CN105628880A - 一种烟气污染治理设备性能检测装置 - Google Patents

一种烟气污染治理设备性能检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的是提供一种烟气污染治理设备性能检测装置，包括：分别至少部分伸入设备前烟道及设备后烟道的两组取样管路组，每一取样管路组包括两层交叉布置的取样管路；所述取样管路包括一主管路，与所述主管路连通的多根分管路；所述多根分管路上均设有一控制阀门并开设有多个取样孔；任一层取样管路所在的横截面均包括多个等面积区域，任一所述等面积区域中有一开设于该层取样管路上的取样孔及另一层取样管路上开设的取样孔的投影；任一取样孔或取样孔的投影位于一等面积区域的靠近中心位置；各层取样管路均连接一烟气成分收集测量单元。能够准确测量烟气污染防治装置的效果、实时监测装置运行情况。

Description

一种烟气污染治理设备性能检测装置
技术领域
本发明涉及烟气成分测量技术领域，具体涉及一种烟气污染治理设备性能检测装置。
背景技术
随着我国大气污染形势日益严峻、大气污染防治标准越来越严格，国家对大气污染治理设备的要求也逐渐提高。在火电厂大气污染物防治领域，目前通用的烟气污染治理设备包括SCR脱硝反应器、电/袋式除尘器、脱硫设备等，如何准确测量烟气污染治理设备的处理效果，实时监测设备的运行情况，是在当前大气污染防治的严峻形势下的重要课题。
目前对于烟气污染治理设备的处理效果和运行情况的实时监测，仅依靠安装于设备上下游的在线烟气成分测量设备来完成。现有烟气成分在线测量手段的缺点，包括：伸入烟道内部的取样部分太短，无法测量烟道中心及对侧的烟气成分，不具有代表性；测点数量有限，往往用一两个测点的测量结果来代替整个烟道截面的实际值，使得测试数据随测点位置处的烟气成分波动而波动，造成了测试结果的不准确性以及测试结果的剧烈波动；无法准确反映烟气污染治理设备自身的运行情况和设备不同位置烟气处理能力的差异。综上，需要提出一种合理有效的烟气污染治理设备性能检测装置。
发明内容
针对现有烟气污染治理装置性能评价方法的不足，本发明的目的是提供一种烟气污染治理设备性能检测装置，能够准确测量烟气污染防治装置的效果、实时监测装置运行情况。
为达到上述目的，本发明采取的具体技术方案是：
一种烟气污染治理设备性能检测装置，该烟气污染治理设备的一烟气入口及一烟气出口分别连通一设备前烟道及一设备后烟道；包括：
分别至少部分伸入设备前烟道及设备后烟道的两组取样管路组，每一取样管路组包括两层交叉布置的取样管路；所述取样管路包括一主管路，均匀布置在所述设备前烟道或一设备后烟道的一横截面内与所述主管路连通的多根分管路；所述多根分管路上均设有一控制阀门并开设有多个取样孔；任一层取样管路所在的横截面均包括多个等面积区域，任一所述等面积区域中有一开设于该层取样管路上的取样孔及另一层取样管路上开设的取样孔的投影；任一取样孔或取样孔的投影位于一等面积区域的靠近中心位置；
各层取样管路均连接一烟气成分收集测量单元。
进一步地，同一取样管路组中的两层取样管路的间距不超过0.4m；任一所述等面积区域中的取样孔及取样孔的投影之间的间距不超过0.15m。
进一步地，所述取样孔的开口方向与所述设备前烟道及设备后烟道内烟气流向一致。
进一步地，所述多个取样孔或取样孔的投影阵列均布于所述横截面。
进一步地，所述设备前烟道及设备后烟道的截面面积大于等于0.3㎡。
进一步地，所述烟气成分收集测量单元用以测量烟道中污染物的含量。
进一步地，所述分管路为等截面管，各所述取样孔的开口面积之间的比例关系满足：各所述取样孔内的烟气流速相同。
进一步地，所述分管路为阶梯管，包括任一分管路上设置的取样孔的数量对应的多节管段，各节管段的截面面积之间的比例关系满足：所述横截面内各取样孔内的烟气流速相同。
进一步地，所述设备前烟道及设备后烟道均为矩形管道，所述多个等面积区域为阵列均布的多个矩形区域，每个所述矩形区域的面积为0.08-1.0㎡。
进一步地，所述设备前烟道及设备后烟道均为圆形管道，所述多个等面积区域为多个矩形区域及扇形区域，每个所述矩形区域或扇形区域的面积为0.08-1.0㎡。
通过采取上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
(1)覆盖面积大。采用多取样管设计，每根取样管上设置有多个取样孔，可以做到对烟气污染治理设备进出口截面的全覆盖，面积覆盖程度较现有技术有明显的优势；
(2)能够对烟气污染治理装置的性能进行准确评价。在烟气污染治理设备的上下游截面交叉布置的取样管组合，可以对烟气污染治理装置的整体性能进行实时监测，及时了解装置的整体运行情况。由于取样管路安装有控制阀门，同时取样管路采取交叉布置的方式，将烟气污染治理设备的上下游截面进行网格划分，可以准确实时测量特定网格处烟气成分的变化情况，了解装置不同区域的运行情况，及时发现装置不同区域的运行差异，对装置的运行情况做出评价，为装置的维护检修提供便利；
(3)加工安装方便，适应性强。在工程应用中，可根据实际情况灵活调整取样孔、取样管的布置数量。
附图说明
图1为本发明一实施例中的烟气污染治理设备性能检测装置中单层取样管路的结构示意图。
图2为本发明一实施例中的烟气污染治理设备性能检测装置中双层取样管路的交叉布置示意图。
图3为本发明一实施例中的烟气污染治理设备性能检测装置中双层取样管路的又一交叉布置示意图。
图4为本发明一实施例中的烟气污染治理设备性能检测装置的安装示意图。
图5为本发明一实施例中的等截面管形式的分管路的结构示意图。
图6为本发明另一实施例中的阶梯管形式的分管路的结构示意图。
图7为本发明又一实施例中的烟气污染治理设备性能检测装置中双层取样管路的交叉布置示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面配合所附图对本发明的特征和优点作详细说明。
如图1至图4所示，一实施例中，提供了一种烟气污染治理设备性能检测装置，该烟气污染治理设备05的一烟气入口及一烟气出口分别连通一设备前烟道及一设备后烟道；包括：
分别至少部分伸入设备前烟道及设备后烟道的两组取样管路组，每一取样管路组包括两层交叉布置的取样管路02；取样管路02包括一主管路，均匀布置在设备前烟道或设备后烟道的一横截面内与所述主管路连通的多根分管路；多根分管路上均设有一控制阀门06并开设有多个取样孔03；任一层取样管路02所在的横截面均包括多个等面积区域，任一所述等面积区域中有一开设于该层取样管路上的取样孔及另一层取样管路上开设的取样孔的投影；任一取样孔或取样孔的投影位于一等面积区域的靠近中心位置；
各层取样管路均连接一烟气成分收集测量单元04。
同一取样管路组中的两层取样管路的间距不超过0.4m；任一所述等面积区域中的取样孔及取样孔的投影之间的间距不超过0.15m。
取样孔的开口方向与所述设备前烟道及设备后烟道内烟气流向一致。即取样孔为背向烟气来流布置，防止取样孔堵塞。
多个取样孔或取样孔的投影阵列均布于所述横截面。
设备前烟道及设备后烟道的截面面积大于等于0.3㎡。
烟气成分收集测量单元04用以测量烟道中污染物的含量。为目前公知仪器，例如烟气成分分析仪，在实际应用中，可根据不同流量选取其相应规格。其具体结构和功能为本领域技术人员所习知，且在目前对烟气成分进行测量、分析的实际工程中广泛应用，在此不再赘述。
如图2所示，设备前烟道及设备后烟道可适用为矩形管道，此时，多个等面积区域为阵列均布的多个矩形区域，每个所述矩形区域的面积为0.08-1.0㎡。
如图7所示，设备前烟道及设备后烟道同样可适用为圆形管道，此时，多个等面积区域为多个矩形区域及扇形区域，每个所述矩形区域或扇形区域的面积为0.08-1.0㎡。
取样管路02中，尤其是分管路，可根据实际需要采取等截面管或阶梯管两种形式。例如，如图5所示，在一些实施例中，分管路07为等截面管，其截面为规则的矩形、圆形或类圆形。在开设取样孔03时，保证各取样孔03的开口面积之间的比例关系满足：各取样孔03内的烟气流速相同。可使进入每个取样孔03的烟气量保持一致。
又例如，如图6所示，在另一实施例中，分管路08为阶梯管，包括任一分管路上设置的取样孔03的数量对应的多节管段，各节管段的截面面积之间的比例关系满足：该分管路上的各取样孔03内的烟气流速相同，使进入每个取样孔03的烟气量保持一致。
以下结合具体测量实例，对本发明的烟气污染治理设备性能检测装置的具体应用进行介绍。
具体测量实例一：评价污染物处理设备的整体性能。
以SCR脱硝反应器为例，在SCR脱硝反应器入口和出口分别交叉设置取样管路，布置方式如图2、图4所示。每组设置4根分管路，交叉布置的分管路编号分别为A、B、C、D(入口处的上层取样管路和出口处的上层取样管路)和a、b、c、d(入口处的下层取样管路和出口处的下层取样管路)。进行取样测量时，通过开闭相应管路的控制阀门，对每根分管路位置的烟气成分进行测量。表1为SCR脱硝反应器进出口测量结果：
表1SCR脱硝反应器测量结果整体性能评价
从表1的测量结果可以看出，取样管路所测得的氮氧化物浓度没有明显变化，SCR脱硝反应器运行稳定，系统正常运行。
具体实施例二：判断污染物处理设备的故障区域。
某SCR脱硝反应器中部区域催化剂部分失活，其进出口安装有普通烟气成分测量装置，其测点单一且进入反应器的长度不足，只能测量靠近反应器壁面的烟气成分，其测量结果如表2所示：
表2SCR脱硝反应器测量结果普通测量装置
氮氧化物浓度 普通测量装置mg/Nm3
入口 332
出口 47
脱硝效率 85.8％
从上表可以看出，虽然该反应器中部区域催化剂部分失活，但通过烟气成分测量结果无法及时发现这一运行问题。
该反应器安装本发明所述的烟气成分测试系统，在SCR脱硝反应器进出口分别交叉设置取样管路，布置方式如图2、图4所示。每组设置4根取样管路，交叉布置的取样管路编号分别为A、B、C、D(入口处的上层取样管路和出口处的上层取样管路)和a、b、c、d(入口处的下层取样管路和出口处的下层取样管路)。进行取样测量时，通过开闭相应管路的控制阀门，对每根测量管路位置的烟气成分进行测量。
烟气成分测量结果如表3所示：
表3SCR脱硝反应器测量结果运行状态评估
从以上烟气成分测量结果可以看出，管路B和管路c交叉区域所对应的SCR脱硝反应器的脱硝效率明显降低，发生运行问题。由此可见，利用本发明所述的污染物处理装置性能评价方法，可以快速有效的判断污染物处理装置的运行状态，并准确定位其故障区域。
从以上两个具体实施例可以看出，本发明所提出的一种污染物处理装置性能评价方法，既可以对污染物处理装置的整体性能进行实时监测，了解其整体运行情况，也可以通过比对不同取样层的测量结果，监测污染物处理装置相应区域的运行情况，及时发现污染物处理装置的运行问题和问题所在的准确位置，为日常运行监测和维护检修提供了便利。

Claims (10)

1.一种烟气污染治理设备性能检测装置，该烟气污染治理设备的一烟气入口及一烟气出口分别连通一设备前烟道及一设备后烟道；其特征在于，包括：
分别至少部分伸入设备前烟道及设备后烟道的两组取样管路组，每一取样管路组包括两层交叉布置的取样管路；所述取样管路包括一主管路，与所述主管路连通的多根分管路；所述多根分管路上均设有一控制阀门并开设有多个取样孔；任一层取样管路所在的横截面均包括多个等面积区域，任一所述等面积区域中有一开设于该层取样管路上的取样孔及另一层取样管路上开设的取样孔的投影；任一取样孔或取样孔的投影位于一等面积区域的靠近中心位置；
各层取样管路均连接一烟气成分收集测量单元。
2.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，同一取样管路组中的两层取样管路的间距不超过0.4m；任一所述等面积区域中的取样孔及取样孔的投影之间的间距不超过0.15m。
3.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述取样孔的开口方向与所述设备前烟道及设备后烟道内烟气流向一致。
4.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述多个取样孔或取样孔的投影阵列均布于所述横截面。
5.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述设备前烟道及设备后烟道的截面面积大于等于0.3㎡。
6.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述烟气成分收集测量单元用以测量烟道中污染物的含量。
7.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述分管路为等截面管，各所述取样孔的开口面积之间的比例关系满足：各所述取样孔内的烟气流速相同。
8.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述分管路为阶梯管，包括任一分管路上设置的取样孔的数量对应的多节管段，各节管段的截面面积之间的比例关系满足：所述横截面内各取样孔内的烟气流速相同。
9.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述设备前烟道及设备后烟道均为矩形管道，所述多个等面积区域为阵列均布的多个矩形区域，每个所述矩形区域的面积为0.08-1.0㎡。
10.如权利要求1所述的烟气污染治理设备性能检测装置，其特征在于，所述设备前烟道及设备后烟道均为圆形管道，所述多个等面积区域为多个矩形区域及扇形区域，每个所述矩形区域或扇形区域的面积为0.08-1.0㎡。
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