CN109173706A - 一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统 - Google Patents
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Abstract
一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，包括若干布置在烟道内的取样探头，设置在烟道外的分析仪表盒、信号处理模块以及无线传输设备；烟气取样探头包括按照网格法布置在烟道内的热电偶、高温过滤器以及烟气取样管，高温过滤器和热电偶设置在烟气取样管前端，分析仪表盒内设置有气泵和气敏传感器，气敏传感器的进气口与烟气取样管相连，气敏传感器的出气口与气泵的进气口相连。采用本发明的实时测量系统可以实时反映电厂在低负荷、中负荷、高负荷下以及在投运不同磨煤机时大截面脱硝烟道的NO/O2分布规律。本发明的系统能够连续稳定运行，并且测量精度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量系统，特别是一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统。
背景技术
随着国家对燃煤电厂NOx的控制日趋严格，排放限值越来越低，对脱硝工艺投入和要求也越来越严格。我国煤质差别大、煤种不稳定，且脱硝效率、机组点火方式、运行方式及参数均存在较大差异、催化剂品质参差不齐，因此SCR的运行条件更为恶劣。SCR脱硝效率受催化剂、烟气流场、首层催化剂入口截面内氨氮混合当量比等多重因素的影响。烟气氨氮混合当量比不匹配导致脱硝效率下降、氨逃逸升高，逃逸氨易与SO3生成粘性硫酸氢氨(ABS)，直接造成空预器阻力上升等一系列运行问题。
由于氨逃逸在ppm等级内，浓度与安装位置有关，因此氨逃逸在线测量一直是难点。大量的试验数据表明：氨逃逸与NOx/NH3混合效果有着密切的关联。NOx/NH3在烟道内很难做到理想均匀分布，而且其分布特性会随着锅炉负荷、磨煤机组合等因素发生变化。
喷氨优化试验可有效减小脱硝反应器出口的NOx浓度的分布偏差，既可降低喷氨量，也可在确保氨逃逸在可控范围内最低限的前提下，提高SCR脱硝效率，大幅度降低脱硝反应器的NOx排放。传统的喷氨优化试验采用的是人工单点换管抽取烟气并测量NOx和O2，抽气管路较长，抽气钢管及气体输送管路容易被堵塞，测试过程中需要多次反吹管路，整个测试需要的时间较长，而且工作量大。入口烟道氮氧化物测点为单点测量，受入口烟气流场因素影响，测量数据不稳定，数值偏差较大，不能真实反映入口的NOx情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，包括若干布置在烟道内的取样探头，设置在烟道外的分析仪表盒、信号处理模块以及无线传输设备；烟气取样探头包括按照网格法布置在烟道内的热电偶、高温过滤器以及烟气取样管，高温过滤器和热电偶设置在烟气取样管前端，分析仪表盒内设置有气泵和气敏传感器，气敏传感器的进气口与烟气取样管相连，气敏传感器的出气口与气泵的进气口相连。
本发明进一步的改进在于，高温过滤器的过滤精度为2μm。
本发明进一步的改进在于，气泵为微型振动膜气泵。
本发明进一步的改进在于，气敏传感器为抽吸式气敏传感器。
本发明进一步的改进在于，热电偶和气敏传感器均通过控制电缆与信号处理模块相连。
本发明进一步的改进在于，信号处理模块通过无线传输设备与电脑相连。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过在烟道内设置高温过滤器以及烟气取样管，经高温过滤器和烟气取样管后的烟气经气敏传感器后，通过信号处理模块处理得到实时的NO、O2的浓度以及温度。由于烟气取样探头按照网格法布置在烟道内，采用等截面网格法进行准确采样，采用热电偶和NO、O2气敏传感器、信号处理模块对烟气进行分析，实现整个烟道截面的温度、NO、O2的网格法多点实时测量，满足脱硝喷氨优化试验及性能考核试验的需求。采用本发明的实时测量系统可以实时反映电厂在低负荷、中负荷、高负荷下以及在投运不同磨煤机时大截面脱硝烟道的NO/O2分布规律。本发明的系统能够连续稳定运行，并且测量精度高。本发明解决了现有抽气取样系统的延时问题，最大限度地缩短了取样时间。
附图说明
图1为本发明的结构示意图
图2为沿图1中A-A线的剖视图。
图中，1为烟气取样探头，2为热电偶，3为高温过滤器4为烟气取样管，5为分析仪表盒，6为气敏传感器，7为气泵，8为控制电缆，9为信号处理模块，10为无线传输设备，11为电脑，12为SCR入口采样装置，13为SCR反应器，14为SCR出口采样装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
参见图1，在SCR反应器13入口处设置有SCR入口采样装置12，在SCR反应器13出口处设置有SCR出口采样装置14。SCR出口采样装置14即本发明的脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统。
参见图1和图2，本发明包括若干布置在烟道内的取样探头1，设置在烟道外的分析仪表盒5、信号处理模块9、无线传输设备10以及电脑11。
烟气取样探头1由按照网格法布置在烟道内的热电偶2、高温过滤器3以及烟气取样管4组成，烟气取样管4前端设置有高温过滤器3和热电偶2，烟气取样管4按网格法分布，各截面烟气取样点的行数和列数根据现场条件确定。烟道中不同深度的高温含尘烟气经高温过滤器3预除尘后进入气敏传感器6入口。高温过滤器3的过滤精度为2μm。经高温过滤器3过滤后的烟气从烟气取样管4中吸入到气敏传感器6。
分析仪表盒5内设置有气泵7和气敏传感器6，气敏传感器6的进气口连通烟气取样探头的烟气取样管4，该气敏传感器6的出气口连接耐高温气泵7的进气口，该耐高温气泵7的排气口连通外界。所述耐高温气泵7的进气口进行抽气，取样气体自气敏传感器6的进气口进入到气敏传感器6内进行反应，反应后自气体自气敏传感器6的出气口进入耐高温气泵7，再由耐高温气泵7的排气口排出。
所述耐高温气泵7为微型振动膜气泵，又称隔膜泵。所述抽吸式气敏传感器6为可测NO、O2的气敏传感器。
热电偶2和气敏传感器6测量的信号通过控制电缆8传到信号处理模块9，信号处理模块9由A/D转换模块、运算放大模块组成。信号处理模块9将传感器6采集到的信号转换为数字信号。
无线传输设备10将数据从信号处理模块9实时传输到电脑11。无线传输设备10采用3G/4G手机上网卡作为数据流量传输，为加强在不同电厂区域的网络信号稳定性，增加一套无线WIFI转换器，增强型信号天线可移动，根据不同网络的信号强度，自动选择信号最强的流量卡转换成WIFI信号，变送器与WIFI信号直连。将实时数据传输到电脑11。
通过电脑11可将温度、NO和O2浓度数据进行处理及图表绘制，快速完成整个烟道断面的温度、NO和O2浓度的动态显示。测试数据通过数据处理软件以图表方式进行自动处理，按行列格式形成表格保存和读取。并可以计算温度、NOx和O2浓度的最大值、最小值、平均值、分布相对标准偏差。
鉴于现场测试工况的复杂性、NO在烟道内分布的不均匀性，需要采用等截面网格法进行准确采样，采用高精度预处理及分析仪表对采样烟气进行分析，并使数据得以无遗漏的收集、处理和利用。
本发明实时测量系统的相关性能参数如下：
测量精度：NOx为±2FS，O2为±2FS，温度为±1℃；
数据更新速度≤2s；
分辨率：NOx为1ppm，O2为0.1％；
探头工作温度：0-700℃。
Claims (6)
1.一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，包括若干布置在烟道内的取样探头(1)，设置在烟道外的分析仪表盒(5)、信号处理模块(9)以及无线传输设备(10)；烟气取样探头(1)包括按照网格法布置在烟道内的热电偶(2)、高温过滤器(3)以及烟气取样管(4)，高温过滤器(3)和热电偶(2)设置在烟气取样管(4)前端，分析仪表盒(5)内设置有气泵(7)和气敏传感器(6)，气敏传感器(6)的进气口与烟气取样管(4)相连，气敏传感器(6)的出气口与气泵(7)的进气口相连。
2.根据权利要求1所述的一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，高温过滤器(3)的过滤精度为2μm。
3.根据权利要求1所述的一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，气泵(7)为微型振动膜气泵。
4.根据权利要求1所述的一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，气敏传感器(6)为抽吸式气敏传感器。
5.根据权利要求1所述的一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，热电偶(2)和气敏传感器(6)均通过控制电缆(8)与信号处理模块(9)相连。
6.根据权利要求1所述的一种脱硝大截面烟道的温度、一氧化氮、氧气多点实时测量系统，其特征在于，信号处理模块(9)通过无线传输设备(10)与电脑(11)相连。
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