CN112657960A - 一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，包括控制逻辑、电磁阀控制箱、气源处理装置、吹扫气母管和多根分管。控制系统通过各取样分管温度变化情况判断分管取样堵塞情况，确定进行吹扫后启动吹扫流程，送出吹扫指令的DO接点接入电磁阀控制箱的控制回路，控制气动插板门电磁阀及吹扫电磁阀的通断，实现吹扫气源处理及取样管吹扫；气源处理装置设有油、水过滤及排水装置；本设计的有益效果是：该装置有效地对脱硝出口网格取样装置中各分管及母管进行全面的吹扫，可以实现定期自动吹扫、在线手动吹扫、在线手动取样、在线自动轮流取样，其设计简单、安装方便，对环保监视装置的连续、可靠、准确运行起到了良好的实际效果。

Description

一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统

技术领域

本发明涉及本发明涉及一套吹扫系统，具体地说，涉及一套针对锅炉脱硝CEMS出口网格取样装置的吹扫系统。

背景技术

锅炉燃烧的烟气从脱硝SCR反应器出来后到空预器之间的烟道不仅短，还存在变径或有转角的情况，导致烟道内部斋流严重，烟道内各个位置烟气成份也偏差较大，给脱硝出口烟气污染物的准确测量带来极大的干扰。

将脱硝出口CEMS(Continuous Emission Monitoring System烟气自动监控系统)取样点改为网格取样，解决了烟气脱硝后，因受烟道长度所限，出口探头安装位置无法达到取样的直管段要求，以及烟道取样点代表性较差，无法真实体现烟道内烟气实际成分的问题。

但是在机组运行过程中发现，由于脱硝装置位于电袋除尘之前，炉膛内燃烧后的烟气中的粉尘浓度非常高，容易造成部分网格取样测点堵塞，严重影响取样烟气的代表性，进而影响到烟气中污染物测量的准确性，给喷氨自动调节带来困难，更为严重的情况下将导致喷氨过量，氨逃逸量飙升，硫酸氢铵结晶析出堵塞空预器换热片造成机组非计划停运。而原有的手动吹扫空气管路接在网格取样母管上，单独吹扫某条取样管操作繁琐且吹扫效果不佳。因此，加装一套能在机组正常运行过程中进行定期吹扫而不影响脱硝出口CEMS正常测量的装置势在必行。

发明内容

本发明正是为了解决脱硝出口网格取样装置容易积灰堵塞取样管的问题，旨在提供一种结构简单、效果好且实用的应用于现场脱硝出口网格取样装置的吹扫系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，包括控制逻辑、电磁阀控制箱、气源处理装置、吹扫气母管和多根分管；从生产现场原有的吹扫气源母管处焊接一个三通接头，引出一路吹扫气母管连接至所述气源处理装置后，再连接到各吹扫气分管，经各分管吹扫电磁阀，到各取样分管的吹扫喷嘴，各取样分管样气送出管经其连接的气动插板门与取样气母管中段连通，气动插板门前端各安装一个取样温度热电阻；吹扫气分管经分管吹扫电磁阀连通取样气母管前段，取样气母管后段上安装了一个气动插板门；吹扫系统由计算机系统的控制逻辑实现控制，送出的指令通过电磁阀控制箱，对各吹扫电磁阀、各吹扫喷嘴和各气动插板门进行吹扫控制。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述气源处理装置包括手动球阀、U型管、U型管旁路和过滤减压阀；来自吹扫气源母管的吹扫气经三通接头引出后，连接至手动球阀用于关断吹扫气，再连接至U型管和U型管旁路，再分别经手动球阀连接至过滤减压阀，再连接至手动球阀产生现场吹扫用压缩空气。该装置安装于空气过滤，实现气源中分离出来的水份的存储及排放，实现气源双路并联运行，并能在过滤装置一个故障时实现吹扫装置不停运检修。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述U型管旁路上连接 3个电磁阀，其中电磁阀一和电磁阀二分别连通U型管旁路的两侧管路，电磁阀三通过管道与U型管旁路最低段连通。在其进入过滤减压阀前设置一个大管径U型管及U型管旁路，压缩空气所带的水份依靠自重落入U型管内暂存。吹扫开始前，控制系统通过控制电磁阀关闭，打开电磁阀，依靠管内残存压缩空气压力快速将积水排出，然后关闭排水电磁阀，打开电磁阀。如此往复，实现现场简易的存水、排水功能。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述吹扫气源母管和所述气源处理装置中吹扫用压缩空气管路采用25mm不锈钢管。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述各取样分管中的吹扫喷嘴采用Φ14不锈钢管加工而成，分别布置于两个取样口上游200mm处，其末端分别焊接一段长度100mm的Φ14金属软管，当吹扫气通过金属软管时，将导致金属软管无规律摆动，从而对取样分管内部进行无规律振打，有效地提高吹扫效率、保证吹扫效果。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述取样温度热电阻用于测量取样分管内气体温度，从而判断取样分管是否堵塞；当各取样分管内气体温度与该处烟气温度一致时，则判断管路通畅；当管路不通畅时，当各取样分管内气体温度低于烟气温度时，则判断管路部分堵塞；当各取样分管内气体温度与环境温度一致，则判断管路完全堵塞。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序，顺控程序接收到脱硝CEMS分析仪探头反吹信号作为顺控程序开始的指令后，发出吹扫指令的DO接点接入电磁阀控制箱控制各气动插板门电磁阀及吹扫电磁阀的通断；所述顺控程序还包括针对异常情况时，中断吹扫、报警和手动在线吹扫各分管、手动控制取样区域以监测烟道内烟气分布情况的功能。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括自动全过程吹扫控制，自动全过程吹扫控制流程是：

S1：开始全过程自动吹扫：程序由CEMS探头吹扫信号触发；

S2：气源处理装置排水；

S3：关闭所有的气动插板门；

S4：分别打开各分管吹扫电磁阀吹扫10S后关闭；

S5：打开吹扫气母管吹扫电磁阀；

S6：分别打开各分管气动插板门吹扫20S后关闭；

S7：打开母管气动插板门吹扫20S；

S8：关闭吹扫气母管吹扫电磁阀；

S9：自动吹扫结束。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括手动在线吹扫控制，手动在线吹扫控制流程是：

P1：控制系统判断某分管堵塞或手动吹扫时触发；其中控制系统判断某分管堵塞的条件是：某一分管侧所有分管平均温度减去该分管温度≥20℃；

P2：关闭该分管气动插板门；

P3：打开该分管吹扫电磁阀吹扫30S后关闭；

P4：打开该分管气动插板门；

P5：在线吹扫结束。

本发明可由CEMS探头吹扫信号自动触发全过程自动吹扫；可由控制系统判断某一分管温度低于该侧烟气平均温度20℃(可设定)或手动选择吹扫某一分管时可以自动进行该分管的在线吹扫，不影响整套CEMS系统的正常测量。可实现手动选择取样区域或自动轮流取样。

本发明的有益效果是：该装置有效地对脱硝出口网格取样装置中各分管及母管进行全面的吹扫，可以实现定期自动吹扫、在线手动吹扫、在线手动取样、在线自动轮流取样，其设计简单、安装方便，对环保监视装置的连续、可靠、准确运行起到了良好的实际效果。

附图说明

图1为本发明总体布局设计图；

1：吹扫气母管吹扫电磁阀；2～5：取样分管吹扫电磁阀；6：CEMS取样气母管气动插板门；7～10：取样分管气动插板门；11～14：取样分管温度测点；15～18：取样分管吹扫喷嘴；19：CEMS取样气母管；20：生产现场吹扫气源母管；21：三通接头；22：气源处理装置；23：吹扫气分管；36：取样分管。

图2为本发明气源处理装置的设计图；

21：三通接头；24～28：手动球阀；29～31：电磁阀；32、33：过滤减压阀； 34：U型管；35：U型管旁路。

图3为本发明控制逻辑图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，本发明一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，包括控制逻辑、电磁阀控制箱、气源处理装置、吹扫气母管和多根分管；从生产现场原有的吹扫气源母管20处焊接一个三通接头21，引出一路吹扫气母管连接至所述气源处理装置22后，再连接到各吹扫气分管23，经各分管吹扫电磁阀2、3、 4、5，到各取样分管36的吹扫喷嘴15、16、17、18，各取样分管36样气送出管经其连接的气动插板门7、8、9、10与取样气母管19中段连通，气动插板门 7、8、9、10前端各安装一个取样温度热电阻11、12、13、14；吹扫气分管23 经分管吹扫电磁阀1连通取样气母管19前段，取样气母管19后段上安装了一个气动插板门6；吹扫系统由计算机系统的控制逻辑实现控制，送出的指令通过电磁阀控制箱，对各吹扫电磁阀1、2、3、4、5、各吹扫喷嘴15、16、17、18 和各气动插板门6、7、8、9、10进行吹扫控制。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述气源处理装置22包括手动球阀24、25、26、27、28、U型管34、U型管旁路35和过滤减压阀32、 33；来自吹扫气源母管20的吹扫气经三通接头21引出后，连接至手动球阀24 用于关断吹扫气，再连接至U型管34和U型管旁路35，再分别经手动球阀25、 27连接至过滤减压阀32、33，再连接至手动球阀26、28产生现场吹扫用压缩空气。该装置安装于空气过滤，实现气源中分离出来的水份的存储及排放，实现气源双路并联运行，并能在过滤装置一个故障时实现吹扫装置不停运检修；如图2所示。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述U型管旁路35上连接3个电磁阀，其中电磁阀一29和电磁阀二30分别连通U型管旁路35的两侧管路，电磁阀三31通过管道与U型管旁路35最低段连通。在其进入过滤减压阀32、33前设置一个大管径U型管34及U型管旁路35，压缩空气所带的水份依靠自重落入U型管内暂存。吹扫开始前，控制系统通过控制电磁阀29、30关闭，打开电磁阀31，依靠管内残存压缩空气压力快速将积水排出，然后关闭排水电磁阀31，打开电磁阀29、30。如此往复，实现现场简易的存水、排水功能。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述吹扫气源母管20和所述气源处理装置22中吹扫用压缩空气管路采用25mm不锈钢管。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述各取样分管中的吹扫喷嘴15、16、17、18采用Φ14不锈钢管加工而成，分别布置于两个取样口上游200mm处，其末端分别焊接一段长度100mm的Φ14金属软管，当吹扫气通过金属软管时，将导致金属软管无规律摆动，从而对取样分管36内部进行无规律振打，有效地提高吹扫效率、保证吹扫效果。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述取样温度热电阻11、 12、13、14用于测量取样分管36内气体温度，从而判断取样分管是否堵塞；当各取样分管内气体温度与该处烟气温度一致时，则判断管路通畅；当管路不通畅时，当各取样分管内气体温度低于烟气温度时，则判断管路部分堵塞；当各取样分管内气体温度与环境温度一致，则判断管路完全堵塞。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序，顺控程序接收到脱硝CEMS分析仪探头反吹信号作为顺控程序开始的指令后，发出吹扫指令的DO接点接入电磁阀控制箱控制各气动插板门电磁阀及吹扫电磁阀的通断；所述顺控程序还包括针对异常情况时，中断吹扫、报警和手动在线吹扫各分管、手动控制取样区域以监测烟道内烟气分布情况的功能；控制逻辑如图3所示。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括自动全过程吹扫控制，自动全过程吹扫控制流程是：

S1：开始全过程自动吹扫：程序由CEMS探头吹扫信号触发；

S2：气源处理装置22排水；

S3：关闭所有的气动插板门6、7、8、9、10；

S4：分别打开各分管吹扫电磁阀2、3、4、5吹扫10S后关闭；

S5：打开吹扫气母管吹扫电磁阀1；

S6：分别打开各分管气动插板门7、8、9、10吹扫20S后关闭；

S7：打开母管气动插板门6吹扫20S；

S8：关闭吹扫气母管吹扫电磁阀1；

S9：自动吹扫结束。

所述一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括手动在线吹扫控制，手动在线吹扫控制流程是：

P1：控制系统判断某分管堵塞或手动吹扫时触发；其中控制系统判断某分管堵塞的条件是：某一分管侧所有分管平均温度减去该分管温度≥20℃；

P2：关闭该分管气动插板门；

P3：打开该分管吹扫电磁阀吹扫30S后关闭；

P4：打开该分管气动插板门；

P5：在线吹扫结束。

本发明实施方法：

1、管路改造

1)将母管及每条取样分管的手动截止阀改为气动插板门。

2)将铠装热电阻移位到气动插板门前。

3)将原有的吹扫空气手动门改为电磁阀，同时在每条取样分管原手动清堵的盖板处加装一个吹扫的喷嘴，由电磁阀进行控制。管路总体布局如图1所示：

2、气源处理

2.1仪用气处理：现场仪用压缩空气引入电磁阀箱，经并联的双极自动排水器后送入电磁阀底座，作为气动插板门电磁阀的控制用气。

2.2现场吹扫用压缩空气管路采用25mm不锈钢管，在其进入过滤减压阀前设置一个大管径U型管及U型管旁路，压缩空气所带的水份依靠自重落入U型管内暂存。吹扫开始前，控制系统通过控制电磁阀,依靠管内残存压缩空气压力快速将积水排出，实现现场简易的存水、排水功能。气源处理装置如图2所示。

3、控制方案

3.1自动全过程吹扫方案：

1)自动吹扫程序由CEMS探头吹扫信号触发；

2)排出气源处理装置U型管内的积水；

3)关闭所有的气动插板门；

4)分别打开各分管探头吹扫电磁阀吹扫10S后关闭；

5)打开母管吹扫阀；

6)分别打开各分管气动插板门吹扫20S后关闭；

7)打开母管气动插板门吹扫20S；

8)关闭母管吹扫阀；

9)自动吹扫结束。

3.2在线吹扫方案：

1)当某一分管温度低于该侧四个分管温度均值20℃或手动吹扫时触发；

2)关闭该分管气动插板门；

3)打开该分管探头吹扫电磁阀吹扫30S后关闭；

4)打开该分管气动插板门；

5)在线吹扫结束。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下得出的其他任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，包括控制逻辑、电磁阀控制箱、气源处理装置、吹扫气母管和多根分管；其特征在于：从生产现场原有的吹扫气源母管(20)处焊接一个三通接头(21)，引出一路吹扫气母管连接至所述气源处理装置(22)后，再连接到各吹扫气分管(23)，经各分管吹扫电磁阀(2、3、4、5)，到各取样分管(36)的吹扫喷嘴(15、16、17、18)，各取样分管(36)样气送出管经其连接的气动插板门(7、8、9、10)与取样气母管(19)中段连通，气动插板门(7、8、9、10)前端各安装一个取样温度热电阻(11、12、13、14)；吹扫气分管(23)经分管吹扫电磁阀(1)连通取样气母管(19)前段，取样气母管(19)后段上安装了一个气动插板门(6)；吹扫系统由计算机系统的控制逻辑实现控制，送出的指令通过电磁阀控制箱，对各吹扫电磁阀(1、2、3、4、5)、各吹扫喷嘴(15、16、17、18)和各气动插板门(6、7、8、9、10)进行吹扫控制。

2.根据权利要求1所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述气源处理装置(22)包括手动球阀(24、25、26、27、28)、U型管(34)、U型管旁路(35)和过滤减压阀(32、33)；来自吹扫气源母管(20)的吹扫气经三通接头(21)引出后，连接至手动球阀(24)用于关断吹扫气，再连接至U型管(34)和U型管旁路(35)，再分别经手动球阀(25、27)连接至过滤减压阀(32、33)，再连接至手动球阀(26、28)产生现场吹扫用压缩空气。

3.根据权利要求2所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述U型管旁路(35)上连接3个电磁阀，其中电磁阀一(29)和电磁阀二(30)分别连通U型管旁路(35)的两侧管路，电磁阀三(31)通过管道与U型管旁路(35)最低段连通。

4.根据权利要求1、2或3所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述吹扫气源母管(20)和所述气源处理装置(22)中吹扫用压缩空气管路均采用25mm不锈钢管。

5.根据权利要求1所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述各取样分管中的吹扫喷嘴(15、16、17、18)采用Φ14不锈钢管加工而成，分别布置于两个取样口上游200mm处，其末端分别焊接一段长度100mm的Φ14金属软管，当吹扫气通过金属软管时，将导致金属软管无规律摆动，从而对取样分管(36)内部进行无规律振打。

6.根据权利要求1所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述取样温度热电阻(11、12、13、14)用于测量取样分管(36)内气体温度，从而判断取样分管是否堵塞；当各取样分管内气体温度与该处烟气温度一致时，则判断管路通畅；当管路不通畅时，当各取样分管内气体温度低于烟气温度时，则判断管路部分堵塞；当各取样分管内气体温度与环境温度一致，则判断管路完全堵塞。

7.根据权利要求1所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序，顺控程序接收到脱硝CEMS分析仪探头反吹信号作为顺控程序开始的指令后，发出吹扫指令的DO接点接入电磁阀控制箱控制各气动插板门电磁阀及吹扫电磁阀的通断；所述顺控程序还包括针对异常情况时，中断吹扫、报警和手动在线吹扫各分管、手动控制取样区域以监测烟道内烟气分布情况的功能。

8.根据权利要求7所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括自动全过程吹扫控制，自动全过程吹扫控制流程是：

S1：开始全过程自动吹扫：程序由CEMS探头吹扫信号触发；

S2：气源处理装置(22)排水；

S3：关闭所有的气动插板门(6、7、8、9、10)；

S4：分别打开各分管吹扫电磁阀(2、3、4、5)吹扫10S后关闭；

S5：打开吹扫气母管吹扫电磁阀(1)；

S6：分别打开各分管气动插板门(7、8、9、10)吹扫20S后关闭；

S7：打开母管气动插板门(6)吹扫20S；

S8：关闭吹扫气母管吹扫电磁阀(1)；

S9：自动吹扫结束。

9.根据权利要求7所述的一套针对脱硝出口网格取样装置的吹扫系统，其特征在于：所述控制系统的控制逻辑内嵌顺控程序包括手动在线吹扫控制，手动在线吹扫控制流程是：

P1：控制系统判断某分管堵塞或手动吹扫时触发；其中控制系统判断某分管堵塞的条件是：某一分管侧所有分管平均温度减去该分管温度≥20℃；

P2：关闭该分管气动插板门；

P3：打开该分管吹扫电磁阀吹扫30S后关闭；

P4：打开该分管气动插板门；

P5：在线吹扫结束。

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