CN205958319U - 一种用于水平烟道的多点等距烟气采样器 - Google Patents
一种用于水平烟道的多点等距烟气采样器 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于水平烟道的多点等距烟气采样器，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混合器的集气管路，CEMS探头***混合器抽取烟气，采样器单体上具有取样口，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
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，尤其是一种用于水平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水平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。
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混合器的集气管路，CEMS探头***混合器抽取烟气，所述的采样器单体包括两根竖向的采样管和一根竖向的采样出气管，两根竖向的采样管等长且在采样管的两端具有采样口，采样管对称分布在采样出气管的下方两侧，采样出气管的下端口通过两个连接管连通至采样管的中部，采样器单体安装后位于烟道内并在烟道截面上均匀分布，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水平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，不需要反复插拔，使用安全***露，使用寿命长。
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、扩容器，4、一级集气管，5、混合器，6、调节阀，7、吹扫阀Ⅱ，8、吹扫阀Ⅰ，9、吹扫隔离阀，10、采样总管，11、二级集气管，12、安装法兰，13、隔离阀门，14、采样管，15、连接管，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1中的一种用于水平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连通至混合器5的集气管路，CEMS探头***混合器5抽取烟气。采样器单体2垂直安装在烟道1上方，取样口具有本质防堵功能，不会被烟气中的粉尘堵塞。参见图2，所述的采样器单体2包括两根竖向的采样管14和一根竖向的采样出气管16，两根竖向的采样管14等长且在采样管14的两端具有采样口，采样管14对称分布在采样出气管16的下方两侧，采样出气管16的下端口通过两个连接管15连通至采样管14的中部，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，采样管14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；图1中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11连通到一起，二级集气管11的两端分别连接至两个一级集气管4的中部，以此类推，每两个二级集气管11的中部又分别连接在一个三级集气管的两端，接下来总是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，最终一级的集气管的中部通过一个采样总管10连接至混合器5，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的数量通常为2n，其中n为集气管的级数，并且n≥1；图1给出了一个两级集气管的示例，其采样器单体2选用4个，因此该采集器具有两个一级集气管4和一个二级集气管11，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11连通到一起，二级集气管11的两端分别连接至两个一级集气管4的中部，最后二级集气管11的中部又通过采样总管10连接到了混合器5。
作为本实施例的进一步改进设计是，所述采样器单体2还包括一个扩容器3，扩容器3设置在采样出气管16上靠近上端口的位置。采样器单体2中部的一个扩容腔体是使烟气经过这里减速，使多数粉尘沉降到烟道1内，可防止烟尘积聚在管道4内影响流量。
实施例中，可以在每个所述的采样器单体2与集气管路的连接处均安装一个隔离阀门13，隔离阀门13位于烟道壁外侧。此处设置的隔离阀门13是常开的，其作用是可以对单个采样器单体2进行吹扫，去除其内存留的粉尘。
更进一步的改进是，在所述采样器单体2上靠近其采样出气管16上端口处设有安装法兰12，采样器单体2通过安装法兰12与烟道壁固连。安装法兰12可保障安装的牢靠性和无泄漏。
通常，实施例中控制混合器5末端的调节阀6(调节阀6为常开)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；混合器5末端管道连通一个负压烟道，混合器5的末端管道通往负压更大的负压烟道，借助烟道负压吸引取样烟气流向混合器5，以驱动烟气产生流动。当所述混合器5前后都设置了阀门时，关闭前后的阀门(前面的吹扫阀门9和后面的调节阀6便于分析仪表(例如CEMS)的维护。
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，吹扫管路连接在混合器5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Ⅰ8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Ⅱ7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9。
吹扫管路可以分别对采样器和混合器5进行清理：在不进行清扫时，上支路的吹扫阀Ⅰ8和下支路的吹扫阀Ⅱ7常闭，位于混合器5前端管路上的吹扫隔离阀9常开；当需要对采样器进行清扫除尘时，手动关闭混合器5前的吹扫隔离阀9和下支路的吹扫阀Ⅱ7，用来保护CMES探头，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Ⅰ8，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Ⅰ8，打开混合器5前的吹扫隔离阀9以及下支路的吹扫阀Ⅱ7；当需要对混合器5及通往负压烟道的管路进行清理时，手动打开下支路中的吹扫阀Ⅱ7，以及手动关闭混合器5前端的吹扫隔离阀9，即可往混合器5中通入压缩空气进行粉尘的清理。
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 (6)
1.一种用于水平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)连通至混合器(5)的集气管路，CEMS探头***混合器(5)抽取烟气，其特征是：
所述的采样器单体(2)包括两根竖向的采样管(14)和一根竖向的采样出气管(16)，两根竖向的采样管(14)等长且在采样管(14)的两端具有采样口，采样管(14)对称分布在采样出气管(16)的下方两侧，采样出气管(16)的下端口通过两个连接管(15)连通至采样管(14)的中部，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，采样管(14)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(11)连通到一起，二级集气管(11)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(10)连接至混合器(5)，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所述的一种用于水平烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：所述采样器单体(2)还包括一个扩容器(3)，扩容器(3)设置在采样出气管(16)上靠近上端口的位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于水平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)与集气管路的连接处均安装有隔离阀门(13)，隔离阀门(13)位于烟道壁外侧。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于水平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)上靠近其采样出气管(16)上端口处还固设有安装法兰(12)，采样器单体(2)通过安装法兰(12)与烟道壁固连。
5.根据权利要求1所述的一种用于水平烟道的多点等距烟气采样器，其特征是：所述混合器(5)的末端管道连通一个负压烟道，在混合器(5)与负压烟道之间安装有调节阀(6)。
6.根据权利要求1或2或5所述的一种用于水平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，吹扫管路连接在混合器(5)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(8)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(7)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(9)。
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