CN109283226B - 脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及积灰测量设备技术领域，公开了一种脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法。本发明包括水平铺设在脱硝催化剂表面的监测网，监测网为由多根导电钢线相互交错排布形成的网状结构，相交的两根导电钢线的交点处设置有避免两根导电钢线直接连通形成回路的绝缘垫片，监测网中相邻交点之间的导电钢线外侧包裹有绝缘保护套，每根导电钢线的一端分别通过耐高温导线与电子测量箱电连接，电子测量箱与控制系统连接。本发明测量点在催化剂表面多点密布，面层上全方位监控，测量点定位准确，不受烟尘干扰。
Description
技术领域
本发明涉及积灰测量设备技术领域，特别是涉及一种脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法。
背景技术
目前，根据国家环保要求，燃煤发电或供热锅炉机组均需设置脱硫脱硝装置。选择性催化还原法（SCR）脱硝是目前最广泛使用的技术，在这种脱硝技术中，需要使用催化剂进行辅助脱硝反应。在脱硝过程中，需使高温燃烧后的烟气经过催化剂孔洞，因为烟气中含有大量的飞灰烟尘，经常会堵塞催化剂并在催化剂上表面堆积，严重影响脱硝系统运行。
目前解决脱硝催化剂表面的积灰问题，通常在催化剂上方设置喷吹装置，但是喷吹范围特定且有限，在设备运行过程中，无法随时监测催化剂表面的积灰情况，因此无法调整喷吹装置、清理喷吹死角处的积灰。
而现有常规的积灰测量方法大多是非接触式测量原理，如雷达波、超声波，激光，均无法穿透大量浓厚的烟尘，而直接影响测量效果，且成本非常高，并不适用于高温浓烟环境下的积灰测量。
现阶段并没有有效手段对脱硝催化剂上表面积灰情况进行检测。个别会使用单点测量装置，如导波雷达测量，但是每个测量点都需要设置一套测量装置，不仅装置排布难度大，而且成本高，测量点排布设计难度大，实用性差。
发明内容
本发明提供一种利用飞灰的导电性，在催化剂表面多点密布测量点，实现面内全方位监控，测量点定位准确，不受烟尘干扰的脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法。
解决的技术问题是：脱硝技术中催化剂表面积灰无有效的测量系统，现有大多数非接触式测量方法在高温浓烟环境中无法正常工作，单点测量装置布置难度大，成本高，实用性差。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置，包括水平铺设在脱硝催化剂表面的监测网，监测网为由多根导电钢线相互交错排布形成的网状结构，相交的两根导电钢线的交点处设置有避免两根导电钢线直接连通形成回路的绝缘垫片，监测网中相邻交点之间的导电钢线外侧包裹有绝缘保护套，每根导电钢线的一端分别通过耐高温导线与电子测量箱电连接，电子测量箱与控制系统连接。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置，进一步的，所述导电钢线为钢缆或钢板条带。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置，进一步的，所述交点处裸露在外的导电钢线的长度不大于30mm。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置，进一步的，每根所述导电钢线的一个端头分别与电子测量箱中端子排的信号输入端口一一对应、并通过耐高温导线电连接，另一个端头套设密封绝缘套。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置，进一步的，所述电子测量箱内还设置有逻辑控制器，逻辑控制器的信号输出端与控制系统电连接，实时监测导电钢线中的电流变化情况。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、在脱硝催化剂表面铺设监测网，设置绝缘垫片，并连接电子测量箱和控制系统；
步骤二、开启脱硝系统和电子测量箱，脱硝过程中，烟气中的飞灰堆积在脱硝催化剂表面，由于飞灰具有导电性，当监测点处的飞灰堆积高度超过绝缘垫片的上表面时，该交点处的两根导电钢线连通，形成回路，产生电阻RAnBm；
步骤三、逻辑控制器对该连通交点施加一个固定电压U，测量得到电流IAnBm；
步骤四、控制系统实时监测电流IAnBm，当电流IAnBm大于预设值时，说明该交点导通，积灰达到设计判断高度。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，进一步的，步骤三中测量电流产生变化时，说明与连通交点相邻的交点同时积灰连通，并与该连通交点形成小的连通回路。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，进一步的，步骤四中当判断某交点的积灰达到设计判断厚度后，控制系统调节脱硝系统内的喷吹装置的喷吹位置，对积灰位置进行喷吹，清理积灰，避免形成喷吹死角。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置利用燃煤烟气中的飞灰具有一定的导电性的这个特质，在催化剂表面敷设网格状排布的钢缆，利用钢缆交叉点积灰会联通导电的特性，对不同端口进行导电和电阻测试，以此判断某监测点附近的积灰情况。测量装置结构简单，制备便捷，成本低，不受脱硝系统中的高温高尘环境的影响，有效解决积灰测量问题，布置方式灵活，对于易积灰的位置，或者喷吹死角，可采用不均匀的加密布置。
本发明测量装置的测量点在催化剂表面全方位密布，测量结果准确可靠，测量点的定位准确率高，通过监测积灰情况，及时控制调整喷吹装置的喷吹角度，大大降低了催化剂的堵塞情况，有效提高了脱硝效率，同时便于对脱硝系统的运行情况进行实时监控，便于设备的运行维护，实用性强。
本发明测量方法原理简单，不受烟气高温高尘的限制，监测实时性强，准确率高，覆盖面广，具有广泛的利用和推广价值。
下面结合附图对本发明的脱硝催化剂表面的积灰测量装置及其测量方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置的结构示意图；
图2为交点处的结构示意图；
图3为监测网的排布示意图；
图4为电子测量箱内端口连接示意图。
附图标记：
1-监测网；11-横向钢线；12-纵向钢线；2-绝缘垫片；3-绝缘保护套；4-电子测量箱；5-逻辑控制器；6-控制系统；7-耐高温导线。
具体实施方式
如图1至图4所示，本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置包括水平铺设在脱硝催化剂表面的监测网1，监测网1为由多根导电钢线相互交错排布形成的网状结构，存在的多个交点即为积灰的实时监测点，相邻导电钢线之间的距离根据监测的精度需求自由选择。
导电钢线为钢缆或钢板条带，钢缆的公称直径或钢板条带的厚度，可根据需要测量的积灰的厚度灵活选择；相交的两根导电钢线的交点处设置有绝缘垫片2，绝缘垫片2夹设在两根导电钢线之间，以避免两根导电钢线直接连通形成回路，绝缘垫片2的厚度不小于3mm，具体的厚度可以根据需要测量的积灰厚度，同时结合导电钢线的尺寸灵活选择；监测网1中相邻交点之间的导电钢线外侧包裹有绝缘保护套3，使得交点处裸露在外的导电钢线的长度不大于30mm。
导电钢线包括横向钢线11和纵向钢线12，横向钢线11沿其排布方向依次为A1、A2、…、An，纵向钢线12沿其排布方向依次为B1、B2、…、Bm，其中横向钢线11An与纵向钢线12Bm的交点为AnBm；每根导电钢线的一个端头分别与电子测量箱4中端子排的信号输入端口一一对应、并通过耐高温导线7电连接，另一个端头套设密封绝缘套；电子测量箱4内还设置有逻辑控制器5，逻辑控制器5的信号输出端与控制系统6电连接，控制系统6为DCS系统或PLC系统，实时监测导电钢线中的电流变化情况，从而判断监测点处的积灰情况。
本发明脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，包括以下步骤：
步骤一、根据设计的积灰监测厚度，选择合适的导电钢线的规格尺寸和绝缘垫片2的厚度，将监测网1铺设在脱硝催化剂表面，设置绝缘垫片2，并将导电钢线与电子测量箱4电连接。
步骤二、开启脱硝系统和电子测量箱4，脱硝过程中，烟气中的飞灰堆积在脱硝催化剂表面，由于飞灰具有导电性，当监测点处的飞灰堆积高度超过绝缘垫片2的上表面时，该交点处的两根导电钢线连通，形成回路，产生电阻RAnBm。
步骤三、逻辑控制器5对该连通交点施加一个固定电压U，测量得到电流IAnBm，
测量电流IAnBm=U/RAnBm；
具体如当交点A2B2被飞灰覆盖，回路导通时，产生电阻RA2B2，此时，在横向钢线11A2与纵向钢线12B2之间施加固定电压U，得到电流I A2B2。
同一系统的烟气积灰成分变化不大，导电钢线的每个交点处积灰产生的电阻值基本相同，并且由于烟气积灰导电性不强，认为积灰电阻R远大于钢缆本身电阻，因此忽略导电钢线本身的电阻影响，每个交点处积灰产生的测量电流近似相等。
导电钢线呈网格状排布，不同监测点同时积灰产生的连通效果会对测量产生一定的影响，但是这种影响可以通过对数据的分析消除，具体的方法以交点A2B2为例进行说明。
当A2B2、A3B2、A3B3与A2B3四个交点同时积灰导通时，在每个测量点与电子测量箱4之间形成回路的同时，四个交点之间也形成一个小的回路，
此时交点A2B2处监测到的电流为IA2B2’，认为每个交点的积灰电阻相同，均为RA2B2，则IA2B2’=4/3I A2B2，通过对监测到的电流值的比较，判断该交点周围的交点是否为导通状态。
为了使测量更准确，可以对同一个节点进行多方位测量和验证，比如测量A2B2节点的同时，还可以测量C2B2、A2D2、C2D2等节点进行比较。
步骤四、控制系统6实时监测电流IAnBm，当电流IAnBm大于预设值时，说明该交点导通，积灰达到设计判断高度，然后控制系统6调节脱硝系统内的喷吹装置的喷吹位置，对积灰位置进行喷吹，清理积灰；
因为喷吹装置的设置，催化剂表面不会出现大面积的积灰，如果出现多点存在区域性导通的情况，则需要停炉清理，因此，本装置中不考虑大面积的积灰导致的测量点相互干扰的情况。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.脱硝催化剂表面的积灰测量装置，其特征在于：包括水平铺设在脱硝催化剂表面的监测网（1），监测网（1）为由多根导电钢线相互交错排布形成的网状结构，相交的两根导电钢线的交点处设置有避免两根导电钢线直接连通形成回路的绝缘垫片（2），监测网（1）中相邻交点之间的导电钢线外侧包裹有绝缘保护套（3），每根导电钢线的一端分别通过耐高温导线（7）与电子测量箱（4）电连接，电子测量箱（4）与控制系统（6）连接，每根所述导电钢线的一个端头分别与电子测量箱（4）中端子排的信号输入端口一一对应、并通过耐高温导线（7）电连接，另一个端头套设密封绝缘套，所述电子测量箱（4）内还设置有逻辑控制器（5），逻辑控制器（5）的信号输出端与控制系统（6）电连接，实时监测导电钢线中的电流变化情况；
脱硝过程中，烟气中的飞灰堆积在脱硝催化剂表面，由于飞灰具有导电性，当监测点处的飞灰堆积高度超过绝缘垫片（2）的上表面时，该交点处的两根导电钢线连通，形成回路，产生电阻RAnBm；同一系统的烟气积灰成分变化不大，导电钢线的每个交点处积灰产生的电阻值基本相同，并且由于烟气积灰导电性不强，认为积灰电阻R远大于钢缆本身电阻，因此忽略导电钢线本身的电阻影响，每个交点处积灰产生的测量电流近似相等；
逻辑控制器（5）对该连通交点施加一个固定电压U，测量得到电流IAnBm；控制系统（6）实时监测电流IAnBm，当电流IAnBm大于预设值时，说明该交点导通，积灰达到设计判断高度；
导电钢线呈网格状排布，不同监测点同时积灰产生的连通效果会对测量产生一定的影响，但是这种影响可以通过对数据的分析消除；
导电钢线包括横向钢线（11）和纵向钢线（12），横向钢线（11）沿其排布方向依次为A1、A2、…、An，纵向钢线（12）沿其排布方向依次为B1、B2、…、Bm，其中横向钢线11An与纵向钢线12Bm的交点为AnBm，当A2B2、A3B2、A3B3与A2B3四个交点同时积灰导通时，在每个测量点与电子测量箱（4）之间形成回路的同时，四个交点之间也形成一个小的回路，此时交点A2B2处监测到的电流为IA2B2’，认为每个交点的积灰电阻相同，均为RA2B2，则IA2B2’=4/3I A2B2，通过对监测到的电流值的比较，判断该交点周围的交点是否为导通状态。
2.根据权利要求1所述的脱硝催化剂表面的积灰测量装置，其特征在于：所述导电钢线为钢缆或钢板条带。
3.根据权利要求1所述的脱硝催化剂表面的积灰测量装置，其特征在于：所述交点处裸露在外的导电钢线的长度不大于30mm。
4.权利要求1-3任意一项所述的脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、在脱硝催化剂表面铺设监测网（1），设置绝缘垫片（2），并连接电子测量箱（4）和控制系统（6）；
步骤二、开启脱硝系统和电子测量箱（4），脱硝过程中，烟气中的飞灰堆积在脱硝催化剂表面，由于飞灰具有导电性，当监测点处的飞灰堆积高度超过绝缘垫片（2）的上表面时，该交点处的两根导电钢线连通，形成回路，产生电阻RAnBm；
步骤三、逻辑控制器（5）对该连通交点施加一个固定电压U，测量得到电流IAnBm；
步骤四、控制系统（6）实时监测电流IAnBm，当电流IAnBm大于预设值时，说明该交点导通，积灰达到设计判断高度。
5.根据权利要求4所述的脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，其特征在于：步骤三中测量电流产生变化时，说明与连通交点相邻的交点同时积灰连通，并与该连通交点形成小的连通回路。
6.根据权利要求4所述的脱硝催化剂表面的积灰测量装置的测量方法，其特征在于：步骤四中当判断某交点的积灰达到设计判断厚度后，控制系统（6）调节脱硝系统内的喷吹装置的喷吹位置，对积灰位置进行喷吹，清理积灰，避免形成喷吹死角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100039, room 9, floor 1, building 16, No. 901 West Fourth Ring Road, Beijing, Haidian District Applicant after: Guoneng Longyuan environmental protection Co.,Ltd. Address before: 100039, room 1, building 16, No. 911 West Fourth Ring Road, Beijing, Haidian District Applicant before: BEIJING GUODIAN LONGYUAN ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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