CN111505053A - 一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置及方法，首先配置一个采样管装置，作为火电厂现场或实验室中接收烟气的连接装置，采样管段上配有过滤棉用于过滤烟气中的杂质。然后烟气通过烟气过滤器汽水分离且过滤后进入氨敏电极测试装置，对进入的烟气进行测量分析。同时，剩余的烟气依次流经烟气采样泵和烟气尾气处理装置，处理后的尾气排出。烟气采样泵带有变频装置，可以通过设定的流量和差压主动实时调节采样泵的出力，以稳定抽取烟气的流速。本发明避免了采用化学法、激光法等存在的测量氨浓度不准确、不及时、以及带来工程应用中喷氨过量导致氨与三氧化硫反应生成硫酸氢铵堵塞下游设备等问题。

Description

一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置及方法。

背景技术

目前国内环保态势严峻，对于大型燃煤电厂、化工能源行业都提出了烟气环保达标标准。火电厂烟气脱硝是一项技术很成熟且应用多年的烟气环保类技术，目前绝大部分脱硝路线是选择性催化还原（SCR）脱硝技术，但在火电厂中应用此技术也不免会有一些技术上的不足，比如脱硝中使用的还原剂氨会与烟气中的三氧化硫发生反应并生成硫酸氢铵，堵塞空预器等下游设备，并对脱硝催化剂产生不利影响。控制好烟气中的氨含量，合理喷氨是解决此问题的根本方法之一。对于现场复杂多变的工况，快速准确的测量SCR区内各点的氨浓度变得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的测量氨浓度不准确、不及时的种种问题，且带来工程应用中喷氨过量导致氨与三氧化硫反应生成硫酸氢铵堵塞下游设备情况，而提供一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置及方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，包括采样管装置和氨浓度测试装置；所述采样管装置包括带有热电偶的采样头、带有过滤棉的一级管段、带有过滤棉的二极管段、带有过滤棉的三极管段、带有过滤棉的四级管段和第一连接块，所述采样头、一级管段、二极管段、三极管段、四级管段和第一连接块依次连接；所述氨浓度测试装置包括第二连接块、烟气过滤器、氨敏电极测试装置、烟气采样泵、烟气尾气处理装置、控制器和集成控制显示器，所述第二连接块、烟气过滤器、氨敏电极测试装置、烟气采样泵和烟气尾气处理装置依次通过带有伴热管和热电偶的烟气管道连接，所述烟气过滤器、氨敏电极测试装置、烟气采样泵和烟气尾气处理装置均置于固定装置上，所述集成控制显示器、氨敏电极测试装置和烟气采样泵均与控制器连接；所述第一连接块与第二连接块相连。

进一步的，所述采样管装置为可伸缩其管段长度的结构，且一级管段、二极管段、三极管段和四级管段均为密封结构，禁止内部烟气外漏。采样管装置设置有带有热电偶的采样头，烟气由此进入采样管装置。采样头位置设计有热电偶用于测量烟气温度。每个管段的过滤棉可过滤烟气中的杂质。

进一步的，所述烟气过滤器可将带有少量颗粒物的烟气过滤成无颗粒物的烟气，防止污染后续设备，并且可以实现汽水分离，过滤掉烟气中的水份，使干烟气流过。

进一步的，所述烟气采样泵用于为抽取烟气提供动力，并且烟气采样泵配置有变频器，方便实时调整烟气采样泵的出力，保证烟气流量的均匀且平稳。

进一步的，所述烟气尾气处理装置可将从氨敏电极测试装置流过的剩余烟气处理为净烟气并排到氨浓度测试装置的外部。

进一步的，通过在集成控制显示器上发出指令，由控制器传输至氨敏电极测试装置和烟气采样泵，控制氨敏电极测试装置和烟气采样泵的启动和停止；采样头上的热电偶通过控制器传输至集成控制显示器，在集成控制显示器上发出指令，控制烟气流经的烟气管道内温度与采样头处的温度保持一致。

所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置的工作方法，其特征是，过程如下：首先通过集成控制显示器设定氨浓度测试装置的预热温度，烟气管道进行升温，当温度达到设定值后，将采样管装置插入烟道，按照需要进行长度的调节；随后在集成控制显示器上设定烟气抽取的流速，点击开始采样，通过控制器控制启动带有变频器的烟气采样泵，烟气进入氨浓度测试装置经过烟气过滤器进行汽水分离过滤后，干烟气流入氨敏电极测试装置，氨敏电极测试装置自行抽取适量的烟气进行测量分析并将测量数值通过控制器传输至集成控制显示器，流过氨敏电极测试装置后的烟气依次流经烟气采样泵和烟气尾气处理装置，经尾气处理后排出到氨浓度测试装置的外部；通过加热烟气管道对氨浓度测试装置使用前进行预热，并通过采样头上面的热电偶反馈的温度进行实时调节，保证烟气管道内烟气温度与现场情况一致；烟气采样泵出力由变频器进行智能调节，保证抽取烟气流速稳定；完成测量后，点击集成控制显示器上停止按钮，停止工作。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：首先配置一台有变频器的烟气采样泵，在电厂烟道内使用时一般为负压状态，所以需要有一定的抽力，采样泵为采集烟气提供稳定的抽力，确保稳定的烟气流量。与现场烟道直接接触的是采样管装置，它有一个带有热电偶的采样头，烟气从采样头进入，热电偶可以测量烟道内烟气的温度，采样管分为四段，可伸缩适用于现场的宽烟道，每一段都设置有自己的过滤棉，用于过滤烟气中的杂质。其次，烟气通过采样管装置进入到氨浓度测试装置内，装置内仍设置有过滤装置用于汽水分离过滤掉所有杂质和水份，保证进入到氨敏电极测试装置的烟气为净干烟气，相比较传统的化学法和激光法，氨敏电极法测量氨浓度准确且快速。剩余的烟气由烟气尾气处理装置处理后排出。

本发明避免了采用化学法、激光法等存在的测量氨浓度不准确、不及时、以及带来工程应用中喷氨过量导致氨与三氧化硫反应生成硫酸氢铵堵塞下游设备等问题。

附图说明

图1是本发明实施例中采样管装置的结构示意图。

图2是本发明实施例中氨浓度测试装置的结构示意图。

图中：采样头1、一级管段2、二极管段3、三极管段4、四级管段5、第一连接块6、采样管装置7、第二连接块8、烟气过滤器9、氨敏电极测试装置10、烟气采样泵11、烟气尾气处理装置12、控制器13、集成控制显示器14、烟气管道15、氨浓度测试装置16、固定装置17。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中，一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，包括采样管装置7和氨浓度测试装置16；采样管装置7包括带有热电偶的采样头1、带有过滤棉的一级管段2、带有过滤棉的二极管段3、带有过滤棉的三极管段4、带有过滤棉的四级管段5和第一连接块6，采样头1、一级管段2、二极管段3、三极管段4、四级管段5和第一连接块6依次连接；氨浓度测试装置16包括第二连接块8、烟气过滤器9、氨敏电极测试装置10、烟气采样泵11、烟气尾气处理装置12、控制器13和集成控制显示器14，第二连接块8、烟气过滤器9、氨敏电极测试装置10、烟气采样泵11和烟气尾气处理装置12依次通过带有伴热管和热电偶的烟气管道15连接，烟气过滤器9、氨敏电极测试装置10、烟气采样泵11和烟气尾气处理装置12均置于固定装置17上，集成控制显示器14、氨敏电极测试装置10和烟气采样泵11均与控制器13连接；第一连接块6与第二连接块8相连。

本实施例中，采样管装置7为可伸缩其管段长度的结构，且一级管段2、二极管段3、三极管段4和四级管段5均为密封结构，禁止内部烟气外漏。采样管装置7设置有带有热电偶的采样头1，烟气由此进入采样管装置7。采样头位置设计有热电偶用于测量烟气温度。每个管段的过滤棉可过滤烟气中的杂质。

本实施例中，烟气过滤器9可将带有少量颗粒物的烟气过滤成无颗粒物的烟气，防止污染后续设备，并且可以实现汽水分离，过滤掉烟气中的水份，使干烟气流过。

本实施例中，烟气采样泵11用于为抽取烟气提供动力，并且烟气采样泵11配置有变频器，方便实时调整烟气采样泵11的出力，保证烟气流量的均匀且平稳。

本实施例中，烟气尾气处理装置12可将从氨敏电极测试装置10流过的剩余烟气处理为净烟气并排到氨浓度测试装置16的外部。

本实施例中，通过在集成控制显示器14上发出指令，由控制器13传输至氨敏电极测试装置10和烟气采样泵11，控制氨敏电极测试装置10和烟气采样泵11的启动和停止；采样头1上的热电偶通过控制器13传输至集成控制显示器14，在集成控制显示器14上发出指令，控制烟气流经的烟气管道15内温度与采样头1处的温度保持一致。控制器13可以采用PLC控制器。

工作方法：首先通过集成控制显示器14设定氨浓度测试装置16的预热温度，烟气管道15进行升温，当温度达到设定值后，将采样管装置7插入烟道，按照需要进行长度的调节；随后在集成控制显示器14上设定烟气抽取的流速，点击开始采样，通过控制器13控制启动带有变频器的烟气采样泵11，烟气进入氨浓度测试装置16经过烟气过滤器9进行汽水分离过滤后，干烟气流入氨敏电极测试装置10，氨敏电极测试装置10自行抽取适量的烟气进行测量分析并将测量数值通过控制器13传输至集成控制显示器14，流过氨敏电极测试装置10后的烟气依次流经烟气采样泵11和烟气尾气处理装置12，经尾气处理后排出到氨浓度测试装置16的外部；通过加热烟气管道15对氨浓度测试装置16使用前进行预热，并通过采样头1上面的热电偶反馈的温度进行实时调节，保证烟气管道15内烟气温度与现场情况一致；烟气采样泵11出力由变频器进行智能调节，保证抽取烟气流速稳定；完成测量后，点击集成控制显示器14上停止按钮，停止工作。

本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，包括采样管装置（7）和氨浓度测试装置（16）；所述采样管装置（7）包括带有热电偶的采样头（1）、带有过滤棉的一级管段（2）、带有过滤棉的二极管段（3）、带有过滤棉的三极管段（4）、带有过滤棉的四级管段（5）和第一连接块（6），所述采样头（1）、一级管段（2）、二极管段（3）、三极管段（4）、四级管段（5）和第一连接块（6）依次连接；所述氨浓度测试装置（16）包括第二连接块（8）、烟气过滤器（9）、氨敏电极测试装置（10）、烟气采样泵（11）、烟气尾气处理装置（12）、控制器（13）和集成控制显示器（14），所述第二连接块（8）、烟气过滤器（9）、氨敏电极测试装置（10）、烟气采样泵（11）和烟气尾气处理装置（12）依次通过带有伴热管和热电偶的烟气管道（15）连接，所述烟气过滤器（9）、氨敏电极测试装置（10）、烟气采样泵（11）和烟气尾气处理装置（12）均置于固定装置（17）上，所述集成控制显示器（14）、氨敏电极测试装置（10）和烟气采样泵（11）均与控制器（13）连接；所述第一连接块（6）与第二连接块（8）相连。

2.根据权利要求1所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，所述采样管装置（7）为可伸缩其管段长度的结构，且一级管段（2）、二极管段（3）、三极管段（4）和四级管段（5）均为密封结构。

3.根据权利要求1所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，所述烟气过滤器（9）将带有少量颗粒物的烟气过滤成无颗粒物的烟气，防止污染后续设备，并且实现汽水分离，过滤掉烟气中的水份，使干烟气流过。

4.根据权利要求1所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，所述烟气采样泵（11）用于为抽取烟气提供动力，并且烟气采样泵（11）配置有变频器。

5.根据权利要求1所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，所述烟气尾气处理装置（12）将从氨敏电极测试装置（10）流过的剩余烟气处理为净烟气并排到氨浓度测试装置（16）的外部。

6.根据权利要求1所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置，其特征是，通过在集成控制显示器（14）上发出指令，由控制器（13）传输至氨敏电极测试装置（10）和烟气采样泵（11），控制氨敏电极测试装置（10）和烟气采样泵（11）的启动和停止；采样头（1）上的热电偶通过控制器（13）传输至集成控制显示器（14），在集成控制显示器（14）上发出指令，控制烟气流经的烟气管道（15）内温度与采样头（1）处的温度保持一致。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的用于测量脱硝装置内烟气中氨浓度的装置的工作方法，其特征是，过程如下：首先通过集成控制显示器（14）设定氨浓度测试装置（16）的预热温度，烟气管道（15）进行升温，当温度达到设定值后，将采样管装置（7）插入烟道，按照需要进行长度的调节；随后在集成控制显示器（14）上设定烟气抽取的流速，点击开始采样，通过控制器（13）控制启动带有变频器的烟气采样泵（11），烟气进入氨浓度测试装置（16）经过烟气过滤器（9）进行汽水分离过滤后，干烟气流入氨敏电极测试装置（10），氨敏电极测试装置（10）自行抽取适量的烟气进行测量分析并将测量数值通过控制器（13）传输至集成控制显示器（14），流过氨敏电极测试装置（10）后的烟气依次流经烟气采样泵（11）和烟气尾气处理装置（12），经尾气处理后排出到氨浓度测试装置（16）的外部；通过加热烟气管道（15）对氨浓度测试装置（16）使用前进行预热，并通过采样头（1）上面的热电偶反馈的温度进行实时调节，保证烟气管道（15）内烟气温度与现场情况一致；烟气采样泵（11）出力由变频器进行智能调节，保证抽取烟气流速稳定；完成测量后，点击集成控制显示器（14）上停止按钮，停止工作。

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