CN211927423U - 一种用于scr脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，包括采样支管组、烟气母管、支管吹扫空气炮和母管吹扫空气炮；采样支管组包括多根采样支管，采样支管分别通过一短连接管与烟气母管连接，采样支管上还连接有一支管吹扫喷管和一短连接管吹扫喷管，采样支管、短连接管以及烟气母管三者的轴线相互垂直，支管吹扫喷管的喷气口的轴线与采样支管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管的喷气口的轴线与短连接管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管和支管吹扫喷管均与支管吹扫空气炮连接；烟气母管的头端通过一母管吹扫喷管与母管吹扫空气炮连接；采样支管伸入脱硝烟道中。该烟气取样装置的抗积灰堵塞性能好，可以确保现场使用过程中的长期可靠性。

Description

一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置

技术领域

本实用新型涉及烟气处理技术领域，特别涉及一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置。

背景技术

燃煤电厂为了将NOx排放浓度降低到50mg/m³以下，普遍安装了SCR脱硝装置。为了节约投资和运行成本，几乎所有燃煤电厂均采用高温高尘型SCR脱硝工艺。SCR脱硝装置进出口烟道均安装烟气排放连续监测系统，为自动控制系统调节还原剂喷射量，控制出口NOx浓度提供依据。CEMS系统的测点代表性和滞后时间对SCR脱硝系统的控制品质影响很大。因此，为了提高测点代表性，缩短测量滞后时间，自引射式多点烟气采样系统正逐步替代原来的泵抽取式单点烟气采样系统。

名词解释：

SCR：Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法，简称SCR。SCR脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如液氨、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的NOx反应，生成无污染的N₂和H₂O的NOx减排技术。

CEMS：Continuous Emission Monitoring System，烟气排放连续监测系统，简称CEMS，通常由烟气采样系统、预处理系统、分析仪表、系统控制与数据采集系统组成。

高温高尘型SCR脱硝装置布置在锅炉省煤器出口和空气预热器之间，烟气中含有大量飞灰。SCR脱硝装置运行过程中，自引射式多点烟气采样系统会出现烟气取样装置堵塞的问题，导致测量滞后或失真。

中国专利文献CN208579964U公开了一种SCR-CEMS烟气多点等量混合二级引射快速采样装置。烟气采样支管的直径自母管远端到近端逐渐减小，确保各采样代表点的烟气采样等量混合，提高了烟气采样代表性。但该专利文献公开的引射快速采样装置主要通过CFD优化设计烟气采样支管的直径，确保各采样代表点的烟气采样等量混合，并未考虑采样系统的防堵问题。因此，在现场使用过程中存在飞灰沉积堵塞管路的风险，特别是在入炉煤含灰量高的锅炉上使用可靠性有待提升。

中国专利文献CN206325405U公开了一种SCR脱硝装置出口多点烟气采样自动控制系统。在采样总管上安装了烟气流量计，并接入了压缩空气。当烟气量低于设定值后，开启压缩空气对管路进行吹扫。该专利是在采样总管上接入了吹扫压缩空气。但由于压缩空气的流量相对于整个管路系统的容积而言很小，吹扫效果欠佳。现场应用表明，发现管道堵塞后打开压缩空气吹扫时，很难奏效。参考喷氨格栅管路堵塞的处理经验，需要边敲击管路边吹扫才能奏效。

中国专利文献CN207051053U公开了一种传统CEMS采样探头空气炮吹扫装置。利用空气炮代替压缩空气对采样探头和滤芯进行吹扫。该专利文献公开的传统CEMS采样探头空气炮吹扫装置，为自引射多点采样系统的烟气取样装置的设计提供了有益参考。但自引射多点采样系统和传统的泵抽取式CEMS采样探头结构却完全不同。

综上所述，目前已公开的SCR脱硝自引射式多点烟气采样系统存在较大的积灰堵塞风险，需进一步改进。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，该烟气取样装置的抗积灰堵塞性能好，可以确保现场使用过程中的长期可靠性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，包括采样支管组、烟气母管、支管吹扫空气炮和母管吹扫空气炮；所述采样支管组包括多根按照采样点均匀布置的采样支管，每根采样支管的尾部分别通过一短连接管与所述烟气母管连接，每根采样支管的尾部上还连接有一支管吹扫喷管和一短连接管吹扫喷管，采样支管的轴线、短连接管的轴线以及烟气母管的轴线相互垂直，支管吹扫喷管的喷气口的轴线与所述采样支管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管的喷气口的轴线与所述短连接管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管和支管吹扫喷管均与所述支管吹扫空气炮连接；所述烟气母管的头端通过一母管吹扫喷管与所述母管吹扫空气炮连接；每根采样支管伸入脱硝烟道中，以进行烟气采样，采样支管中的烟气经由短连接管进入烟气母管进行汇集。

进一步的，所述采样支管组包含三种长度规格的采样支管。

进一步的，相邻采样支管之间的间距为1.5～2.0m。

进一步的，所述短连接管吹扫喷管、支管吹扫喷管和母管吹扫喷管均为弯管结构。

进一步的，所述短连接管吹扫喷管和短连接管均垂直连接在采样支管的管壁上，支管吹扫喷管的头部伸入采样支管中，且支管吹扫喷管的喷气口的端面与短连接管的最靠近支管吹扫喷管的外壁面位于同一平面。

进一步的，所述烟气母管沿烟气流向倾斜5～10°。

进一步的，所述支管吹扫喷管、短连接管吹扫喷管和母管吹扫喷管上均设置有常闭电磁阀。

进一步的，所述支管吹扫空气炮与所述母管吹扫空气炮均与压缩空气管线连接。

进一步的，所述烟气母管的末端插入电除尘入口烟道中，且烟气母管还与SCR-CEMS仪器间连接。

进一步的，支管吹扫空气炮的容积为10L，其额定工作压力为0.8Mpa；母管吹扫空气炮的容积为20L，其额定工作压力为0.8MPa。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中的采样支管插入脱硝烟道中，烟气母管的末端伸入电除尘入口烟道中，利用脱硝烟道和电除尘入口烟道之间的差压，烟气会依次经过各采样支管和短连接管汇集到烟气母管中，并在烟气母管中进行混合，实现自引射多点取样，提高测点取样代表性，缩短测量滞后时间。

本实用新型中的支管吹扫空气炮可以喷出空气，喷出的空气经过支管吹扫喷管对采样支管进行定期吹扫；支管吹扫空气炮喷出的空气还可以经过短连接管吹扫喷管对短连接管进行定期吹扫；母管吹扫空气炮喷出的空气则通过母管吹扫喷管对烟气母管进行吹扫；如此，通过对采样支管、短连接管和烟气母管的定期全面吹扫，吹扫效果好，可以非常有效的防止积灰堵塞烟气取样管路，从而保证烟气取样装置在使用过程中的长期可靠性。

附图说明

图1为本实用新型用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置的结构示意图。

图2为本实用新型用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1和图2所示的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置的较佳实施例；该烟气取样装置包括采样支管组、烟气母管1、支管吹扫空气炮3和母管吹扫空气炮4；所述采样支管组包括多根按照采样点均匀布置的采样支管2，每根采样支管2的尾部分别通过一短连接管5与所述烟气母管1连接，每根采样支管2的尾部上还连接有一支管吹扫喷管6和一短连接管吹扫喷管7，采样支管2的轴线、短连接管5的轴线以及烟气母管1的轴线相互垂直，支管吹扫喷管6的喷气口的轴线与所述采样支管2的轴线同轴，短连接管吹扫喷管7的喷气口的轴线与所述短连接管5的轴线同轴，短连接管吹扫喷管7和支管吹扫喷管6均与所述支管吹扫空气炮3连接；所述烟气母管1的头端通过一母管吹扫喷管8与所述母管吹扫空气炮4连接；每根采样支管2穿过脱硝烟道壁伸入脱硝烟道中，以进行烟气采样，采样支管2中的烟气经由短连接管5进入烟气母管1进行汇集；烟气母管1的末端插入电除尘入口烟道中，且烟气母管1还与SCR-CEMS仪器间连接。

该烟气取样装置中的采样支管组包含长中短三种长度规格的采样支管2；该三种长度规格的采样支管2分别进行烟道前后墙方向不同位置的烟气取样。按照采样点，采样支管2依次按长、中、短三种规格顺序布置，相邻采样支管2之间的间距为1.5～2.0m。

其中的短连接管吹扫喷管7、支管吹扫喷管6和母管吹扫喷管8均为弯管结构；更具体的，对于采样支管2、短连接管5、短连接管吹扫喷管7和支管吹扫喷管6之间的连接结构而言，短连接管吹扫喷管7和短连接管5均垂直连接在采样支管2的管壁上；支管吹扫喷管6的头部伸入采样支管2中，且其头部收缩，直径变小；同时，支管吹扫喷管6的喷气口的端面与短连接管5的最靠近支管吹扫喷管的外壁面位于同一平面；如此，采样支管2、短连接管5、短连接管吹扫喷管7和支管吹扫喷管6之间形成一种四通结构。此外，采样支管2的内径设计为35～50mm，确保各采样支管间的烟气采样流量偏差在10％以内。短连接管5的内径略大于采样支管2的内径，优选50～60mm。

烟气母管1的内径可设计为100～150mm，其沿烟气走向下倾5～10°布置；母管吹扫喷管8伸入烟气母管1中。

此外，支管吹扫空气炮3与母管吹扫空气炮4均与压缩空气管线连接；而且，支管吹扫空气炮3的进气口和母管吹扫空气炮4的进气口处均设有单向截止阀；单向截止阀打开，压缩空气管线可以向支管吹扫空气炮3和母管吹扫空气炮4自动补充进气。支管吹扫喷管6、短连接管吹扫喷管7和母管吹扫喷管8上均设置有常闭电磁阀(图中未示出)。常闭电磁阀与PLC控制器连接，PLC控制器控制常闭电磁阀的开启和关闭，以实现对烟气母管的定期吹扫。

支管吹扫空气炮3的容积为10L，其额定工作压力为0.8Mpa；母管吹扫空气炮4的容积为20L，其额定工作压力为0.8MPa。

工作时，利用脱硝烟道和电除尘入口烟道之间的差压，烟气会依次经过各采样支管2和短连接管5汇集到烟气母管1中，并在烟气母管1中进行混合，实现自引射多点取样。SCR-CEMS仪器间对采集的烟气进行测量和分析。在CEMS仪表反吹时段，PLC控制器控制支管吹扫喷管6、短连接管吹扫喷管7和母管吹扫喷管8上设置的常闭电磁阀打开，支管吹扫空气炮3喷出空气；与支管吹扫空气炮3连接的支管吹扫喷管6利用喷出的空气对采样支管2进行吹扫；短连接管吹扫喷管7利用喷出的空气对短连接管5进行吹扫；母管吹扫空气炮4喷出的空气经由母管吹扫喷管8对烟气母管1进行吹扫；如此，该取样装置的各个取样管路均得到吹扫，可以有效避免管路积灰堵塞。吹扫完成后，支管吹扫空气炮3和母管吹扫空气炮4内的气体压力下降，压缩空气管线可以通过单向截止阀为支管吹扫空气炮和母管吹扫空气炮补充压缩空气。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：包括采样支管组、烟气母管、支管吹扫空气炮和母管吹扫空气炮；所述采样支管组包括多根按照采样点均匀布置的采样支管，每根采样支管的尾部分别通过一短连接管与所述烟气母管连接，每根采样支管的尾部上还连接有一支管吹扫喷管和一短连接管吹扫喷管，采样支管的轴线、短连接管的轴线以及烟气母管的轴线相互垂直，支管吹扫喷管的喷气口的轴线与所述采样支管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管的喷气口的轴线与所述短连接管的轴线同轴，短连接管吹扫喷管和支管吹扫喷管均与所述支管吹扫空气炮连接；所述烟气母管的头端通过一母管吹扫喷管与所述母管吹扫空气炮连接；每根采样支管伸入脱硝烟道中，以进行烟气采样，采样支管中的烟气经由短连接管进入烟气母管进行汇集。

2.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述采样支管组包含三种长度规格的采样支管。

3.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：相邻采样支管之间的间距为1.5～2.0m。

4.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述短连接管吹扫喷管、支管吹扫喷管和母管吹扫喷管均为弯管结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述短连接管吹扫喷管和短连接管均垂直连接在采样支管的管壁上，支管吹扫喷管的头部伸入采样支管中，且支管吹扫喷管的喷气口的端面与短连接管的最靠近支管吹扫喷管的外壁面位于同一平面。

6.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述烟气母管沿烟气流向倾斜5～10°。

7.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述支管吹扫喷管、短连接管吹扫喷管和母管吹扫喷管上均设置有常闭电磁阀。

8.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述支管吹扫空气炮与所述母管吹扫空气炮均与压缩空气管线连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：所述烟气母管的末端插入电除尘入口烟道中，且烟气母管还与SCR-CEMS仪器间连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于SCR脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，其特征在于：支管吹扫空气炮的容积为10L，其额定工作压力为0.8Mpa；母管吹扫空气炮的容积为20L，其额定工作压力为0.8MPa。

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