3个检测区域601，在其他实施例中，还可以将烟气通道6的通流横截面分割成分割为3*4、4*4、4*5等个区域。
参考图1以及图3，每一探头1011上均连接有一取样管10上，每一取样管10中均设置有防尘滤网11；
参考图1以及图3，反吹装置2包括空气压缩泵201、压缩空气罐202以及反吹喷头203，空气压缩泵201与压缩空气罐202连通，空气压缩泵201将空气进行压缩并将压缩空气存储至压缩空气罐202中，反吹喷头203的进气端与压缩空气罐202连通，反吹喷头203位于防尘滤网11集尘面的背面或者反吹喷头203位于防尘滤网11的一侧，本实施中，反吹喷头203位于防滑滤网的一侧，反吹喷头203的出气管朝防尘滤网11设置，反吹喷头203为电磁阀。
参考图1以及图3，反吹喷头203与防尘滤网11的网面成一夹角α，5°≤α≤20°，优选的，α＝10°，在其他实施例中，α还可以设置为6°、7°、8°、9°、11°、12°、13°、14°、15°、16°、17°、18°或19°中的其中一个角度。
参考图1，所有的取样管10均连接至切换控制装置3，取样装置1按照预设顺序依次切换一取样管10与分析装置4连通，预设顺序可通过上位机5通过程序的方式下载至切换控制器中，分析装置4前侧设置有抽样泵12，抽样泵12的进气端与取样管10连通，抽样泵12的出气管端与分析装置4的进气端连通，分析装置4的出气端与烟气通道6连通，上位机5与反吹装置2、切换控制装置3、分析装置4以及抽样泵12均电性连接；
切换控制装置3主要包括PLC控制器(图中未示出)以及与PLC控制器连接的多个取样控制阀(图中未示出)，取样控制阀对应每一个取样管10各设置一个，PLC控制器控制取样控制阀的通断。
参考图1，分析装置4包括NO分析仪401以及O2分析仪402。
参考图3，探头1011的取样管10内还设置有光电堵塞检测器13，防尘滤网11上设置有透明检测窗口1101，防尘滤网11上开设有检测孔(图中未标注)，检测孔内设置有透明的挡片11011，从而形成透明检测窗口1101，挡片11011可以采用玻璃、塑料薄膜或者透明硬质。
参考图3，塑料光电堵塞检测器13设置于防尘滤网11任一侧，优选的，光电堵塞检测器13设置于防尘滤网11集尘面的背侧。
光电堵塞检测器13与防尘滤网11的网面保持间距且光电堵塞检测器13朝透明检测窗口1101设置，光电堵塞检测器13与上位机5电性连接，当光电堵塞检测器13检测到透明检测窗口1101被防尘滤网11上堆积的尘质所遮挡时，光电堵塞检测器13向上位机5传递堵塞的报警电信号，上位机5响应于该报警电性号打开对应的反吹喷头203，本实施中，光电堵塞检测器13为光电传感器。
参考图3，取样管10上还设置有防反冲阀14，取样管10上还连接有排尘管15，排尘管15连接于取样管10的靠近防尘滤网11附着尘质的一侧，防反冲阀14位于探头1011与排尘管15之间，排尘管15远离取样管10的一端与取样管10外连通，排尘管15上还设置有排尘阀1501，防反冲阀14、排尘阀1501均为电磁阀，防反冲阀14以及排尘阀1501均与上位机5电性连接。
参考图4，多个取样管10包裹于一保温管16中，保温管16内包括管体1601，管体1601上设置有保温夹层1602。保温管16内设置有温度传感器1603，保温管16内还是设置有加热元件1604，温度传感器1603、加热元件1604均与上位机5电性连接。
参考图1，本实施例中，SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***还包括DCS(Distributed Control System)***，DCS***17与上位机5连接通讯。
本发明实施例的使用过程：
由锅炉8排出的烟气进入烟气通道6内，经过喷氨模块9以及SCR***7脱硝后，分布于SCR***7出口处的取样装置1的M*N个探头1011对依次对烟气通道6的通流横接面M*N个检测区域601进行气体取样，切换控制模块按照预设的取样顺序将气体样品输送至分析装置4中进行测量。
从而可对通流横截面内的气体进行有效地、具有代表性地抽样，减少因取样点不足而造成的测量误差，测量所得的结果输送至上位机5上进行统计和显示，再通过上位机5输送至DCS***17中，有利于进行远距离监控。
防尘滤网11对将烟气中的尘质与气体进行分离，过滤的尘质附着于防尘滤网11上将阻碍取样气体的获取。
光电堵塞检测器13对透明检测窗口1101内是否存在障碍物进行实时检测，当防尘滤网11上堆积的尘质对透明检测窗口1101形成遮挡时，光电堵塞检测器13向上位机5传递防尘滤网11已堵塞的报警电信号，上位机5响应于该报警电性号打开对应的反吹喷头203，从而压缩空气罐202内中存储的压缩空气系从反吹喷头203中喷出，从而对附着于防尘滤网11上的尘质进行清吹。
反吹喷头203对防尘滤网11进行吹气清理时，上位机5可控制防反冲阀14关闭、排尘阀1501打开，从而阻止反吹喷头203喷出的压缩空气由探头1011进入烟气通道6中，进而避免出现因压缩空气进入烟气通道6而干扰烟气通道6原气体分布的可能，反吹喷头203对防尘滤网11进行吹气，吹落的尘质随压缩空气进入排尘管15中排出至取样管10外，避免清下的尘质向探头1011所在一端移动而堵塞探头1011的可能。
从而定期地、自动地对防尘滤网11进行吹灰清洁，从而减少防尘滤网11被烟尘堵塞而影响对气体样品的正常取样，提高检测的稳定性以及可靠性。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对发明构成任何限制。
Claims (9)
1.一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，包括取样装置、反吹装置、切换控制装置、分析装置、上位机，所述取样装置设置于烟气通道内并位于SCR***的出口处，所述烟气通道的通流横截面平均分割成M*N个等面积的检测区域，其中，M≥3，N≥3，所述的取样装置包括M个取样探头组，每一取样探头组均包括N个探头，每一取样探头组中的探头均设置于所述检测区域的中心；
每一所述探头上均连接有一取样管上，每一所述取样管中均设置有防尘滤网；
所述反吹装置包括空气压缩泵、压缩空气罐以及反吹喷头，所述空气压缩泵与所述压缩空气罐连通，所述反吹喷头的进气端与所述压缩空气罐连通，所述反吹喷头位于所述防尘滤网集尘面的背面或者所述反吹喷头位于所述防尘滤网的一侧，所述反吹喷头的出气管朝所述防尘滤网设置，所述反吹喷头为电磁阀；
所有的所述取样管均连接至所述切换控制装置，所述取样装置按照预设顺序依次切换一所述取样管与所述分析装置连通，所述分析装置前侧设置有抽样泵，所述抽样泵的进气端与所述取样管连通，所述抽样泵的出气管端与所述分析装置的进气端连通，所述分析装置的出气端与所述烟气通道连通，所述上位机与所述反吹装置、切换控制装置、分析装置以及抽样泵均电性连接；
所述分析装置包括NO分析仪以及O2分析仪。
2.根据权利要求1所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述探头的取样管内还设置有光电堵塞检测器，所述防尘滤网上设置有透明检测窗口，所述防尘滤网的网面保持间距并朝所述透明检测窗口设置，所述光电堵塞检测器与所述上位机电性连接，当所述光电堵塞检测器检测到所述检测窗口受所述防尘滤网上堆积的尘质阻挡时，所述光电堵塞检测器向所述上位机传递堵塞的报警电信号，所述上位机响应于该报警电性号打开对应的所述反吹喷头。
3.根据权利要求2所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述取样管上还设置有防反冲阀，所述取样管上还连接有排尘管，所述排尘管连接于所述取样管的靠近防尘滤网附着尘质的一侧，所述防反冲阀位于所述探头与所述排尘管之间，所述排尘管远离所述取样管的一端与取样管外连通，所述排尘管上还设置有排尘阀，所述防反冲阀、排尘阀均为电磁阀，所述防反冲阀以及排尘阀均与所述上位机电性连接。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述反吹喷头与所述防尘滤网的网面成一夹角α，5°≤α≤20°。
5.根据权利要求4所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述α＝10°。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，多个所述取样管包裹于一保温管中。
7.根据权利要求6所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述保温管内包括管体，所述管体上设置有保温夹层。
8.根据权利要求7所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，所述保温管内设置有温度传感器，所述保温管内还是设置有加热元件，所述温度传感器、加热元件均与所述上位机电性连接。
9.根据权利要求1、2、3、5、7或8所述的一种SCR出口气体成分在线网格式巡回检测***，其特征在于，还包括DCS(Distributed Control System)***，DCS***与所述上位机连接通讯。
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