CN212855297U - 一种烟气均匀取样装置与scr脱硝精准喷氨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种烟气均匀取样装置与SCR脱硝精准喷氨系统。装置包括电动伸缩机构和耙式多孔烟气抽取管；电动伸缩机构由电动机和伸缩杆构成，电动机连接伸缩杆的一端；耙式多孔烟气抽取管由主管及与主管的一端相连通的至少两根支管组成，主管的另一端连接伸缩杆的另一端；各支管末端开口。系统包括喷氨总管，喷氨总管调节阀门，与喷氨总管相连通的若干喷氨支管，在每一喷氨支管上设有喷氨支管调节阀门，还包括若干烟气均匀取样装置和电磁阀，分区烟气氮氧化物浓度检测器，控制模块，烟气混合管和混合氮氧化物浓度检测器。各分区烟气取样均匀，能够真实反映各分区烟气NOx含量，准确调节喷氨总管阀门和各喷氨支管阀门开度，喷氨适量均匀。

Description

一种烟气均匀取样装置与SCR脱硝精准喷氨系统

技术领域

本实用新型涉及SCR脱硝氮氧化物取样测量领域，尤其涉及一种烟气均匀取样装置与SCR脱硝精准喷氨系统。

背景技术

目前，SCR脱硝是烟气脱硝的主要形式，由于喷氨不均在脱硝烟道取样横截面的不同点NOx测量存在明显的不同，为准确反映SCR出口烟气的NOx平均浓度，准确计算总喷氨量，以使脱硝出口烟气NOx含量满足环保排放要求，分区测量精准喷氨系统渐渐得到推广。控制系统依据混合烟气NOx 浓度对喷氨总量进行控制，同时依据分区烟气NOx浓度与混合烟气NOx浓度的偏差情况，调整喷氨支管阀门开度，进而实现各分区NOx浓度均匀性的调平。而目前，针对分区烟气NOx浓度，现有烟气取样装置仍旧存在取样不均的问题，当取样位置因烟气分布不均，存在紊流现象时，所取样气不能具有代表性，不能真实反映NOx浓度，从而各喷氨支管阀门开度调节不准确，喷氨不均的问题仍旧存在。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种烟气均匀取样装置及SCR脱硝精准喷氨系统，旨在解决分区烟气取样不均，各喷氨支管阀门开度调节不准确引起喷氨不均的问题。

本实用新型第一方面提供一种烟气均匀取样装置，包括：电动伸缩机构和耙式多孔烟气抽取管；所述电动伸缩机构由电动机和伸缩杆构成，电动机连接伸缩杆的一端；所述耙式多孔烟气抽取管由主管及与主管的一端相连通的至少两根支管组成，主管的另一端连接伸缩杆的另一端。

可选地，如上所述的烟气均匀取样装置，所述各支管末端封闭，在各支管上分散设置多个取样孔。

可选地，如上所述的烟气均匀取样装置，所述多个取样孔之间形成等距均匀分布。

本申请第二方面提供一种SCR脱硝精准喷氨系统，包括喷氨总管，喷氨总管调节阀门，若干喷氨支管，其特征在于，在每一喷氨支管上设有喷氨支管调节阀门，该系统还包括若干烟气均匀取样装置，若干电磁阀，分区烟气氮氧化物浓度检测器，控制模块，烟气混合管和混合氮氧化物浓度检测器；所述若干烟气均匀取样装置一一设置于SCR反应器出口不同分区内；所述烟气均匀取样装置的主管的另一端端口通过软管与烟气混合管相连通；所述烟气均匀取样装置并联连接分区烟气氮氧化物浓度检测器，在每一烟气均匀取样装置与分区烟气氮氧化物浓度检测器之间设有所述电磁阀，各电磁阀的控制端均与分区烟气氮氧化物浓度检测器的输出端连接；所述分区烟气氮氧化物浓度检测器的输出端与所述控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端与喷氨支管调节阀门的控制端相连接；烟气混合管还同时与混合氮氧化物浓度检测器和下游负压烟道相连通；混合烟气氮氧化物浓度检测器的输出端与DCS控制系统的输入端相连接，DCS控制系统的输出端与喷氨总管调节阀门的控制端相连接。

可选地，如上所述的SCR脱硝精准喷氨系统，所述SCR反应器出口分区根据SCR反应器入口横截面上喷氨支管的喷氨区域进行对应划分，二者一一对应，宽度相同。

可选地，如上所述的SCR脱硝精准喷氨系统，所述分区烟气氮氧化物浓度检测器和混合氮氧化物浓度检测器均为CEMS。

可选地，如上所述的SCR脱硝精准喷氨系统，所述控制模块在现场控制系统中形成。

可选地，如上所述的SCR脱硝精准喷氨系统，所述控制模块为PLC。

有益效果：本实用新型的烟气均匀取样装置，可针对取样区域进行全面而均匀的取样，取样后的混合烟气能够真实而准确地反映取样区域的烟气NOx平均浓度。本实用新型的SCR脱硝精准喷氨系统,结构简单、造价低、可精准检查出口各个分区的NOx值从而保证入口精准喷氨：1.采用本实用新型提供的烟气均匀取样装置：一方面准确反映SCR出口各分区烟气的NOx 平均浓度，从而可准确计算各喷氨支管的喷氨量，可准确调节各喷氨支管阀门开度，保证了喷氨的对应性和均匀性，使脱硝运行更加稳定，还原剂用量更加经济，大大减小氨逃逸，保证达标排放。另一方面对烟气均匀取样装置取样的烟气进行二次混合，可准确反映SCR出口总体烟气的NOx平均浓度，从而准确计算总喷氨量，进而可准确调节喷氨总管阀门，保证不会出现过喷现象，使脱硝还原剂喷射更加经济合理。2.分区烟气氮氧化物浓度检测器和混合氮氧化物浓度检测器相互独立，与分区烟气氮氧化物浓度检测器连接的控制模块及与混合氮氧化物浓度检测器连接的DCS控制系统也分别独立，也就是说总喷氨量的控制与喷氨支管的喷氨量的控制是相互独立的，互不影响，可实现喷氨总管阀门和各喷氨支管阀门开度的各自精确控制。

附图说明

图1为本实用新型烟气均匀取样装置的结构示意图；

图2为本实用新型耙式多孔烟气抽取管的结构示意图；

图3为本实用新型SCR脱硝精准喷氨系统结构示意图；

附图标记说明：

A-烟气均匀取样装置；1-电动伸缩机构；2-耙式多孔烟气抽取管；3-电动机；4-伸缩杆；5-主管；6-支管；7-取样孔；8-支管6的末端；9-喷氨总管；10-喷氨总管调节阀门；11-SCR反应器入口横截面；12-喷氨支管；13-喷氨支管阀门；14-电磁阀；15-分区烟气氮氧化物浓度检测器；16-烟气混合管；17-混合氮氧化物浓度检测器；18-SCR反应器出口；19-软管；20-负压烟道。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

SCR脱硝过程一般采用SCR出口烟气NOx浓度的单点测量值作为控制目标，对喷氨总量进行调整以达到烟气NOx排放浓度达标的目的。然而由于脱硝装置出口面积较大，单点抽取不能完全代表整个出口平面的NOx均值，使得控制系统对总喷氨量的计算不准确，另外，即使总喷氨量得到准确控制，而喷氨支管喷氨量分配不均，不能根据各喷氨支管的控制区域来分别调节各支管喷氨量，就会引起喷氨不均。为解决上述问题，分区测量精准喷氨系统渐渐得到推广。而目前，针对分区烟气NOx浓度，现有烟气取样装置仍旧存在取样不均的问题，当取样位置因烟气分布不均，存在紊流现象时，所取样气不能具有代表性，不能真实反映NOx浓度，从而各喷氨支管阀门开度调节不准确，喷氨不均的问题仍旧存在。

基于此，本申请希望提供一种能够解决上述技术问题的方案，其详细内容将在后续实施例中得以阐述。

本实用新型第一方面提供一种烟气均匀取样装置A，如图1所示，该装置A包括电动伸缩机构1和耙式多孔烟气抽取管2。电动伸缩机构1由电动机3、伸缩部件例如伸缩杆4构成，电动机3连接伸缩杆4的一端。耙式多孔烟气抽取管2由主管5及由主管5的一端向不同方向延伸形成的至少两根支管6组成，主管5的另一端连接伸缩杆4的另一端。耙式多孔烟气抽取管2上各支管6与主管5连通，例如支管6与主管5通过焊接连通，形状上像是一个耙子，支管6与主管5等管件采用至少耐温400℃的材料。图 1示出的是支管6与主管5相垂直的一种实施方式，但是本申请并不限定支管6与主管5之间的相互位置关系，二者相互垂直或者相互形成其他角度均在本申请的保护范围内。支管6的数量可根据取样区域的大小进行增减。一种实施方式是各支管6末端8开口，使用时，通过支管6末端8的开口抽取烟气。为了抽取到更加均匀的烟气，进一步优选的实施方式是将各支管6的末端8封闭，在各支管6上设置多个分散取样孔7，如图2所示，取样孔7的数量应多于支管6末端开口的数量，以增加取样点数量，孔径大小为2～40mm。使用时，通过分散的取样孔7抽取烟气。为了提高烟气抽取的均匀性，进一步优选地，多个分散取样孔7设置成等距均匀分布。使用本实用新型的烟气均匀取样装置时，首先通过耙式多孔烟气抽取管2的支管6实现当前取样位置的多点烟气抽取，启动电源后，电动机3可带动伸缩杆4进行伸缩移动，通过伸缩杆4的伸缩带动耙式多孔烟气抽取管2前后移动，使得耙式多孔烟气抽取管2可停留在取样区域的前、后任何位置，对取样区域进行全扫，实现取样区域的足够多点取样，各支管6抽取的烟气进入主管5，并在主管5内进行一次混合，从而很好地实现烟气的均匀取样。对于取样区域的前、后位置，本领域的技术人员基于本领域知识是可以理解的，例如锅炉侧可为取样区域后向位置，也可为取样区域前向位置。

传统的SCR脱销喷氨系统中，在SCR反应器入口侧设置喷氨总管9，在喷氨总管9上设置喷氨总管调节阀门10，在SCR反应器入口横截面11上均匀分散排布与喷氨总管9相连通的若干喷氨支管12，而在喷氨支管12上并不设置调节阀门。精准喷氨系统提出在每一喷氨支管12上设置喷氨支管调节阀门13，依据分区烟气NOx浓度与混合烟气NOx浓度的偏差情况，调整喷氨支管阀门13开度。从而，喷氨总管调节阀门10和各喷氨支管阀门13 开度调节的准确性，依赖烟气NOx浓度与混合烟气NOx浓度的真实性。鉴于此，本实用新型第二方面提供一种SCR脱硝精准喷氨系统，如图3所示，该系统还包括若干上述烟气均匀取样装置A，若干电磁阀14，分区烟气氮氧化物浓度检测器15，烟气混合管16和混合氮氧化物浓度检测器17。其中，混合烟气氮氧化物浓度检测器17的输出端与DCS控制系统的输入端相连接，DCS控制系统的输出端与喷氨总管调节阀门10的控制端相连接。电磁阀14的数量与烟气均匀取样装置A的数量相等。若干上述烟气采样装置 A一一设置于SCR反应器出口18不同分区位置上，用于对SCR反应器出口不同分区的烟气进行逐一采样。各烟气均匀取样装置A中主管5的另一端端口均通过软管19与烟气混合管16相连通，使用时，各烟气均匀取样装置A采样的烟气均进入烟气混合管16中进行混合。本实施方式中，分区烟气氮氧化物浓度检测器15和混合氮氧化物浓度检测器17均为CEMS。分区烟气氮氧化物浓度检测器15通过若干烟气管道和设置在各烟气管道上的电磁阀14分别连接各分区的烟气均匀取样装置A的主管5或者与主管5相连接的软管19，即各分区的烟气均匀取样装置A的主管5或者与主管5相连接的软管19通过烟气管道并联分区烟气氮氧化物浓度检测器15，在并联的烟气管道上逐一设有电磁阀14，各电磁阀14的控制端均与分区烟气氮氧化物浓度检测器15的输出端连接。通过控制与待取样分区中烟气均匀取样装置A连接的电磁阀14的开关，抽取待取样分区的烟气，实现SCR反应器出口18待取样分区的烟气NOx浓度在线测量，进而实现循环抽取各个分区的烟气进行烟气NOx浓度在线测量，再根据取样分区的烟气NOx浓度值，通过控制模块或者人工方式对SCR反应器入口11对应分区的喷氨支管调节阀门13开度进行控制，实现各喷氨支管12喷氨量的分别调节，保证喷氨对应性且提高喷氨均匀性。控制模块在现场控制系统中形成或者为PLC、DCS 控制系统或者其他可实现相同控制功能的其他任何控制器，分区烟气氮氧化物浓度检测器15的输出端与控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端与喷氨支管调节阀门13的控制端相连接，图3中示出的是以PLC为实施例的控制模块，PLC的6个输出端通过信号线一一连接6个SCR反应器入口分区的喷氨支管调节阀门13的控制端，PLC的1个输出端控制一个SCR反应器入口分区的喷氨支管调节阀门，如图3所示，PLC的1个输出端同时控制组成1个SCR反应器入口分区的3个喷氨支管调节阀门13的控制端。本实施方式中可根据行程速度通过PLC控制电动伸缩机构1在每个出口分区的行走时间及停留时间。烟气混合管16还同时连通混合氮氧化物浓度检测器17和下游负压烟道20。烟气混合管16与下游负压烟道20的连接用于保证取样区域的烟气可以依靠烟道负压的作用而能够自动抽取出来，保证烟气通过压差抽取，不需要额外抽取设备。各烟气采样装置A获取的分区采样烟气在烟气混合管16中进行再次混合得到混合烟气，进一步提高SCR反应器出口18烟气的均匀性，混合氮氧化物浓度检测器17对混合烟气的NOx 浓度进行在线测量。现有混合氮氧化物浓度检测器17与DCS控制系统的输入端相连接，DCS控制系统的输出端与喷氨总管调节阀门10的控制端相连接，使用时，混合氮氧化物浓度检测器17将其测得的混合烟气NOx浓度值，其可以代表出口整个平面NOx的均值，传送给DCS控制系统，由DCS控制系统控制喷氨总管调节阀门10的阀门开度，从而实现喷氨总量的精准调节，保证总管喷氨量。

SCR反应器出口18的分区根据SCR反应器入口横截面11上喷氨支管 12的喷氨区域进行对应划分，SCR反应器出、入口分区位置一一对应，宽度相同。例如图3示出的是SCR反应器入口横截面11上将三支喷氨支管12 为一组所形成的喷氨区域划分为一个分区，共划分6个SCR反应器入口分区，对应地，也划分6个SCR反应器出口分区，6个SCR反应器出、入口分区依次一一对应，宽度相同。但本申请并不限制分区的宽度大小，可根据需要，将SCR反应器入口横截面11上的一支、两支、四支或者更多喷氨支管为一组所形成的喷氨区域划分为一个分区，对应地，控制模块例如PLC 的1个输出端同时控制组成1个SCR反应器入口分区的1个、两个、四个或者更多喷氨支管调节阀门13的控制端。另外，本领域的技术人员也可以理解出，耙式多孔烟气抽取管2的支管6长度和小孔7数量也应相应地随着SCR反应器出口分区宽度的变化而相应变化，增长或者缩短，增多或者减少，同理，耙式多孔烟气抽取管2的主管5的粗细也可根据实际应用情况进行调节。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种烟气均匀取样装置，其特征在于，包括：电动伸缩机构和耙式多孔烟气抽取管；所述电动伸缩机构由电动机和伸缩杆构成，电动机连接伸缩杆的一端；所述耙式多孔烟气抽取管由主管及与主管的一端相连通的至少两根支管组成；主管的另一端连接伸缩杆的另一端。

2.如权利要求1所述的烟气均匀取样装置，其特征在于，各所述支管末端封闭，在各所述支管上分散设置多个取样孔。

3.如权利要求2所述的烟气均匀取样装置，其特征在于，所述多个取样孔之间形成等距均匀分布。

4.一种SCR脱硝精准喷氨系统，包括喷氨总管，喷氨总管调节阀门，若干喷氨支管，其特征在于，在每一喷氨支管上设有喷氨支管调节阀门，该系统还包括若干如权利要求1至3任一项所述的烟气均匀取样装置，若干电磁阀，分区烟气氮氧化物浓度检测器，控制模块，烟气混合管和混合氮氧化物浓度检测器；若干所述烟气均匀取样装置一一设置于SCR反应器出口不同分区内；所述烟气均匀取样装置的主管的另一端端口通过软管与烟气混合管相连通；所述烟气均匀取样装置并联连接分区烟气氮氧化物浓度检测器，在每一烟气均匀取样装置与分区烟气氮氧化物浓度检测器之间设有所述电磁阀，各电磁阀的控制端均与分区烟气氮氧化物浓度检测器的输出端连接；所述分区烟气氮氧化物浓度检测器的输出端与所述控制模块的输入端相连接，控制模块的输出端与喷氨支管调节阀门的控制端相连接；烟气混合管还同时与混合氮氧化物浓度检测器和下游负压烟道相连通；混合烟气氮氧化物浓度检测器的输出端与DCS控制系统的输入端相连接，DCS控制系统的输出端与喷氨总管调节阀门的控制端相连接。

5.如权利要求4所述的SCR脱硝精准喷氨系统，其特征在于，所述SCR反应器出口分区根据SCR反应器入口横截面上喷氨支管的喷氨区域进行对应划分，二者一一对应，宽度相同。

6.如权利要求4所述的SCR脱硝精准喷氨系统，其特征在于，所述分区烟气氮氧化物浓度检测器和混合氮氧化物浓度检测器均为CEMS。

7.如权利要求4所述的SCR脱硝精准喷氨系统，其特征在于，所述控制模块在现场控制系统中形成。

8.如权利要求4所述的SCR脱硝精准喷氨系统，其特征在于，所述控制模块为PLC。

Images