CN113804515A - 一种燃煤电厂烟囱排烟口so3连续式取样装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，包括高温取样探杆、安装法兰和取样箱体外壳；高温取样探杆伸入烟囱排烟口中，并且高温取样探杆通过安装法兰固定在烟囱排烟口上，高温取样探杆的外端与取样箱体外壳相连；高温取样探杆包括合金过滤器一、合金过滤器二、内管一、内管二、石英滤芯一和石英滤芯二；合金过滤器一与内管一的一端相连通，内管一的另一端与石英滤芯一相连；合金过滤器二与内管二的一端相连通，内管二的另一端与石英滤芯二相连。本发明的有益效果是：本发明采用双路内管设计，基于时分互补的方式，实现了燃煤电厂烟气SO3连续式取样，解决了取样间断的问题，有利于燃煤电厂SO3排放连续性监测。
Description
技术领域
本发明涉及一种SO3取样装置及方法，具体涉及一种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置及方法。
背景技术
燃煤电厂排放烟气中SO3会加剧空气污染也会造成设备腐蚀等不利影响，因此对燃煤电厂排放烟气中SO3浓度进行实时监测很有必要。目前对于燃煤烟气中SO3浓度排放测量有化学法和光谱法两种，前者很难实现在线式监测，后者搭配光谱分析仪容易实现SO3在线式监测。因此，燃煤烟气中SO3的取样连续性对SO3浓度排放监测至关重要。
目前对于燃煤电厂烟囱排烟口SO3取样采用抽取式取样。如公开号为CN110806339A的中国专利公开了一种火电厂烟气中SO3采样方法，包括：基础烟气参数测试、选取采样嘴和计算采样泵流量、装置组装及加热控温、开启采样泵及添加蒸汽、停止采样及样品回收、硫酸根离子分析及SO3浓度计算。如公开号为CN209525150U的中国专利公开了一种火电厂烟气取样器，包括烟气取样杆、烟气取样探头、烟气探头滤芯、电加热器、探头外吹器、探头内吹器和气体进管，烟气取样探头设置取样杆一端，且设置在保护箱内；烟气探头滤芯设置在烟气探头上，且带有滤芯操作手柄；电加热器设置在烟气探头上；探头外吹器设置在烟气探头滤芯外部；探头内吹器设置在烟气探头滤芯内部；气体进管连通烟气探头滤芯内部。
目前所采用的燃煤电厂烟囱排烟口SO3取样装置及方法，存在由于反吹除尘而致使SO3取样过程不连续，从而导致燃煤电厂烟囱排烟口SO3排放实时监测***缺失部分监测数据的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中燃煤烟气SO3取样过程由于反吹除尘而导致SO3取样不连续的问题，提供一种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置及方法，该装置及方法实现了燃煤电厂烟气SO3连续性取样，从而保证了燃煤电厂SO3浓度排放的连续性监测，同时具备高温取样探杆进入烟囱长度可调的灵活性。
这种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，包括高温取样探杆、安装法兰和取样箱体外壳；高温取样探杆伸入烟囱排烟口中，并且高温取样探杆通过安装法兰固定在烟囱排烟口上，高温取样探杆的外端与取样箱体外壳相连；
高温取样探杆包括合金过滤器一、合金过滤器二、内管一、内管二、石英滤芯一和石英滤芯二；合金过滤器一与内管一的一端相连通，内管一的另一端与石英滤芯一相连，形成一个取样通道；合金过滤器二与内管二的一端相连通，内管二的另一端与石英滤芯二相连，形成一个取样通道；
取样箱体外壳内设有反吹电磁阀一、反吹电磁阀二、反吹管路一、反吹管路二、温度控制器和时间控制器；反吹管路一和反吹管路二连通压缩空气；内管一与反吹管路一和取样出口的交接处设有反吹电磁阀一，内管二与反吹管路二和取样出口的交接处设有反吹电磁阀二；时间控制器连接反吹电磁阀一和反吹电磁阀二。
作为优选：高温取样探杆的两路取样通道包覆在加热保温层中。
作为优选：加热保温层连接温度控制器。
作为优选：安装法兰包括法兰套筒和固定螺钉；法兰套筒固定在烟囱排烟口外表面，法兰套筒套在高温取样探杆外部，法兰套筒与高温取样探杆通过固定螺钉紧固。
这种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置的工作方法，包括以下步骤：
S1、安装法兰安装在燃煤电厂的烟囱排烟口外表面，高温取样探杆通过安装法兰固定在烟囱排烟口上，通过移动高温取样探杆与安装法兰的相对位置调整高温取样探杆伸入烟囱排烟口内部的长度；装置运行时，设置温度控制器温度，加热保温层被加热，维持在所设定的温度范围内并保持稳定；
S2、温度稳定后，开始取样，反吹管路一和反吹管路二连接压缩空气，时间控制器控制反吹电磁阀一处于关闭状态，反吹电磁阀二处于开启状态，此种情况下，内管一所在的取样通道处于畅通状态，内管二所在的取样通道处于关断状态；在抽吸作用下，烟囱排烟口的烟气SO3通过内管一所在的取样通道被取样，并通过取样出口进入分析仪；由于反吹电磁阀二处于开启状态，反吹管路二畅通，压缩空气对石英滤芯二、内管二和合金过滤器二进行吹扫，清理飞灰；
S3、经过T时间后，时间控制器控制反吹电磁阀一和反吹电磁阀二进行状态切换，此种情况下，内管一所在的取样通道处于关断状态，内管二所在的取样通道处于畅通状态；在抽吸作用下，烟囱排烟口的烟气SO3通过内管二所在的取样通道被取样，并通过取样出口进入分析仪；由于反吹电磁阀一处于开启状态，反吹管路一畅通，压缩空气对石英滤芯一、内管一和合金过滤器一进行吹扫，清理飞灰；
S4、经过T时间后，时间控制器控制反吹电磁阀一和反吹电磁阀二进行状态切换，重复步骤S2的取样反吹工作，以此循环进行取样和吹扫。
作为优选：步骤S1中，温度控制器控制加热保温层温度在80-500℃范围内。
作为优选：步骤S3和步骤S4中，T时间为1-24h。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用双路内管设计，基于时分互补的方式，实现了燃煤电厂烟气SO3连续式取样，解决了取样间断的问题，有利于燃煤电厂SO3排放连续性监测。
2.本发明的安装法兰与高温取样探杆的相对位置可以调整，使得高温取样探杆伸入烟囱中的长度可调节，提升了灵活性。
附图说明
图1为燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置示意图。
附图标记说明：1-高温取样探杆；2-安装法兰；3-反吹电磁阀一；4-反吹电磁阀二；5-反吹管路一；6-反吹管路二；7-取样箱体外壳；8-取样出口；9-温度控制器；10-时间控制器；11-烟囱排烟口；101-合金过滤器一；102-合金过滤器二；103-内管一；104-内管二；105-石英滤芯一；106-石英滤芯二；107-加热保温层；201-法兰套筒；202-固定螺钉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
目前的燃煤电厂烟气SO3取样采用抽取式取样枪完成，其在反吹的过程中，需要切断采样管路，而致使SO3取样过程不连续，从而导致燃煤电厂烟囱排烟口SO3排放实时监测***缺失部分监测数据。与之相比，本发明基于时分互补采用双路内管设计的方式实现燃煤电厂烟气SO3取样连续性，从而保证燃煤电厂烟囱排烟口SO3排放实时监测***数据的完整性。
实施例一
本申请实施例一提供一种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，如图1所示，包括：高温取样探杆1、安装法兰2和取样箱体外壳7。高温取样探杆1伸入烟囱排烟口11中，并且高温取样探杆1通过安装法兰2固定在烟囱排烟口11外壁；高温取样探杆1的外端与取样箱体外壳7相连。
高温取样探杆1包括合金过滤器一101、合金过滤器二102、内管一103、内管二104、石英滤芯一105、石英滤芯二106和加热保温层107。合金过滤器一101与内管一103的一端相连通，内管一103的另一端与石英滤芯一105相连，形成一个取样通道；合金过滤器二102与内管二104的一端相连通，内管二104的另一端与石英滤芯二106相连，形成一个取样通道。烟囱内的样品受抽吸作用，通过合金过滤器初步过滤后，经内管至石英滤芯，进入取样箱体外壳，最终在取样出口排出。高温取样探杆1的两路取样通道包覆在加热保温层107之中。高温取样探杆采用耐200℃以上的不锈钢材料。
安装法兰2包括法兰套筒201和固定螺钉202。法兰套筒201固定在烟囱排烟口11外壁上，法兰套筒201套在高温取样探杆1外部，可以调节相对位置，即可以通过移动高温取样探杆与法兰套筒的相对位置调整高温取样探杆伸入烟囱内部的长度，法兰套筒201与高温取样探杆1通过固定螺钉202紧固，固定法兰套筒201与高温取样探杆1的相对位置。
取样箱体外壳7内设有反吹电磁阀一3、反吹电磁阀二4、反吹管路一5、反吹管路二6、温度控制器9和时间控制器10。反吹管路一5和反吹管路二6连通压缩空气，用于反吹滤芯除尘。内管一103与反吹管路一5和取样出口8的交接处设有反吹电磁阀一3，内管二104与反吹管路二6和取样出口8的交接处设有反吹电磁阀二4，反吹电磁阀用于取样过程中对石英滤芯、内管及合金过滤器进行吹扫，防止堵塞，吹扫气采用压缩空气，通过调节内管与反吹管路的启闭状态实现SO3取样与反吹除尘同时进行，从而实现连续性SO3取样。当反吹电磁阀处于开启状态时，使得内管与反吹管路导通，当反吹电磁阀处于关闭状态时，使得内管与取样出口8导通。当内管一103处于取样过程时，反吹电磁阀一3处于关闭状态，反吹电磁阀二4处于开启状态，压缩空气通过反吹管路二6对石英滤芯二106、内管二104和合金过滤器二102进行吹扫，清理飞灰；当内管二104处于取样过程时，反吹电磁阀二4处于关闭状态，反吹电磁阀一3处于开启状态，压缩空气通过反吹管路一5对石英滤芯一105、内管一103和合金过滤器一101进行吹扫，清理飞灰。时间控制器10连接反吹电磁阀一3和反吹电磁阀二4，用于控制反吹电磁阀一3和反吹电磁阀二4的工作状态并进行切换，保证内管一103和内管二104的工作状态处于时分互补的状态。温度控制器9连接加热保温层107，用于控制加热保温层107的温度，使温度保持在SO3气态温度区间80-500℃范围内，优选300℃，防止取样过程中SO3发生冷凝而导致取样得到的气态SO3含量不准确的问题。
实施例二
本申请实施例二提供一种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置的工作方法，包括以下步骤：
S1、安装法兰2安装在燃煤电厂的烟囱排烟口11外壁上，高温取样探杆1通过安装法兰2固定在烟囱排烟口11上，通过移动高温取样探杆1与安装法兰2的相对位置调整高温取样探杆1伸入烟囱排烟口11内部的长度。装置运行时，设置温度控制器9温度，所设置温度范围内须保证SO3处于气态，优选300℃，加热保温层107被加热，维持在所设定的温度并保持稳定。
S2、温度稳定后，开始取样，反吹管路一5和反吹管路二6连接压缩空气，时间控制器10控制反吹电磁阀一3处于关闭状态，反吹电磁阀二4处于开启状态，此种情况下，内管一103所在的取样通道处于畅通状态，内管二104所在的取样通道处于关断状态。在抽吸作用下，烟囱排烟口11的烟气SO3通过内管一103所在的取样通道被取样，并通过取样出口8进入分析仪。由于反吹电磁阀二4处于开启状态，反吹管路二6畅通，压缩空气对石英滤芯二106、内管二104和合金过滤器二102进行吹扫，清理飞灰。
S3、经过T时间(如1-24h)后，时间控制器10控制反吹电磁阀一3和反吹电磁阀二4进行状态切换，此种情况下，内管一103所在的取样通道处于关断状态，内管二104所在的取样通道处于畅通状态。在抽吸作用下，烟囱排烟口11的烟气SO3通过内管二104所在的取样通道被取样，并通过取样出口8进入分析仪。由于反吹电磁阀一3处于开启状态，反吹管路一5畅通，压缩空气对石英滤芯一105、内管一103和合金过滤器一101进行吹扫，清理飞灰。
S4、经过T时间(如1-24h)后，时间控制器10控制反吹电磁阀一3和反吹电磁阀二4进行状态切换，重复步骤S2的取样反吹工作，以此循环进行时分互补的取样和吹扫。
通过时间控制器10每隔T时间(如1-24h)，控制反吹电磁阀一3和反吹电磁阀二4的工作状态，利用两路取样管在反吹和取样的时分互补，实现连续性取样。
本发明采用双路内管设计，基于时分互补的方式，配合电磁阀和时间控制器实现两路取样管路的交替工作，从而保证一路取样管路进行吹扫时，另一路取样管路仍然进行取样工作，使得燃煤电厂烟气SO3取样过程与反吹除尘过程同时进行，解决了当前燃煤电厂烟气SO3取样方法存在取样管易堵塞、取样过程不连续的问题，实现了燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样。
Claims (7)
1.一种燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，其特征在于：包括高温取样探杆(1)、安装法兰(2)和取样箱体外壳(7)；高温取样探杆(1)伸入烟囱排烟口(11)中，并且高温取样探杆(1)通过安装法兰(2)固定在烟囱排烟口(11)上，高温取样探杆(1)的外端与取样箱体外壳(7)相连；
高温取样探杆(1)包括合金过滤器一(101)、合金过滤器二(102)、内管一(103)、内管二(104)、石英滤芯一(105)和石英滤芯二(106)；合金过滤器一(101)与内管一(103)的一端相连通，内管一(103)的另一端与石英滤芯一(105)相连，形成一个取样通道；合金过滤器二(102)与内管二(104)的一端相连通，内管二(104)的另一端与石英滤芯二(106)相连，形成一个取样通道；
取样箱体外壳(7)内设有反吹电磁阀一(3)、反吹电磁阀二(4)、反吹管路一(5)、反吹管路二(6)、温度控制器(9)和时间控制器(10)；反吹管路一(5)和反吹管路二(6)连通压缩空气；内管一(103)与反吹管路一(5)和取样出口(8)的交接处设有反吹电磁阀一(3)，内管二(104)与反吹管路二(6)和取样出口(8)的交接处设有反吹电磁阀二(4)；时间控制器(10)连接反吹电磁阀一(3)和反吹电磁阀二(4)。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，其特征在于：高温取样探杆(1)的两路取样通道包覆在加热保温层(107)中。
3.根据权利要求2所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，其特征在于：加热保温层(107)连接温度控制器(9)。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置，其特征在于：安装法兰(2)包括法兰套筒(201)和固定螺钉(202)；法兰套筒(201)固定在烟囱排烟口(11)外表面，法兰套筒(201)套在高温取样探杆(1)外部，法兰套筒(201)与高温取样探杆(1)通过固定螺钉(202)紧固。
5.一种如权利要求1所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、安装法兰(2)安装在燃煤电厂的烟囱排烟口(11)外表面，高温取样探杆(1)通过安装法兰(2)固定在烟囱排烟口(11)上，通过移动高温取样探杆(1)与安装法兰(2)的相对位置调整高温取样探杆(1)伸入烟囱排烟口(11)内部的长度；装置运行时，设置温度控制器(9)温度，加热保温层(107)被加热，维持在所设定的温度范围内并保持稳定；
S2、温度稳定后，开始取样，反吹管路一(5)和反吹管路二(6)连接压缩空气，时间控制器(10)控制反吹电磁阀一(3)处于关闭状态，反吹电磁阀二(4)处于开启状态，此种情况下，内管一(103)所在的取样通道处于畅通状态，内管二(104)所在的取样通道处于关断状态；在抽吸作用下，烟囱排烟口(11)的烟气SO3通过内管一(103)所在的取样通道被取样，并通过取样出口(8)进入分析仪；由于反吹电磁阀二(4)处于开启状态，反吹管路二(6)畅通，压缩空气对石英滤芯二(106)、内管二(104)和合金过滤器二(102)进行吹扫，清理飞灰；
S3、经过T时间后，时间控制器(10)控制反吹电磁阀一(3)和反吹电磁阀二(4)进行状态切换，此种情况下，内管一(103)所在的取样通道处于关断状态，内管二(104)所在的取样通道处于畅通状态；在抽吸作用下，烟囱排烟口(11)的烟气SO3通过内管二(104)所在的取样通道被取样，并通过取样出口(8)进入分析仪；由于反吹电磁阀一(3)处于开启状态，反吹管路一(5)畅通，压缩空气对石英滤芯一(105)、内管一(103)和合金过滤器一(101)进行吹扫，清理飞灰；
S4、经过T时间后，时间控制器(10)控制反吹电磁阀一(3)和反吹电磁阀二(4)进行状态切换，重复步骤S2的取样反吹工作，以此循环进行取样和吹扫。
6.根据权利要求5所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置的工作方法，其特征在于：步骤S1中，温度控制器(9)控制加热保温层(107)温度在80-500℃范围内。
7.根据权利要求5所述的燃煤电厂烟囱排烟口SO3连续式取样装置的工作方法，其特征在于：步骤S3和步骤S4中，T时间为1-24h。
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