CN205941111U - 一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器 - Google Patents

Abstract

一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器。它是包括若干个沿烟道宽度方向上安装的采样器单体和将各个采样器单体连通至样气混合器的集气管路，CEMS探头***样气混合器抽取烟气，取样口均匀分布在烟道截面，每个取样口通过集气管路等距离连接至混合器。本实用新型能够真正做到取样均匀，可保障燃煤锅炉脱硝烟气检测的准确性和可靠性，并且结构简单，容易安装维护，适应性强，支持大烟道使用，使用安全***露。

Description

一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器

技术领域

本实用新型涉及一种用于锅炉技术领域的烟气取样装置，尤其是一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器。

背景技术

火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。

锅炉中的燃料在高温燃烧时，含氮有机物被氧化生成氮氧化物(NOx)，严重污染大气环境。为了达到环保要求，降低锅炉排出的烟气中氮氧化物(NOx)含量，需要进行脱硝处理。选择性催化剂还原烟气脱硝技术(SCR)是采用垂直的催化剂反应塔与无水氨，从燃煤燃烧装置(锅炉)及燃煤电厂的烟气中除去氮氧化物(NOx)。脱硝后的烟气经过取样后通过烟气自动监控***(CEMS)来连续分析测量NOx含量，用于脱硝***的自动控制和环保监测。

为了使所取烟气样品具有代表性，国际和国内标准中均推荐采用全截面网格法，即把烟道的横截面分成许多相等的单元面积，并从这些单元面积的中心取烟气样品，将采集到的氧气进行充分混合后送到CEMS测量。为了将烟气从烟道相应位置抽出，试验人员主要采用以下三种方法：(1)通过多管组合型烟气取样枪将烟气抽出；(2)通过笛形管型烟气取样枪将烟气抽出；(3)通过单根不锈钢管逐点插拔的方式将烟气抽出。

多管组合型烟气取样枪是由多根直径相同、长度不等的不锈钢管组合而成，其不锈钢管伸入烟道的长度与等截面网格中心一一对应。笛形管型烟气取样枪是一根开有若干等直径小孔的不锈钢管，其开孔位置与等截面网格中心对齐。根据流体力学相关理论，采用笛形管型和多管组合型烟气取样枪的各点抽气量与沿程距离有关，沿程距离越长，抽取的烟气量越少，因此，采用前两种方法抽取的烟气样品代表性欠佳。单根不锈钢管逐点插拔的方式虽然可保证各取样点的烟气量均匀一致，但在测试过程中会耗费大量的时间和人力，并在反复的插拔过程中会带来诸多不安全因素。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，该烟气采样器是等距离、等阻力，实现等流量取样，能够真正做到取样均匀，可保障脱硝烟气检测准确性和可靠性，并且结构简单，容易安装维护，适应性强，支持大烟道使用，使用安全***露。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：包括若干个沿烟道宽度方向上安装的采样器单体和将各个采样器单体连通至样气混合器的集气管路，CEMS探头***样气混合器抽取烟气，所述的采样器单体包括两个水平方向布置的一级采样管、一个水平方向布置的二级采样管和一个倾斜向上的采样出气管，一级采样管和二级采样管均具有三个端口，其上端口斜向下连通两个对称分布在上端口两侧的下端口，一级采样管的下端口为采样口，二级采样管的下端口分别连通到一级采样管的上端口，二级采样管的上端口又连接一个采样出气管，采样器单体安装后位于烟道内并在烟道截面上均匀分布，一级采样管、二级采样管和采样出气管的长度与烟道的等截面网格中心相对应；所述集气管路包括多级集气管，每等距两个采样器单体通过一个一级集气管连通，一级集气管的两端分别连接至两个采样器单体的采样出气管的上端口，每两个一级集气管又通过一个二级集气管连通到一起，二级集气管的两端分别连接至两个一级集气管的中部，以此类推，每两个同一级集气管的中部又分别连接在一个比其高一级集气管的两端，最终一级集气管的中部通过一个采样总管连接至样气混合器，因此集气管的级数是与采样器单体总数相适配的，采样器单体的数量为2ⁿ，其中n为集气管的级数，并且n≥1。

相比现有的烟气取样装置，本实用新型的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，也是采用的全截面网格法，把烟道的横截面分成许多相等的单元面积，并从这些单元面积的中心取烟气样品，将采集到的烟气进行充分混合后送到CEMS测量，由于本实用新型每个取样口到样气混合器的距离相等，管道阻力是相同的，本着等截面、等流速的原则，从而保证了每个取样点抽取的烟气流量基本一致，真正做到了取样均匀，保障了脱硝烟气检测的准确性和可靠性，并且本实用新型结构简单，容易安装维护，适应性强，支持大烟道使用，使用安全***露。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例中采样器单体的结构示意图。

图中，1、烟道，2、采样器单体，3、闸阀，4、一级集气管，5、二级集气管，6、三级集气管，7、调节阀，8、样气混合器，9、吹扫阀Ⅱ，10、采样总管，11、吹扫隔离阀，12、吹扫阀Ⅰ，13、采样口，14、一级采样管，15、二级采样管，16、采样出气管。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

图1和图2示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，包括8个沿烟道1宽度方向上安装的采样器单体2和将各个采样器单体2连通至样气混合器8的集气管路，CEMS探头***样气混合器8抽取烟气。从图2中可见，所述的采样器单体2包括两个水平方向布置的一级采样管14、一个水平方向布置的二级采样管15和一个倾斜向上的采样出气管16，一级采样管14和二级采样管15均具有三个端口，其上端口斜向下连通两个对称分布在上端口两侧的下端口，一级采样管14的下端口为采样口13，二级采样管15的下端口分别连通到一级采样管14的上端口，二级采样管15的上端口又连接一个采样出气管16，采样器单体2安装后位于烟道1内并在烟道1截面上均匀分布，一级采样管14、二级采样管15和采样出气管16的长度与烟道1的等截面网格中心相对应。参见图1，所述集气管路包括一级集气管4、二级集气管5和三级集气管6，每等距两个采样器单体2通过一个一级集气管4连通，一级集气管4的两端分别连接至两个采样器单体2的采样出气管16的上端口，每两个一级集气管4又通过一个二级集气管5连通到一起，二级集气管5的两端分别连接至两个一级集气管4的中部，接着每两个二级集气管5又通过一个三级集气管6连通到一起，三级集气管6的两端分别连接至两个二级集气管4的中部，最后三级集气管6的中部通过一个采样总管10连接至样气混合器8，但是不局限于此具体的实施例，本实用新型的集气管的级数是与采样器单体2总数相适配的，采样器单体2的数量为2ⁿ，其中n则为集气管的级数，并且要满足n≥1。为了更便于连接，所述采样器单体2的采样出气管16与集气管路在烟道壁处可以通过接口管和弯管相连。

从锅炉内流出的烟气含有一定量的粉尘，烟气采样器在使用一段时间后，管路内会残留，若不及时清理会堵塞采样管路以及影响测量的准确性，为了实现设备内粉尘的清除功能，还包括一个吹扫管路，吹扫管路连接在样气混合器8与采样器之间的采样总管10上，吹扫管路与压缩空气管路连通，自压缩空气管路一条上支路连接一个吹扫阀Ⅰ12后连接至采样总管10，自压缩空气管路另一条下支路连接一个吹扫阀Ⅱ9后也连接至采样总管10，在上支路和下支路之间的采样总管10上设有吹扫隔离阀11。

吹扫管路可以分别对采样器和样气混合器8进行清理：在不进行清扫时，上支路的吹扫阀Ⅰ12和下支路的吹扫阀Ⅱ9常闭，位于样气混合器8前端管路上的吹扫隔离阀11常开；当需要对采样器进行清扫除尘时，手动关闭样气混合器8前的吹扫隔离阀11，然后打开吹扫管路上支路中与压缩空气管路相连的吹扫阀Ⅰ12，通过压缩空气即可完成采样器的粉尘清扫工作，一段时间吹扫完成后，手动关闭吹扫阀Ⅰ12，打开样气混合器8前的吹扫隔离阀11以及下支路的吹扫阀Ⅱ9；当需要对样气混合器8及通往负压烟道的管路进行清理时，手动关闭样气混合器8前端的吹扫隔离阀11，打开下支路中的吹扫阀Ⅱ9，以及，即可往样气混合器8中通入压缩空气进行粉尘的清理。

为了可以对单个采样器单体2分别进行吹扫，去除其内存留的粉尘。可以在每个所述的采样器单体2与集气管路的连接的管路上均安装有闸阀3，闸阀3位于烟道壁外侧。闸阀3是常开的，根据使用需要选择关闭即可进行逐个或几个采样器单体2的可选择性清扫。

在除尘和避免粉尘积聚方面，还有以下几点设计：为了防止烟气中大量的粉尘堵塞采样器的取样口，在所述采样器单体2下端的采样口13内悬挂设有链条，链条可以是通过钢丝固定，还可以采用其他任意常规固定方式，链条在设备运行的时候随着震动产生摆动，链条连续撞击采样口13的内壁，可以有效除尘和避免粉尘积聚；再者，在安装时，可以使位于烟道1内外管道均采用倾斜走向，可以使管道内的积灰流进烟道1或烟气混合器。

通常，实施例中控制烟气混合器的末端的调节阀7(此调节阀7常开)可以调整样气的流量，以SCR后烟道烟气流速为参考，做到等速取样；烟气混合器的末端管道连通到一个负压更大的烟道，借助烟道负压以驱动烟气产生流动，吸引取样烟气流向烟气混合器。当所述烟气混合器前后都设置了阀门时，关闭前后的阀门(前面的吹扫隔离阀11和后面的调节阀7)便于分析仪表(例如CEMS)的维护。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，包括若干个沿烟道(1)宽度方向上安装的采样器单体(2)和将各个采样器单体(2)连通至样气混合器(8)的集气管路，CEMS探头***样气混合器(8)抽取烟气，其特征是：

所述的采样器单体(2)包括两个水平方向布置的一级采样管(14)、一个水平方向布置的二级采样管(15)和一个倾斜向上的采样出气管(16)，一级采样管(14)和二级采样管(15)均具有三个端口，上端口斜向下连通两个对称分布在上端口两侧的下端口，一级采样管(14)的下端口为采样口(13)，二级采样管(15)的下端口分别连通到一级采样管(14)的上端口，二级采样管(15)的上端口又连接一个采样出气管(16)，采样器单体(2)安装后位于烟道(1)内并在烟道(1)截面上均匀分布，一级采样管(14)、二级采样管(15)和采样出气管(16)的长度与烟道(1)的等截面网格中心相对应；

所述集气管路包括多级集气管，每等距两个采样器单体(2)通过一个一级集气管(4)连通，一级集气管(4)的两端分别连接至两个采样器单体(2)的采样出气管(16)的上端口，每两个一级集气管(4)又通过一个二级集气管(5)连通到一起，二级集气管(5)的两端分别连接至两个一级集气管(4)的中部，以此类推，每两个同一级集气管(4)的中部又分别连接在一个比其高一级集气管(4)的两端，最终一级集气管(4)的中部通过一个采样总管(10)连接至样气混合器(8)，因此集气管的级数是与采样器单体(2)总数相适配的，采样器单体(2)的数量为2ⁿ，其中n为集气管的级数，并且n≥1。

2.根据权利要求1所述的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：还包括一个吹扫管路，吹扫管路连接在样气混合器(8)与采样器之间的采样总管(10)上，吹扫管路与压缩空气管路连通，自压缩空气管路一条上支路连接一个吹扫阀Ⅰ(12)后连接至采样总管(10)，自压缩空气管路另一条下支路连接一个吹扫阀Ⅱ(9)后也连接至采样总管(10)，在上支路和下支路之间的采样总管(10)上设有吹扫隔离阀(11)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：在每个所述的采样器单体(2)与集气管路的连接的管路上均安装有闸阀(3)，闸阀(3)位于烟道壁外侧。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：在所述采样器单体(2)下端的采样口(13)内悬挂设有链条。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于垂直烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：所述样气混合器(8)的末端管道连通一个负压烟道，在样气混合器(8)与负压烟道之间安装有调节阀(7)。