CN113433272A - 一种锅炉烟气多点引流混合检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锅炉烟气成分检测系统，具体为一种锅炉烟气多点引流混合检测装置。本发明包括设置在烟道内的取样系统，和与取样系统连接的烟气监测系统；取样系统包括若干个引流腔和引流管，汇流腔以及混合器；所述的若干个引流腔采用网格法或等面积圆环法排布在烟道截面上，且若干个引流腔通过与之一一对应连接的若干个引流管与内部设置混合器的汇流腔连通；引流腔为圆锥筒，中轴线与烟气流向一致，其长直径侧截面为迎风面，短直径侧连通引流管；汇流腔为顶部和四周均封闭的腔体，设在烟道内壁板上，且与引流管连通；烟气监测系统的探测端设在引流腔内，且位于混合器出口端下游处。本发明原理简单，效果可靠，容易制造安装，有良好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉烟气成分检测系统，具体为一种锅炉烟气多点引流混合检测装置。
背景技术
火电厂锅炉系统复杂，自动化程度高，烟气成分作为其重要的基础参数，其检测结果的准确性和代表性对设备运行控制至关重要。然而由于锅炉设备庞大，燃烧工况复杂且影响因素众多，烟道断面上烟气组分偏差往往较大，目前常规的烟气采用探头一般一个烟道布置1～2个，探头长度为1m左右，对于普通的300MW燃煤锅炉，其烟道截面通常可达50m2以上，600MW和1000MW机组烟道截面更大。因此常规的单点式检测探头往往无法取得代表性较好的结果，这将对运行人员的控制操作带来不利影响，容易产生误导并引起错误操作，危害机组安全、经济运行。
为了改善烟气组分在线检测的代表性，目前常用的方法往往增加多个探头，同时抽取烟气，混合后进行检测，然而该方案会导致测量和控制系统更加复杂，可靠性变差，维护工作量加大，且费用昂贵，另外，由于探头尺寸规格限值，时常无法达到网格法取样的理想状态。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，原理简单，效果可靠，且容易制造安装，有良好的推广应用价值。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，包括设置在烟道内的取样系统，和与取样系统连接的烟气监测系统；
所述的取样系统包括若干个引流腔和引流管，汇流腔以及混合器；所述的若干个引流腔采用网格法或等面积圆环法排布在烟道截面上，且若干个引流腔通过与之一一对应连接的若干个引流管与内部设置混合器的汇流腔连通；
所述的引流腔为圆锥筒，中轴线与烟气流向一致，其长直径侧截面为迎风面，短直径侧连通引流管；
所述的汇流腔为顶部和四周均封闭的腔体，设置在烟道内壁板上，且与引流管连通；
所述的烟气监测系统的探测端设置在引流腔内，且位于混合器出口端下游处。
进一步的，所述的引流腔采用异径接头标准件制成。
进一步的，所述的每个引流管的布置走向与烟气流向夹角不大于45°。
进一步的，所述的汇流腔的顶部盖板倾斜设置。
进一步的，所述汇流腔的顶部盖板与烟气流向夹角范围为30°～45°。
进一步的，所述的混合器设置在汇流腔内的顶部接口与烟气监测系统的探测端之间。
进一步的，所述的烟气监测系统采用CEMS系统，包括设置在烟道内的CEMS探头和设置在烟道外的CEMS控制器。
更进一步的，所述的CEMS探头的探测端伸入混合器出口端下游的汇流腔内，另一端与CEMS控制器连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明利用网格法或等面积圆环法将取样系统的若干个引流腔排布在烟道截面上，即每个引流腔中心点在烟道截面上可根据实际情况按照矩形截面或圆形截面排布，将烟气通过多个一一对应连接的引流腔和引流管后汇入汇流腔，再通过布置于汇流腔中的混合器混合均匀，可实现将烟气按照网格法或等面积圆环法引流、混合后通过烟气检测系统进行测定，能有效提高锅炉烟气成分测试的代表性，达到网格法取样的理想状态，提高设备运行控制的可靠性；另外，将汇流腔安装在烟道壁板上，其顶部和四周为封闭结构，无需向烟道外引出管道，系统更加简单，且管路较短，不容易出现管道堵灰问题；综上，本发明通过利用取样系统中的引流腔、汇流腔和混合器将采用网格法或等面积圆环法取样的样气汇流、混合后流经检测探头进行检测，具有原理简单，效果可靠，且容易制造安装等优点，有良好的推广应用价值。
进一步，本发明通过将引流腔采用异径接头标准件制成，可通过异径接头直径选型保证管路中流速满足不积灰条件。
进一步，本发明通过将引流管走向与竖直方向夹角设置为不得大于45°，能有效避免管路积灰，提高设备运行控制的可靠性。
进一步，本发明采用将汇流腔顶部盖板倾斜设置的方式，能有效避免积灰现象的发生。
进一步，本发明通过采用汇流腔顶部盖板与烟气流量夹角为30°～45°的设计方式，可减小阻力，并避免积灰磨损问题。
进一步，本发明采用的混合器布置于汇流腔顶部接口区域和烟气监测系统的探测端之间，能有效保证测量准确性，取得代表性较好的结果。
进一步，本发明采用由设置在烟道内的CEMS探头和设置在烟道外的CEMS控制器组成的CEMS系统作为烟气监测系统，监测准确，操作便捷可靠。
进一步，本发明将CEMS探头的探测端布置于汇流腔中混合器出口端下游区域，可提高CEMS探头取样代表性，保证测量结果准确，同时使用操作更可靠。
附图说明
图1为本发明实施例中所述装置的结构示意图；
图2为本发明若干引流腔采用网格法排布在烟道截面上的示意图。
图中：引流腔1，引流管2，汇流腔3，混合器4，CEMS探头5，CEMS控制器6。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，如图1所示，包括由引流腔1、引流管2、汇流腔3以及混合器4组成的取样系统，以及由CEMS探头5和CEMS控制器6组成的烟气监测系统；
所述的引流腔1为采用异径接头标准件制成的圆锥筒，中轴线与烟气流向一致，且长直径侧截面为迎风面，短直径侧连通引流管2；若干个引流腔1采用网格法或等面积圆环法排布在烟道截面上，如图2所示，为若干个引流腔1采用网格法排布在烟道截面上的示意图；
所述的引流管2的一端与引流腔1一一对应连接，另一端均连接汇流腔3；每个引流管2的布置走向与烟气流向夹角不大于45°，管中的流速不低于15m/s；
所述的汇流腔3设置在烟道内壁板上，其顶部和四周均封闭的腔体，且顶部盖板倾斜设置与烟气流向夹角范围为30°～45°；所述的汇流腔3内沿烟气流向自上而下依次设置有混合器4和CEMS探头5；
所述的烟气监测系统的CEMS控制器6设置在烟道外，CEMS探头5的探测端伸入混合器4出口端下游的汇流腔3内，另一端与CEMS控制器6连接。
如图1所示，本实施例以设置三个引流腔1和三个引流管2为例，在烟道截面上按照网格法(矩形截面)或等面积圆环法(圆形截面)布置由异径接头标准件制成的三个引流腔1，实现三个点的烟气收集；每个引流腔1中轴线顺烟气流向，引流腔1长直径侧截面作为迎风面，且引流腔1与引流管2一一对应连接。这样，烟道截面上三个点的烟气会流入对应位置引流腔1，然后由于引流腔1截面收缩而加速通过引流管2流入同一个汇流腔3；各点烟气流入汇流腔3后，流经汇流腔3中布置在其内下游的混合器4，多股烟气经过充分混合后，流经CEMS探头5布置位置，由CEMS控制器6控制CEMS探头5抽取混合烟气作为样气进行检测分析。
其中，引流管2走向与烟气流向竖直方向夹角为30°～45°。
其中，汇流腔3安装在烟道壁板上，其顶部和四周为封闭结构，顶部盖板带有坡度，与烟气流向夹角为30°～45°。
其中，汇流腔3和引流管2的接口布置在汇流腔3顶部盖板上。
Claims (8)
1.一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，包括设置在烟道内的取样系统，和与取样系统连接的烟气监测系统；
所述的取样系统包括若干个引流腔(1)和引流管(2)，汇流腔(3)以及混合器(4)；所述的若干个引流腔(1)采用网格法或等面积圆环法排布在烟道截面上，且若干个引流腔(1)通过与之一一对应连接的若干个引流管(2)与内部设置混合器(4)的汇流腔(3)连通；
所述的引流腔(1)为圆锥筒，中轴线与烟气流向一致，其长直径侧截面为迎风面，短直径侧连通引流管(2)；
所述的汇流腔(3)为顶部和四周均封闭的腔体，设置在烟道内壁板上，且与引流管(2)连通；
所述的烟气监测系统的探测端设置在引流腔(1)内，且位于混合器(4)出口端下游处。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的引流腔(1)采用异径接头标准件制成。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的每个引流管(2)的布置走向与烟气流向夹角不大于45°。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的汇流腔(3)的顶部盖板倾斜设置。
5.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述汇流腔(3)的顶部盖板与烟气流向夹角范围为30°～45°。
6.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的混合器(4)设置在汇流腔(3)内的顶部接口与烟气监测系统的探测端之间。
7.根据权利要求1所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的烟气监测系统采用CEMS系统，包括设置在烟道内的CEMS探头(5)和设置在烟道外的CEMS控制器(6)。
8.根据权利要求7所述的一种锅炉烟气多点引流混合检测装置，其特征在于，所述的CEMS探头(5)的探测端伸入混合器(4)出口端下游的汇流腔(3)内，另一端与CEMS控制器(6)连接。
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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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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210924 |
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