CN205209829U - 一种流量可控的烟气取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流量可控的烟气取样装置，包括烟气取样枪，烟气取样枪与烟气输入管道的输入端相连，烟气输入管道的输出端与混合器相连；烟气流量控制装置，包括设置于烟气输入管道上的电磁调节阀，电磁调节阀的输入端与烟气取样枪相连，输出端与混合器相连；与电磁调节阀输出端相连的压力测量装置，用于测量电磁调节阀输出端的烟气压力值并传送至控制器；控制器与电磁调节阀的控制端相连，并且根据接收到的烟气压力值来调节电磁调节阀的开度，进而控制进入烟气取样枪的烟气流量；抽气泵与混合器相连，用于抽取混合器内的烟气，并传送至烟气分析仪；烟气分析仪与抽气泵相连，用于分析烟气成分含量。

Description

一种流量可控的烟气取样装置

技术领域

本实用新型涉及一种烟气取样装置，尤其涉及一种流量可控的烟气取样装置。

背景技术

近几年，随着国家节能减排工作的深入开展，燃煤电厂不断加大对经济指标和环保指标的重视程度，在现有条件下，有些指标可以通过现场DCS进行采集，但有些指标(比如锅炉热效率、SCR脱硝效率等)必须通过锅炉热力试验和SCR烟气脱硝系统试验才可获得。

在锅炉热力试验和SCR烟气脱硝系统试验中，排烟取样的代表性是制约试验准确性的主要问题。目前，为了提高烟气取样的代表性，国际和国内标准中均推荐采用全截面网格法，即把烟道的横截面分成许多相等的单元面积，并从这些单元面积的中心取烟气样品。

在将烟气取出时，通常采用多管组合型烟气取样枪、笛形管型烟气取样枪和单根不锈钢管取样枪，其中多管组合型烟气取样枪和笛形管型烟气取样枪由于取样位置不同导致沿程阻力存在差异，致使取样代表性欠佳；而单根不锈钢管取样枪虽可保证取样的代表性，但在测试过程中不断连续插拔取样枪会耗费大量的时间和人力，尤其在进行SCR装置喷氨优化试验时，试验人员需分别对每块催化剂出口的NH₃和NOx含量进行测量，并根据测量值对喷氨调节阀进行调整，然后再次测量，直到其满足要求为止，此时若采用常规的单管逐点插拔的方法不仅费时费力，而且对机组的稳定运行也提出了更高的时间要求。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种流量可控的烟气取样装置，其不仅可以实现烟道截面各取样点的烟气流量相等，而且可以实现自动连续采样，保证了锅炉热力试验和SCR烟气脱硝系统试验中烟气取样的准确性和及时性，操作简单、省时省力。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种流量可控的烟气取样装置，包括：

烟气取样枪，其与烟气输入管道的输入端相连，所述烟气输入管道的输出端与混合器相连；

烟气流量控制装置，包括设置于烟气输入管道上的电磁调节阀，电磁调节阀的输入端与烟气取样枪相连，输出端与混合器相连；

与电磁调节阀输出端相连的压力测量装置，用于测量电磁调节阀输出端的烟气压力值并传送至控制器；

控制器，其与电磁调节阀的控制端相连，并且根据接收到的烟气压力值来调节电磁调节阀的开度，进而控制进入烟气取样枪的烟气流量；

抽气泵，其与混合器相连，用于抽取混合器内的烟气，并传送至烟气分析仪；

烟气分析仪，其与抽气泵相连，用于分析烟气成分含量。

所述烟气取样枪，包括若干个取样管，每个所述取样管均贯穿密封法兰，每个所述取样管均与对应的烟气输入管道相连。

密封法兰的中心位置还贯穿有支撑管，取样管均布于支撑管四周。

不同取样管伸入烟道内的长度不同，每个取样管均位于烟道等截面网格的中心位置。

所述烟气取样枪与电磁调节阀之间设有过滤器。

所述抽气泵与混合器之间设有烟气输出管道。

所述压力测量装置为压力变送器。

本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型通过压力测量装置检测烟气压力值，控制器依据烟气压力值进行调节电磁调节阀的开度，以控制进入烟气取样枪的烟气流量，从而实现各取样点所取烟气量相等，保证了烟道截面取样的准确性；

(2)本实用新型通过控制器自动调节电磁调节阀的开关，实现了烟气的自动连续采集，既节省了取样时间，又减小了劳动强度。

附图说明

图1是烟气成分测量系统示意图。

图2是烟气流量控制装置示意图。

图3是烟气取样枪示意图。

其中，1、控制器；2、压力变送器；3、电磁调节阀；4、烟气输入管道；5、过滤器；6、混合器；7、烟气输出管道；8、烟气取样枪；9、烟气流量控制装置；10、抽气泵；11、烟气分析仪；12、密封法兰；13、取样管；14、支撑管；15、支撑块。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：

如图1所示，本实用新型的流量可控的烟气取样装置，包括：烟气取样枪8、烟气流量控制装置9、抽气泵10和烟气分析仪11。

烟气取样枪8，其与烟气输入管道4的输入端相连，所述烟气输入管道4的输出端与混合器6相连；抽气泵10，其与混合器6相连，用于抽取混合器6内的烟气，并传送至烟气分析仪11；

烟气分析仪11，其与抽气泵10相连，用于分析烟气成分含量。

如图2所示，烟气流量控制装置9，包括设置于烟气输入管道4上的电磁调节阀3，电磁调节阀3的输入端与烟气取样枪8相连，输出端与混合器6相连；

与电磁调节阀3输出端相连的压力测量装置，用于检测电磁调节阀3输出端的烟气压力值并传送至控制器1；

控制器1，其与电磁调节阀3的控制端相连，并且根据接收到的烟气压力值来调节电磁调节阀3的开度，进而控制进入烟气取样枪8的烟气流量。

其中，压力测量装置为压力变送器2，也可选择压力传感器器件。

如图3所示，烟气取样枪8由密封法兰12、若干个取样管13、支撑管14和支撑块15组成，取样管13为φ12mm的不锈钢管，贯穿密封法兰12，同时，为了便于区分取样管13，其伸出烟道外的长度各不相同；取样管13通过支撑块15与支撑管14进行连接，防止取样管13由于自重产生变形；支撑管14为φ14mm的不锈钢管，贯穿密封法兰12的中心位置；取样管13和支撑管14贯穿密封法兰12处均进行焊接处理，避免出现漏风问题。抽气泵10与混合器6之间还设有烟气输出管道7。

不同取样管13伸入烟道内的长度不同，每个取样管13均位于烟道等截面网格的中心位置。

如图2所示，本实用新型的流量可控的烟气取样装置的工作原理为：

控制器1为计算控制单元，有两种工作模式可供选择：工作模式I用于采集多点混合烟气样，工作模式II用于采集单点烟气样。其中，该流量可控的烟气取样装置包括#1～#6取样管。

一、流量可控的烟气取样装置处于工作模式I时的具体工作过程如下：

(1)确定以下数据信息，并将其输入至控制器中；

烟气取样管的长度l；

烟气取样管的内径r；

烟气取样处的压力p和温度t；

烟气取样管的流量Q；

过滤器的压损Δp₁；

(2)根据下述公式，在控制器1中计算取样管出口的压力p₁；

首先，计算烟气运动粘性系数γ：

γ＝0.1222359×10^-4+0.74345639×10^-7×t+0.11242939×10^-9×t^-2-0.40384652×10^-13×t³+0.82038929×10^-17×t⁴

然后，计算烟气密度ρ：

$\mathrm{\ρ}=0.003616\×\frac{101300+p}{273+t}$

再计算取样管的压差Δp：

$\mathrm{\Δ}p=\frac{8Ql\mathrm{\γ}\mathrm{\ρ}}{{\mathrm{\Πr}}^4}$

最后，计算取样管出口的压力p₁：

p₁＝p+Δp+Δp₁

(3)调取控制器1中取样管出口的压力实测值p₂；

(4)当p₁＞p₂时，电磁调节阀自动开大；当p₁＜p₂时，电磁调节阀自动关小；当p₁＝p₂时，停止调节电磁调节阀，如此依次完成各取样管电磁调节阀的调整；

(5)待调整完毕后，控制器发出提示指令，烟气取样正式开始。

二、流量可控的烟气取样装置处于工作模式II时的具体工作过程如下：

(1)输入采样时间间隔；

(2)控制器控制各取样管的采集口对应的电磁调节阀的开关，当#1取样管进行采样时，其对应的电磁调节阀打开，而其余取样管对应的电磁调节阀关闭；

(3)当#1取样管采样时间达到设定值后，其电磁调节阀关闭，然后#2取样管对应的电磁调节阀打开进行采样，同时，其余取样管对应的电磁调节阀处于关闭状态；如此循环，自动完成烟道中每个取样点的烟气采样。

其中，本实施例中的控制器采用PLC控制器。本实用新型中的控制器还可以采用其他类型或型号的控制器来实现。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，包括：

烟气取样枪，其与烟气输入管道的输入端相连，所述烟气输入管道的输出端与混合器相连；

烟气流量控制装置，包括设置于烟气输入管道上的电磁调节阀，电磁调节阀的输入端与烟气取样枪相连，输出端与混合器相连；

与电磁调节阀输出端相连的压力测量装置，用于测量电磁调节阀输出端的烟气压力值并传送至控制器；

控制器，其与电磁调节阀的控制端相连，并且根据接收到的烟气压力值来调节电磁调节阀的开度，进而控制进入烟气取样枪的烟气流量；

抽气泵，其与混合器相连，用于抽取混合器内的烟气，并传送至烟气分析仪；

烟气分析仪，其与抽气泵相连，用于分析烟气成分含量。

2.如权利要求1所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，所述烟气取样枪，包括若干个取样管，每个所述取样管均贯穿密封法兰，每个所述取样管均与对应的烟气输入管道相连。

3.如权利要求2所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，密封法兰的中心位置还贯穿有支撑管，取样管均布于支撑管四周。

4.如权利要求2所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，不同取样管伸入烟道内的长度不同，每个取样管均位于烟道等截面网格的中心位置。

5.如权利要求1所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，所述烟气取样枪与电磁调节阀之间设有过滤器。

6.如权利要求1所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，所述抽气泵与混合器之间设有烟气输出管道。

7.如权利要求1所述的一种流量可控的烟气取样装置，其特征在于，所述压力测量装置为压力变送器。