CN104849108B - 抽气式烟气含氧量在线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽气式烟气含氧量在线监测方法，在烟道外侧设置一旁路以连接省煤器或空气预热器前后的烟道，依靠前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，经过旋风分离器除灰后由氧量计在线监测气流中的含氧量，并将分离的飞灰送回烟道。利用烟道中的省煤器或空气预热器前后的压力差自动地将气流从烟道中引出，在烟道外部进行含氧量的监测；本发明还提供一种实现上述方法的抽气式烟气含氧量在线监测装置。

Description

抽气式烟气含氧量在线监测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种测量锅炉的烟气含氧量的在线监测方法，以及一种烟气含量的在线监测装置。

背景技术

火力发电厂燃煤锅炉烟气含氧量也称过剩空气系数，是衡量锅炉运行及燃烧效率的重要指标。合理控制锅炉烟气含氧量，有利于提高锅炉和发电机组运行的经济性。目前，火电厂普遍采用电化学方法测定法，将氧化锆氧量计直接插置在烟道中进行监测。这种方法存在取样代表性不足、烟道中的飞灰易堵塞传导孔、氧量计易磨损等问题，易造成测量数据不准确，还缩短了设备使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种抽气式烟气含氧量在线监测方法，利用烟道中的省煤器或空气预热器前后的压力差自动地将气流从烟道中引出，在烟道外部进行含氧量的监测；本发明的目的之二是提供一种实现上述方法的抽气式烟气含氧量在线监测装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种抽气式烟气含氧量在线监测方法，在烟道外侧设置一旁路以连接省煤器或空气预热器前后的烟道，依靠前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，经过旋风分离器除灰后由氧量计在线监测气流中的含氧量，并将分离的飞灰送回烟道。

进一步，通过多个取样管从所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道内的同一横截面上引出气流。

进一步，在所述旋风分离器的下方设置一储灰仓，所述储灰仓上设置有与所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道相连接的落灰管，在旋风分离器中分离的飞灰在重力作用下落入储灰仓中，再经所述落灰管返回烟道，在落灰管上设置锁气器。

进一步，所述锁气器为重力锁气器，且同时设置至少两个，所述重力锁气器具有不同的开启阀值，其中，靠近所述储灰仓的重力锁气器的阀值总是小于靠近所述烟道的重力锁气器的阀值。

一种实现上述方法的抽气式烟气含氧量在线监测装置，在锅炉烟道上设置有省煤器或空气预热器，该装置包括取样管，所述取样管插置在所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道上，在取样管的输出端设置有旋风分离器，通过所述旋风分离器分离气流中的飞灰，旋风分离器的气流输出端依次连接氧量计和抽气管，所述抽气管还与省煤器或空气预热器输出侧的管道连接，由此构成烟道外侧的气流旁路，该旁路依靠省煤器或空气预热器前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，旋风分离器下部还设置有将分离后的飞灰送回锅炉烟道中的落灰机构。

进一步，所述落灰机构包括设置在所述旋风分离器下方的储灰仓，所述储灰仓上设置有与所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道相连接的落灰管，在分离后的飞灰在重力作用下落入储灰仓中，再经所述落灰管返回烟道，在落灰管上设置锁气器。

进一步，所述锁气器为重力锁气器，且同时设置至少两个，所述重力锁气器具有不同的开启阀值，其中，靠近所述储灰仓的重力锁气器的阀值总是小于靠近所述烟道的重力锁气器的阀值。

进一步，所述旋风分离器与所述抽气管之间设置有氧气检测室，所述氧量计与该氧气检测室连接。

进一步，所述取样管上设置有多个取样口，多个取样管设置在所述烟道内的同一横截面上。

进一步，所述取样管上设置有吹扫用压缩空气输入口和气锁段，其中所述气锁段靠近所述旋风分离器的气流输入端，该气锁段包括内管和套置在所述内管外侧的外管，内管与所述外管之间形成的环形腔的两端封闭，所述内管的管壁上环布有至少一排的气孔，所述外管上设置有气锁用压缩空气的输入口；分别向所述吹扫用压缩空气输入口和所述气锁用压缩空气的输入口通入压缩空气，气锁用压缩空气通过环形排布的所述气孔在内管中形成气锁，迫使压缩空气从所述取样口排出吹扫取样管。

本发明的抽气式烟气含氧量在线监测方法和装置具有如下优点：采用抽气原理，全截面取样，烟气代表性强；利用现有烟道上的省煤器或空气预热器前后负压差提供烟气抽吸、分离动力，运行可靠；采用旋风离心分离，去除飞灰，保证氧量计长期可靠使用，延长使用寿命；利用压缩空气吹扫，防止取样管堵塞；设计合理，结构紧凑，安装维护方便；装置功能可扩展，可加装其它烟气分析仪器。

附图说明

图1为本发明抽气式烟气含氧量在线监测装置的示意图；

图2为取样管上的气锁段的结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

一种抽气式烟气含氧量在线监测方法，在烟道的外侧设置一旁路来连接省煤器或空气预热器前后的烟道，由于在烟道上设置省煤器或空气预热器会使前后烟道内形成压差，即省煤器或空气预热器输入侧的烟道内气压大于省煤器或空气预热器输出侧的烟道内的气压。依靠前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，引出后的气流中混着的飞灰进入旋风分离器，经过旋风分离器除灰后由氧量计在线监测气流中的含氧量，由旋风分离器分离后的飞灰送回烟道。

在设置旁路时，通过多个取样管从省煤器或空气预热器输入侧的烟道内引出气流，优选的从烟道内同一横截面上引出气流。

在旋风分离器的下方设置一储灰仓，储灰仓上设置有与省煤器或空气预热器输入侧的烟道相连接的落灰管，在旋风分离器中分离的飞灰在重力作用下落入储灰仓中，再经所述落灰管返回烟道，在落灰管上设置锁气器，以避免串流，锁气器优选为重力锁气器，且同时设置至少两个，重力锁气器具有不同的开启阀值，靠近储灰仓的重力锁气器的阀值总是小于靠近烟道的重力锁气器的阀值，使得至少一个重力锁气器是闭合的。

如图1和图2所示具体说明一种能够实现上述方法的抽气式烟气含氧量在线监测装置。从图中可以看出，空气预热器11设置在烟道10上，烟气沿箭头方向输送，取样管12插置在空气预热器11输入侧的烟道10上，取样管12可以设置一个也可以设置多个，每个取样管12上设置有取样口，取样口可以设置一个也可以设置多个，取样管12和取样口的数量可以根据需要而定，数量越多采集的气流越具有代表性。若设置多个取样管12时，将取样管12分布在烟道10内的同一横截面上。

在取样管12的输出端设置有旋风分离器5，通过旋风分离器5分离气流中的飞灰，在旋风分离器5的气流输出端设置氧气检测室3，氧气检测室3上设置有氧量计4，由氧量计4对氧气检测室3内气流的含氧量进行检测，氧气检测室3的输出端设置一段波纹膨胀节2，通过波纹膨胀节2连接抽气管1，抽气管1的末端与空气预热器11输出侧的管道10连接，抽气管1上设置有泄压阀9。旋风分离器5下部还设置有将分离后的飞灰送回锅炉烟道中的落灰机构，落灰机构包括设置在旋风分离器5下方的储灰仓，储灰仓上设置有与空气预热器11输入侧的烟道10相连接的落灰管8，落灰管8上设置两个锁气器6、7，锁气器6、7为重力锁气器，且具有不同的开启阀值，靠近储灰仓的锁气器6的阀值小于靠近烟道10的锁气器7的阀值。

取样管12上设置有吹扫用压缩空气输入口16和气锁段，参考图2，其中气锁段靠近旋风分离器5的气流输入端，该气锁段包括内管13和套置在内管13外侧的外管14，内管13与外管14之间形成的环形腔的两端通过法兰18封闭，法兰18同时用来接取样管12，内管13的管壁上环布有4排的气孔15，外管14上设置有气锁用压缩空气的输入口17；分别向吹扫用压缩空气输入口16和气锁用压缩空气的输入口17通入压缩空气，气锁用压缩空气通过气孔15在内管13中形成4道气锁，使压缩空气从取样口排出，吹扫取样管12。

在监测时，取样管12依靠空气预热器11前后的压力差，将烟道10中的气流引出，进入旋风分离器5，气流在旋风分离器5气固分离，气流中的飞灰沉积在底部储灰仓中，分离后的气流由旋风分离器5顶部进入氧气检测室3，由设置在氧气检测室3的氧量计4测量氧气含量，气体在经过氧气检测室3后沿抽气管1回到烟道10中，储灰仓中的积灰达到第一级的锁气器6的重力阀值后，锁气器6打开积灰落下，锁气器6闭合，落下的积灰在达到第二级的锁气器7的重力阀值后锁气器7打开积灰沿落灰管8返回烟道10中，这样保证至少一个锁气器是闭合的，避免了落灰时产生的串流。

当然，烟道10上的空气预热器11还可以是省煤器。

Claims (9)

1.一种抽气式烟气含氧量在线监测方法，其特征在于，在烟道外侧设置一旁路以连接省煤器或空气预热器前后的烟道，依靠前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，经过旋风分离器除灰后由氧量计在线监测气流中的含氧量，并将分离的飞灰送回烟道；取样管上设置有吹扫用压缩空气输入口和气锁段，其中所述气锁段靠近所述旋风分离器的气流输入端，该气锁段包括内管和套置在所述内管外侧的外管，内管与所述外管之间形成的环形腔的两端封闭，所述内管的管壁上环布有至少一排的气孔，所述外管上设置有气锁用压缩空气的输入口；分别向所述吹扫用压缩空气输入口和所述气锁用压缩空气的输入口通入压缩空气，气锁用压缩空气通过环形排布的所述气孔在内管中形成气锁，迫使压缩空气从所述取样口排出吹扫取样管。

2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，通过多个取样管从所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道内的同一横截面上引出气流。

3.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，在所述旋风分离器的下方设置一储灰仓，所述储灰仓上设置有与所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道相连接的落灰管，在旋风分离器中分离的飞灰在重力作用下落入储灰仓中，再经所述落灰管返回烟道，在落灰管上设置锁气器。

4.如权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述锁气器为重力锁气器，且同时设置至少两个，所述重力锁气器具有不同的开启阀值，其中，靠近所述储灰仓的重力锁气器的阀值总是小于靠近所述烟道的重力锁气器的阀值。

5.一种实现权利要求1-4任一所述监测方法的抽气式烟气含氧量在线监测装置，在锅炉烟道上设置有省煤器或空气预热器，其特征在于，该装置包括取样管，所述取样管插置在所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道上，在取样管的输出端设置有旋风分离器，通过所述旋风分离器分离气流中的飞灰，旋风分离器的气流输出端依次连接氧量计和抽气管，所述抽气管还与省煤器或空气预热器输出侧的管道连接，由此构成烟道外侧的气流旁路，该旁路依靠省煤器或空气预热器前后烟道的压力差将气流从烟道中引出，旋风分离器下部还设置有将分离后的飞灰送回锅炉烟道中的落灰机构；所述取样管上设置有吹扫用压缩空气输入口和气锁段，其中所述气锁段靠近所述旋风分离器的气流输入端，该气锁段包括内管和套置在所述内管外侧的外管，内管与所述外管之间形成的环形腔的两端封闭，所述内管的管壁上环布有至少一排的气孔，所述外管上设置有气锁用压缩空气的输入口；分别向所述吹扫用压缩空气输入口和所述气锁用压缩空气的输入口通入压缩空气，气锁用压缩空气通过环形排布的所述气孔在内管中形成气锁，迫使压缩空气从所述取样口排出吹扫取样管。

6.如权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述落灰机构包括设置在所述旋风分离器下方的储灰仓，所述储灰仓上设置有与所述省煤器或空气预热器输入侧的烟道相连接的落灰管，在分离后的飞灰在重力作用下落入储灰仓中，再经所述落灰管返回烟道，在落灰管上设置锁气器。

7.如权利要求6所述的监测装置，其特征在于，所述锁气器为重力锁气器，且同时设置至少两个，所述重力锁气器具有不同的开启阀值，其中，靠近所述储灰仓的重力锁气器的阀值总是小于靠近所述烟道的重力锁气器的阀值。

8.如权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述旋风分离器与所述抽气管之间设置有氧气检测室，所述氧量计与该氧气检测室连接。

9.如权利要求5所述的监测装置，其特征在于，所述取样管上设置有多个取样口，多个取样管设置在所述烟道内的同一横截面上。