CN205808783U - 应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置，其特征是在同一根探杆的前端面上分布有2‑4根具有不同长度的采样枪，形成采样枪束，利用所述采样枪束同时采集获得同一测孔中不同深度位置的烟气气样，并共同导入探杆，贯穿测孔的探杆在尾部连接由激光发射器和光学接收器构成的信号处理器件，以所述信号处理器件中光学接收器的输出信号为探测信号。本实用新型在同一测孔中设置多个不同深度位置上的采样点，使采集的烟气更有代表性，更加接近NH3逃逸的实际浓度，从而保障机组设备的安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及应用在燃煤锅炉脱硝系统中的烟气采样装置，通过烟气采样更进一步测定氨逃逸浓度。
背景技术
氮氧化物是危害环境的重要烟气污染物之一，会造成酸雨、光化学烟雾，同时还会破坏臭氧层，影响人体健康等，大部分燃煤电厂是氮氧化物排放的重要来源。选择性催化还原技术SCR可以高效脱除氮氧化物，在实际应用中占到90％以上，但由于选择性催化还原常用还原剂为NH3，也会带来负面的影响。
SCR烟气脱硝的原理是：在催化剂作用下，向脱硝烟气进口处中喷入氨，将NOx催化还原成生成无毒无害的N2和H2O，由于喷入的氨气与烟气不可能做到均匀混合，在反应器的某些区域，氨气的含量会大于烟气中的NOx含量，这样就造成氨气相对过剩，从而形成氨逃逸。此外，由于在实际工程中，很难有设计出与大型火电机组完全相匹配的SCR反应器，且大型燃煤机组SCR反应器体积较大，出口烟道具有横截面积大，烟气温度高，烟气流场分布不均，烟尘浓度高和催化剂容易磨损等特点，以上因素均容易造成反应器出口的NH3浓度场分布不均。氨逃逸对机制安全稳定运行会产生影响，其主要原因是：烟气中的水蒸汽、S03和氨逃逸在一定条件下会生成硫酸氢铵，硫酸氢铵在液态下是一种很粘的腐蚀性物质，因而对脱硝反应器和下游设备造成堵塞和腐蚀。目前在我国大型燃煤发电机组多采用可再生容克式空气预热器来对锅炉难风进行加热。在空气预热器的中、低温端，烟气温度低于硫酸氢铵的初始生成温度，这样硫酸氢铵就会在空气预热器的中低温端的传热元件表面上生成，使空预器在换热金属元件上产生结垢、腐蚀，最终导致空气预热器出现压降上升、换热效率降低等现象，引起引风机运行电流上升，锅炉供风温度降低，降低机组的运行经济性，当空预器堵塞严重时，会导致引风机失速，甚至威胁机组的安全稳定运行。因此，准确监测SCR烟气脱硝系统的氨逃逸，为控制脱硝系统的氨逃逸提供依据，对机组的经济、安全运行至关重要。
目前，国内外针对监测SCR烟气脱硝系统的氨逃逸的方法大致有化学发光方法和激光测量方法，采用化学发光法测量NH3通常是将NH3先转化为NO，NO与O3混合时会生成激发态的NO2和O2，激发态的NO2在返回基态时发出红外光，这种发光的强度与NO的浓度成线性比例关系，光电倍增管将会检测这种发光，转而产生成比例的电信号此电信号将由微处理器处理生成NO浓度读数，再转换成NH3的测量值。由于需转化炉进行转换存在转换效率的问题，难以保证测量的准确性。激光测量法多采用TDLAS技术。TDLAS技术本质上是一种吸收光谱技术，通过分析激光被气体的选择性吸收来获得气体的浓度。它与传统红外光谱吸收技术的不同之处在于，半导体激光光谱宽度远小于气体吸收谱线的展宽。因此TDLAS技术是一种高分辨率的光谱吸收技术。为了便携和运输，激光测量方法中采样枪长度做在2m以内，但是脱硝系统出口烟道截面较大，一般大于5m×5m，显然2m的长度无法获得脱硝系统出口烟道在垂直深度上氨逃逸的浓度分布特征，导致测试结果缺乏代表性。虽然已有不同长度的延长杆，但需要更换使用，不能在同一时间内测量不同深度位置的氨逃逸浓度，导致的问题包括：一是测得的逃逸氨浓度数据缺乏代表性；二是采集过程中需要等待延长杆冷却后再进行更换，费时；三是脱硝出口温度很高，在狭小空间中换接不同长度的延长杆容易对现场测试人员造成烫伤；四是测试人员时需依次测量每个测点的NH3浓度，工作量大且随着时间的变化NH3的浓度是改变的，单纯的算数平均同样不能准确计算出脱硝装置出口的氨逃逸效率情况。
实用新型内容
本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置，在同一测孔中设置多个不同深度位置上的采样点，使采集的烟气更有代表性，更加接近NH3逃逸的实际浓度，从而保障机组设备的安全运行。
本实用新型为解决技术问题采用如下技术方案：
本实用新型应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置的结构特点是：在同一根探杆的前端面上分布有2-4根具有不同长度的采样枪，形成采样枪束，利用所述采样枪束同时采集获得同一测孔中不同深度位置的烟气气样，并共同导入探杆，贯穿测孔的探杆在尾部连接由激光发射器和光学接收器构成的信号处理器件，以所述信号处理器件中光学接收器的输出信号为探测信号。
本实用新型应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置的结构特点也在于：在所述探杆的前段设置过滤器，各采样枪的采集烟气共同经所述过滤器导入探杆。
本实用新型应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置的结构特点也在于：所述2-4根具有不同长度的采样枪在探杆的前端面上布置为一排，一排中各采样枪的长度逐个递减。
与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：
1、本实用新型在单孔烟道内的同时采样点多、分布更广，所采集的烟气更有代表性。
2、本实用新型使得同一时间不同位置各测点采集的烟气充分混合，这样测量的数据更接近实际排放的浓度。
3、本实用新型只需增加相应采样枪数量，可以有效地节约时间，比原来节约1/4时间，提高了工作的效率。
4、本实用新型的使用一次可以放入四个采样枪，不需要来回的拔取光学检测探杆，提高操作人员的工作安全性，避免烫伤。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图中标号：1采样枪，2过滤器，3探杆，4抽气口，5信号处理器件，6烟道。
具体实施方式
参见图1，本实施例中应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置的结构形式是：在同一根探杆3的前端面上分布有2-4根具有不同长度的采样枪1，形成采样枪束，利用采样枪束同时采集获得烟道6上同一测孔中不同深度位置的烟气气样，并共同导入探杆3，贯穿测孔的探杆3在尾部连接由激光发射器和光学接收器构成的信号处理器件5，以信号处理器件5中光学接收器的输出信号为探测信号。
由于脱硝出口的灰尘很大，过的的灰尘会影响光学反射端的光线回路，本实施例中，在探杆3的前段设置过滤器2，各采样枪1的采集烟气共同经过滤器2导入探杆3；将2-4根具有不同长度的采样枪1在探杆3的前端面上布置为一排，一排中各采样枪1的长度逐个递减。具体可以设置四杆采样枪，各采样枪的长度依次为2m、1.5m、1m和0.5m，这样可以使得采集烟气更具准确性，更加接近NH3的实际排放浓度。
具体实施中，探杆3为光学检测探杆，在探杆3的尾部侧壁上设置抽气口4，利用抽气泵从抽气口4将采样烟气抽吸到光学检测探杆3中，将信号处理器5中光学接收器的输出信号传送到烟气分析仪中即可得到分析结果，还可以在各采样枪1的采样通道上分别设置烟气流量计，用于获得各采样枪1的流量信号。
Claims (3)
1.一种应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置，其特征是：在同一根探杆(3)的前端面上分布有2-4根具有不同长度的采样枪(1)，形成采样枪束，利用所述采样枪束同时采集获得同一测孔中不同深度位置的烟气气样，并共同导入探杆(3)，贯穿测孔的探杆(3)在尾部连接由激光发射器和光学接收器构成的信号处理器件(5)，以所述信号处理器件(5)中光学接收器的输出信号为探测信号。
2.根据权利要求1所述的应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置，其特征是：在所述探杆(3)的前段设置过滤器(2)，各采样枪(1)的采集烟气共同经所述过滤器(2)导入探杆(3)。
3.根据权利要求1或2所述的应用在燃煤电厂氨逃逸系统中的采样装置，其特征是：所述2-4根具有不同长度的采样枪(1)在探杆(3)的前端面上布置为一排，一排中各采样枪(1)的长度逐个递减。
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