CN105699604A - 一种烟气测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种烟气测量装置，安装于一烟气通路内，所述烟气通路内设有一环保产品层，所述环保产品层包括多个环保产品单元，所述多个环保产品单元中的至少一个为环保新产品测试块，包括：分别设置于环保新产品测试块的两侧的至少一烟气入口隔离套管及至少一烟气出口隔离套管；所述烟气出、入口隔离套管与环保新产品测试块接触的一端完全被环保新产品测试块封闭；所述烟气出、入口隔离套管均设置有至少一烟气取样枪。在烟气环境中内对环保新产品的测试块测量时，对于测试块所在区域的入口烟气和出口烟气进行隔离，进而对烟气中污染物进行准确测量，提高新产品性能评价的准确度，并将新产品性能测试对环保系统运行的影响降至最低。

Description

一种烟气测量装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种烟气测量装置，特别涉及一种用于烟气处理试验样品性能测试的测量装置。

背景技术

发展改革委印发《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》严控大气污染物排放。新建燃煤发电机组(含在建和项目已纳入国家火电建设规划的机组)应同步建设先进带冲洗水的、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道。东部地区(辽宁、北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南等11省市)新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)。中部地区(黑龙江、吉林、山西、安徽、湖北、湖南、河南、江西等8省)新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值，鼓励西部地区新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值。支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放。

随着中国经济不断发展，电力需求持续增大,雾霾持续影响，控制PM2.5提到了议事日程。地方政府、电力企业纷纷提出“超低排放”、“近零排放”、“达到燃机排放标准”的建设或改造要求。“超低排放”技术，科学指导火电行业可持续发展超洁净排放。

在这一背景下，为了实现烟气中污染物的脱除，在烟气通道内加装污染物脱除产品、设施或处理模块已经成为烟气处理的重要手段。相对应地，对这些污染物脱除产品、设施或处理模块进行性能测试，获取精确的性能参数，对于设计环保工艺，应用环保产品就显得尤为重要。

为了实现对环保技术研发过程中开发的新的烟气污染物吸附剂、脱硝催化剂等环保新产品的性能测试，往往在经过实验室检测后，还需要在实际烟气条件下对上述的环保新产品进行入口和出口参数的测定试验，以评估该环保新产品是否适用于实际的烟气环境。

众所周知，实际的需要处理的烟气其烟气成分及烟气流场均比实验室模拟的烟气要复杂的多，上述测定试验是十分有必要的。

将环保新产品放入实际烟气条件下，即需要将其放入正在运行的环保处理系统或环保处理设备中，以燃煤锅炉烟气脱硝催化剂的新产品测定试验为例，目前，针对脱硝催化剂产品的性能测试需要将脱硝反应器中的整层催化剂产品进行更换，这种试验模式需要更换的催化剂产品数量较多，导致产品实验成本较高，而且在性能不确定的情况下，容易导致实际运行过程中污染物排放出现超标排放等意外情况。

也有一些环保新产品试验，为了将环保新产品测试对环保处理系统或环保处理设备运行的影响降到最低，一般只能将部分现有设施或制剂替换为环保新产品。对环保新产品测试时，对测试块入口和出口烟气中的污染物进行测量，但是，正如前面所介绍的，实际烟气的成分和运行环境均非常复杂，环保新产品的入口和出口的烟气成分和烟气流场均会收到周围其他现有设施或制剂的干扰，往往会影响测量结果的精确程度。如采用多时段多次测量再取均值的数学平均方式，虽然可以从某种程度上提高一定的测量精确度，但是由于环保新产品在烟气环境中，其性能参数也有可能是渐变的，测量的次数越多，经历的时间越长，测量的结果可能受到更多因素的干扰，又变得不再精确。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种烟气测量装置，在实际烟气环境中内对环保新产品的测试块进行测量时，对于测试块所在区域的入口烟气和出口烟气进行隔离，并对测试块入口烟气和出口烟气中污染物进行准确测量，提高新产品性能评价的准确度，并将新产品性能测试对环保系统运行的影响降至最低。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种烟气测量装置，安装于一烟气通路内，所述烟气通路内设有一环保产品层，所述环保产品层包括多个环保产品单元，所述多个环保产品单元中的至少一个为环保新产品测试块，包括：

分别设置于所述环保新产品测试块的两侧的至少一烟气入口隔离套管及至少一烟气出口隔离套管；

所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管与所述环保新产品测试块接触的一端完全被所述环保新产品测试块封闭；

所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管均设置有至少一烟气取样枪。

进一步地，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的截面均与所述环保新产品测试块的截面形状一致。

进一步地，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的截面均为圆形、类圆形或多边形。

进一步地，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的长度均为0.5米至2米。

进一步地，所述所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管均通过套管支架可拆卸地安装于所述环保产品层。

进一步地，所述所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的材质选自金属或复合材料，材料壁厚1至5毫米。

进一步地，所述烟气取样枪连通一烟气成分测量装置。

进一步地，所述至少一环保新产品测试块的数量为一个，其位于所述环保产品层的中心。

进一步地，所述至少一环保新产品测试块的数量为多个，其环形均布或阵列均布于所述环保产品层。

在环保设施内部，确定选择位置，采用新产品测试块替换原有产品，并在测试块入口和出口位置设置隔离套，通过在隔离套内部布置烟气取样枪，达到准确测量测试块的性能的目的。通过同时替换多个产品测试块，可以达到同时对多个新产品进行性能评价的目的，在提高新产品性能评价的准确度的同时，大幅度提高新产品性能评价效率。

本发明可以根据实际需要采取不同规格的烟气隔离套，隔离套采取可拆卸方式安装的，可以在不需要新产品测试时拆除。不但可以大幅度降低试验成本，还可以通过多组同时试验成倍提高试验速度。

附图说明

图1为本发明一实施例中的烟气测量装置的结构示意图。

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所示，一实施例中，提供了一种烟气测量装置，以一烟道结构形成烟气通路，烟道1内设有环保产品层2，环保产品层2包括多个环保产品单元，多个环保产品单元中的一个为环保新产品测试块5，烟气测量装置包括：分别设置于烟气出入环保新产品测试块5的两侧的烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7；烟气入口隔离套管3烟气出口隔离套管7与环保新产品测试块5接触的一端完全被环保新产品测试块5封闭；烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7均设置有烟气取样枪8、9。

具体而言，烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7的截面均与环保新产品测试块5的截面形状一致。当然，在一些实验条件下，也可以略小于环保新产品测试块5的截面，例如，烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7的截面面积为环保新产品测试块5的截面面积的80至100％。总之能够保证烟气入口隔离套管3中的烟气全部进入环保新产品测试块5，并且从环保新产品测试块5流出的烟气全部进入烟气出口隔离套管7，确保取样枪测取的烟气参数能够准确反映环保新产品测试块的性能。

烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7的截面均为圆形、类圆形或多边形，根据实际的工况，环保新产品测试块5的规格选取，优选方形，方形的小烟气通路受到扰动的可能性最低。

烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7的长度均为0.5米至2米。同样根据实际烟气环境选取。

烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7通过套管支架4、6可拆卸地安装于环保产品层2。

烟气入口隔离套管3及烟气出口隔离套管7的材质选自金属或复合材料，金属材质可选不锈钢、锻造合金等耐磨耐腐蚀合金，复合材料可选高强度的玻璃钢等。材料壁厚1至5毫米,能够保证强度，不因烟气冲击而变形，并且能够尽量减少对烟气流场的干扰，又可以降低额外载荷。

烟气取样枪8、9连通一烟气成分测量装置，可对烟气参数进行测量，烟气成分测量装置，可选用如烟气成分分析仪等常规测量设备，相关测量设备的结构和性能均为本领域技术人员所习知，在此不再赘述。

环保新产品测试块5优选位于环保产品层2的中心区域，可以进一步避免烟气通路的侧壁对测量区域的烟气扰动。

需说明的是，环保新产品测试块的数量不限于图1中的一个，在其他一些实施例中，也可以同时设置多个测试块进行测量，可通过环形均布或阵列均布的方式布置于环保产品层。

针对环保新产品在真实烟气条件下的性能测试，利用入口隔离套管和出口隔离套管，对环保新产品的进入口烟气进行隔离，并在隔离套管内布置烟气取样枪，提高了新产品性能测试数据的准确性。隔离套管采取可拆卸方式安装，不需要进行新产品性能试验时，可以对其进行拆除。隔离套管的截面和所要测试的新产品测试块的进出口平面一致。该烟气测量装置可以单个使用，也可以在环保产品内同时更换多个新产品测试块，对环保新产品进行批量测试，提高新产品评价和测量的工作效率。

为了更具体地描述本发明的烟气测量装置，下面以实际的测试过程为例从几个方面进行说明：

实施例1：

以一台30万千瓦燃煤火电锅炉烟气脱硝催化剂为例，单个脱硝反应器布置催化剂模块数量48个，如果要在该烟气脱硝系统上对新型催化剂产品进行性能试验，传统的方法是对整层48个模块进行更换，不但试制产品生产费用昂贵，而且导致整层更换施工工作量加大。另外，如果试验的新产品性能并不稳定，将可能导致由于性能试验的进行，出现整台锅炉烟气排放不达标的情况。

而采用类似图1中所示的结构，仅需要对48个催化剂模块中的一个进行更换，并在试验模块上安装配套长度为1米的隔离套管，即可以在该锅炉上进行新产品试验，减少了试验产品成本和施工成本，而且新产品试验期间对原有脱硝系统的安全运行几乎没有影响。通过10次以上(每次间隔1分钟)测量发现烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管内的氮氧化物含量的浮动值不超过2％。

对比例：

同时，为了进行对比，在同一脱硝反应器中的同一位置拆除配套隔离套管后，同样测量10次以上，分析测量结果发现，烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管内的氮氧化物含量的浮动值为7％左右，最高的测量结果与最低的测量结果之间存在较大差异，并且高的测量结果与低的测量结果成不规则的曲线分布，说明没有隔离套管的情况下，测试块旁边的烟气扰动会影响测量结果，并且其影响的规律难以预测。

实施例2：

以一台30万千瓦燃煤火电锅炉烟气脱硝催化剂为例，采用类似图1的结构进行新产品试验，改动之处在于，可以在催化剂层上同时更换2个以上催化剂模块，进行2个以上新产品的性能试验，大幅度提高新产品性能试验工作进度。此种情况下，各个新产品新产品模块试验互不干扰，而且各个新产品模块的工作条件一致，便于定量对比不同新产品的性能。

实施例3：

以一台30万千瓦燃煤火电锅炉烟气脱硝催化剂为例，受到现场空间条件限制，脱硝反应器设计时高度有所差异，当空间受限时，脱硝催化剂入口或出口有效的空间高度较短，此种情况下，为保证试验模块的进出口烟气的分析取样装置所抽取烟气样品的具有较好的代表性，进出口套管高度不少于0.5米，否则会影响到测量数据和对新产品性能测试的准确性。当进出口空间足够时，也应该控制套管高度不超过2米，以保证试验模块内烟气流动情况与整体脱硝催化剂层相似，确保试验测试具有很好的代表性。

通过实验，在脱硝反应器中，将进出口隔离套管高度分别调整为0.3米、0.4米，分别测试10次以上，分析测量结果，发现氮氧化物含量的浮动值达到5％左右，说明如果隔离套管过短，则不能获得较佳的烟气隔离效果，仍然出现烟气扰动影响测量结果的情况。而将进出口隔离套管高度分别调整为2.2米、2.5米，分别测试10次以上，分析测量结果，发现氮氧化物含量的浮动值仍在2％左右，但是测量结果的平均值与实施例1中获得平均值相差了10％，说明隔离套管过长的话，使隔离的烟气流场情况与整体烟气流场差异较大，测量结果无法真实反映新产品的性能。

综上，结合上面的详细说明及实施例可知，本发明为提高装置在高灰分烟气中的工作可靠性，烟气入口套管和出口套均采用耐磨的金属材质，例如合金钢等，对于具有腐蚀性的烟气工作环境，入口套管和出口套管应采用耐腐蚀材质。通过改变进出口套管的规格，满足对不同环保产品的性能测试要求，扩大本发明的使用范围。

Claims (9)

1.一种烟气测量装置，安装于一烟气通路内，所述烟气通路内设有一环保产品层，所述环保产品层包括多个环保产品单元，所述多个环保产品单元中的至少一个为环保新产品测试块，其特征在于，包括：

分别设置于所述环保新产品测试块的两侧的至少一烟气入口隔离套管及至少一烟气出口隔离套管；

所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管与所述环保新产品测试块接触的一端完全被所述环保新产品测试块封闭；

所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管均设置有至少一烟气取样枪。

2.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的截面均与所述环保新产品测试块的截面形状一致。

3.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的截面均为圆形、类圆形或多边形。

4.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的长度均为0.5米至2米。

5.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管均通过套管支架可拆卸地安装于所述环保产品层。

6.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述所述烟气入口隔离套管及烟气出口隔离套管的材质选自金属或复合材料，材料壁厚1至5毫米。

7.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述烟气取样枪连通一烟气成分测量装置。

8.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述至少一环保新产品测试块的数量为一个，其位于所述环保产品层的中心。

9.如权利要求1所述的烟气测量装置，其特征在于，所述至少一环保新产品测试块的数量为多个，其环形均布或阵列均布于所述环保产品层。