CN212988955U

CN212988955U - 一种烟气检测装置

Info

Publication number: CN212988955U
Application number: CN202021736636.XU
Authority: CN
Inventors: 李金鹏
Original assignee: Shenhua Shendong Power Co Ltd; Dianta Power Generating Co of Shenhua Shendong Power Co Ltd
Current assignee: Shenhua Shendong Power Co Ltd; Dianta Power Generating Co of Shenhua Shendong Power Co Ltd
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2021-04-16
Anticipated expiration: 2030-08-19

Abstract

本实用新型公开了一种烟气检测装置，涉及机械领域，解决对烟道中的NOx浓度检测不准确的问题。所述烟气检测装置包括N个采样探头、反吹主干管路、N个反吹分支管路、N个反吹电磁阀、压缩空气储气设备、气体混合器和气体分析仪，其中，N≧2；所述N个采样探头分别通过所述N个反吹分支管路与所述反吹主干管路连接，所述反吹主干管路与所述压缩空气储气设备连接，其中，所述N个反吹电磁阀分别设置在所述N个反吹分支管路上；所述N个采样探头与所述气体混合器连接，所述气体混合器与所述气体分析仪连接。所述装置用于烟道中的NOx浓度检测。

Description

一种烟气检测装置

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种烟气检测装置。

背景技术

在电厂利用燃烧燃料进行发电时，会产生大量的废气，直接排入大气中会造成空气污染。例如，电厂利用煤进行发电时，会产生大量大气污染物NOx(包括一氧化氮NO、二氧化氮NO₂和氧化二氮N₂O)。目前主要采用选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)去除废气中的NOx，并通过检测烟道中的NOx浓度确定排入大气中的废气是否达到排放标准。

然而现有技术中对烟道中的NOx浓度的检测并不准确，不准确的结果会给电厂以及环境带来巨大影响。若检测到的NOx浓度高于实际排放的NOx浓度，为了去除NOx，会导致电厂增大脱销剂的投料，进而增大电厂运行的成本。另一方面还可能因为脱销剂的投料过大，导致产生其他污染气体排入大气，例如，在通过选择性催化还原法将氨气与NOx混合脱除NOx时，若氨气投料过大，则多余的氨气会排入大气造成污染。若检测到的NOx浓度低于实际排放的NOx浓度，会导致排入大气中的废气没有达到排放标准，造成空气污染。

由此可见，对NOx浓度进行准确的检测至关重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烟气检测装置，以解决现有技术中对NOx浓度检测不准确的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种烟气检测装置，所述装置包括N个采样探头、反吹主干管路、N个反吹分支管路、N个反吹电磁阀、压缩空气储气设备、气体混合器和气体分析仪，其中，N≧2；

所述N个采样探头分别通过所述N个反吹分支管路与所述反吹主干管路连接，所述反吹主干管路与所述压缩空气储气设备连接，其中，所述N个反吹电磁阀分别设置在所述N个反吹分支管路上；

所述N个采样探头与所述气体混合器连接，所述气体混合器与所述气体分析仪连接。

可选地，在一个实施例中，所述N个采样探头与所述N个反吹分支管路一一对应连接。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括采样管路，所述N个采样探头通过同一采样管路与所述气体混合器连接。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括N个采样管路，所述N个采样探头分别通过所述N个采样管路与所述气体混合器连接。

可选地，在一个实施例中，所述N个采样探头与所述N个采样管路一一对应连接。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括反吹减压过滤器，所述反吹减压过滤器设置在所述反吹主干管路上。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括第一管路、气体预处理单元和过滤器，所述气体混合器通过所述第一管路与所述气体分析仪连接，所述气体预处理单元和所述过滤器设置在所述第一管路上。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括第二管路、气体存储设备，所述第一管路通过所述第二管路与所述气体存储设备连接，所述第一管路与所述第二管路的接口位置设置在所述气体预处理单元与所述过滤器之间。

可选地，在一个实施例中，所述采样探头内部设置有外层滤芯和内层滤芯，且所述采样探头与外层滤芯对应的位置设置有第一端口，所述采样探头与内层滤芯对应的位置设置有第二端口，所述第一端口与所述反吹分支管路连接，所述第二端口与所述气体混合器连接。

可选地，在一个实施例中，所述装置还包括控制器，所述N个反吹电磁阀的控制端与所述控制器连接，所述控制器设置在所述气体分析仪内；所述采样探头由多根具有不同长度的探头构成；所述气体混合器中设置有加热装置和搅拌装置。

本实用新型带来的有益效果如下：

本申请通过设置N个采样探头分别通过N个反吹分支管路与反吹主干管路连接，反吹主干管路与压缩空气储气设备连接，N个反吹电磁阀分别设置在所述N个反吹分支管路上；N个采样探头与气体混合器连接，气体混合器与气体分析仪连接；其中，N≧2。使得N个采样探头中每一个采样探头均具有独立的反吹管路和独立的反吹电磁阀，可以实现对每个采样探头的独立以及及时吹扫，有效减少了采样探头堵塞情况，能够让所有采样探头能够正常采样，以获得烟道中各采样探头设置处的目标采样点的气体，进而得到合格的采样气体，基于所述合格的采样气体进行分析，能够有效提高烟道内NOx浓度的检测准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型提供的一种烟气检测装置示意图；

图2为本实用新型提供的一种采样探头的示意图；

图3为本实用新型提供的另一种采样探头的示意图；

图4为本实用新型提供的另一种烟气检测装置示意图。

附图标记说明：

10—烟气检测装置，101—采样探头，1011—第一端口，1012—第二端口，A—内层滤芯，B—外层滤芯，102—反吹主干管路，103—反吹分支管路，104—反吹电磁阀，105—压缩空气储气设备，106—气体混合器，107—气体分析仪，108—反吹减压过滤器，109—采样管路，110—截止阀，111—第一冷凝器，112—采样泵，113—流量计，114—第一管路，115—气体预处理单元，1151—第二冷凝器，1152—排污罐，116—过滤器，117—第二管路，118—气体存储设备，1181—第一气体存储设备，1182—第二气体存储设备，119—三通阀，烟道—20。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

当前通过多个采样探头采集烟道中的气体进行NOx浓度的检测时，由于烟道内NOx浓度分布情况复杂，对烟道内NOx浓度的检测是否准确，取决于从烟道内采集的气体是否能真实反映烟道内NOx的浓度，因此，多个采样探头的在烟道上的设置位置至关重要，现有的多个采样探头的设置位置一般为能够采集得到合格气体的位置(目标采样点)。例如，三个采样探头的位置分别为位置1、位置2和位置3，这三个位置采集得到混合气体就是合格的气体，基于合格气体进行检测，能够准确反映烟道内NOx浓度。而目前多个采样探头通常仅配备一个反吹管路和一个反吹电磁阀，即多个采样探头共用一个反吹管路和一个反吹电磁阀，只能对多个采样探头进行同时吹扫。若其中有采样探头堵塞或者阻力比其他采样探头大时，进行反吹吹扫时，反吹气体会吹扫阻力小或未堵塞的采样探头，能够实现吹扫，不能发现存在故障的采样探头；进行采样时，采样气体会从阻力小或者未堵塞的采样探头抽取，也能够实现检测。长此以往，由于不能及时发现出现故障的采样探头，那么气体分析仪实际检测的不是合格的气体，不能准确反映烟道内NOx浓度，严重影响了对烟道内NOx浓度检测的准确性。例如，位置1处的探头堵塞，不能采集气体，那么混合气体实际上只包含位置2和位置3处采集到的气体，不是能准确反映烟道内NOx浓度的合格气体，进而检测的结果不准确。

由此，本申请提供了一种烟气检测装置10，用于解决上述对烟道内NOx浓度检测不准确的技术问题，如图1所示，所述烟气检测装置10包括N个采样探头101(设置在烟道20上)，反吹主干管路102，N个反吹分支管路103，N个反吹电磁阀104，压缩空气储气设备105，气体混合器106和气体分析仪107，其中N≧2；N个采样探头101分别通过N个反吹分支管路103与反吹主干管路102连接，反吹主干管路102与压缩空气储气设备105连接，其中，N个反吹电磁阀104分别设置在N个反吹分支管路103上；N个采样探头101与气体混合器106连接，气体混合器106与气体分析仪107连接。

在一种实施方式中，所述采样探头101内部设置有内层滤芯A和外层滤芯B，且采样探头101与外层滤芯B对应的位置设置有第一端口1011，采样探头101与内层滤芯A对应的位置设置有第二端口1012，第一端口1011与反吹分支管路103连接，第二端口1012与气体混合器106连接，如图2所示。当进行采样时，烟道20内的气体进入采样探头101，依次经过外层滤芯B和内层滤芯A除去气体中的烟尘，然后通过第二端口1012进入气体混合器106。当进行反吹时，压缩空气储气设备105中的压缩气体通过反吹分支管路103、第一端口1011进入采样探头101中，实现反吹。将第二端口1012设置在采样探头101与内层滤芯A对应的位置，使得采样时，尽可能除去气体中的烟尘，避免检测结果不准以及对气体分析仪107造成损坏。由于压缩空气储气设备105中的压缩气体压力较大，将第一端口1011设置在采样探头101与外层滤芯B对应的位置，能够在对采样探头101进行正常反吹的同时，一定程度上防止压缩气体较大的压力对采样探头101造成损坏。为了进一步防止压缩气体较大的压力对采样探头101造成损坏，在一种实施方式中，装置10还包括反吹减压过滤器108，反吹减压过滤器108设置在反吹主干管路102上。所述反吹减压过滤器108可以对反吹时通向采样探头的压缩气体进行压力调节，进而避免压缩气体较大的压力对采样探头101造成损坏，还可以根据采样探头101的堵塞情况，加大反吹时通向采样探头的压缩气体的压力，对堵塞的采样探头101进行疏通。

为了进一步保证从烟道20内采集到的气体能够真实准确反映烟道内NOx浓度，进而保证对烟道内NOx浓度检测的准确性，在一种实施方式中，采样探头101由多跟具有不同长度的探头构成，如图3所示。通过将采样探头101设置成由多根具有不同长度的探头构成，可以采集烟道20内与采样探头101同一水平线不同位置处的气体，使得从烟道20内采集到的气体能够真实准确反映烟道内NOx浓度。

在一种实施方式中，气体混合器106中设置有加热装置和搅拌装置，以避免采集到的气体冷凝，使得产生的水对气体分析仪107造成损害；同时使得从各个采样探头101采集到的气体可以混合均匀，进而保证气体分析仪107检测的数值稳定、准确。

通过上述烟气检测装置10，使得N个采样探头中每一个采样探头均具有独立的反吹管路和独立的反吹电磁阀，可以实现对每个采样探头的独立以及及时吹扫，例如在反吹时，控制反吹电磁阀依次开启，依次对每个采样探头进行独立吹扫，能够及时发现出现堵塞的采样探头，可以指导技术人员第一时间进行修理，有效减少了采样探头堵塞情况，保证了所有采样探头能够正常采样，以获得烟道中各采样探头设置处的目标采样点的气体，进而得到合格的采样气体，基于所述合格的采样气体进行分析，能够有效提高烟道内NOx浓度的检测准确性。同时，由于能够及时发现出现堵塞的采样探头，避免了越来越严重的堵塞，进而避免了长时间堵塞的物质对采样探头的腐蚀，有效延长了采样探头的使用寿命。

为了实现对每个探头的独立吹扫，在一种实施方式中，N个采样探头101和N个反吹分支管路103一一对应连接。如图1所示，N个采样探头101和N个反吹分支管路103一一对应连接，且N个采样探头101中的每一个采样探头均对应一个反吹电磁阀104。

在一种实施方式中，装置10还包括采样管路109，N个采样探头101通过同一采样管路109与气体混合器106连接，如图4所示。为了实现采样，避免烟尘对气体分析仪的损坏，以及控制气体采集的流量，采样管路109上依次可以设置截止阀110，第一冷凝器111，采样泵112，流量计113，其中采样泵111上设置有旁路阀门(图中未示出)，与流量计113一同用于调节取样气体流量，流量计113可以是浮子流量计。当进行采样时，可以控制N个反吹电磁阀104关闭，截止阀110开启，从N个采样探头101采集到的气体在气体混合器106中混合得到混合均匀的合格气体。当进行反吹时，可以控制N个反吹电磁阀104开启，截止阀110关闭，压缩空气储气设备105中的压缩气体通过反吹分支管路103进入采样探头101实现反吹；具体地，控制N个反吹电磁阀104开启可以是依次控制N个反吹电磁阀104开启，例如开启第一个反吹电磁阀，关闭剩余的反吹电磁阀，实现对第一个采样探头的独立反吹，当对第一个采样探头吹扫完毕后，开启第二个反吹电磁阀，关闭剩余的反吹电磁阀(包括第一个反吹电磁阀)，实现对第二个采样探头的独立反吹，以此类推，对全部的采样探头完成独立吹扫。

为了实现对采样和反吹的精准控制，在一种实施方式中，装置10还包括控制器(图中未示出)，N个反吹电磁阀104的控制端和截止阀110的控制端与所述控制器连接，所述控制器的设置位置可以根据实际需求进行设置，例如控制器的设置位置在气体分析仪107内，所述控制器可以是PLC可编程控制器。通过控制器控制N个反吹电磁阀104和截止阀110的开关时机，来精准控制采样和反吹。当进行采样时，可以控制N个反吹电磁阀104关闭，截止阀110开启，从N个采样探头101采集到的气体在气体混合器106中混合得到混合均匀的合格气体。当进行反吹时，控制器可以控制N个反吹电磁阀104开启，截止阀110关闭，压缩空气储气设备105中的压缩气体通过反吹分支管路103进入采样探头101实现反吹；具体地，控制N个反吹电磁阀104开启可以是如上述依次控制N个反吹电磁阀104开启。

进一步，装置10还可以包括第一管路114，气体预处理单元115和过滤器116，气体混合器106通过第一管路114与气体分析仪107连接，气体预处理单元115和过滤器116设置在第一管路114上，其中，气体预处理单元115包括第二冷凝器1151、排污罐1152、蠕动泵(图中未示出)，第二冷凝器1151用于除去采集到的气体中的水分，蠕动泵用于将水分排进排污罐1152中，以避免采集到的气体中的水分对气体分析仪107造成损害。过滤器116和气体分析仪107之间还可以设置流量计(图中未示出)，用于进一步调整进入气体分析仪107的气体流量，保证进入气体分析仪107的气体流量恒定且在较适宜的范围内，避免检测的数据波动而偏离真实值，即保证了检测结果的准确性。

在实际应用中，为了对气体分析仪进行较准，装置10还包括第二管路117、气体存储设备118，第一管路114通过第二管路117与气体存储设备118连接，第一管路114与第二管路117的接口位置设置在气体预处理单元115与过滤器116之间。在利用气体存储设备118中存储的标准气体对气体分析仪107进行较准时，关闭截止阀110，标准气体通过第二管路117和第一管路114到气体分析仪107中，通过对标准气体进行检测，以对气体分析仪107进行较准。为了尽可能保证对气体分析仪107较准的准确性，气体存储设备118可以包括第一气体存储设备1181和第二气体存储设备1182，第一气体存储设备1181和第二气体存储设备1182存储不同的标准气体，第一气体存储设备1181和第二气体存储设备1182通过三通阀119与第二管路117连接，通过调整三通阀119，改变通入气体分析仪107的标准气体，进而利用多种标准气体对气体分析仪107进行较准，使得后续对从烟道采集到的气体能够进行准确的检测。第二管路117上还可以设置电磁阀(图4中未示出)，配合三通阀119进行通入气体分析仪107的标准气体的调整。所述气体分析仪107内还可以设置零点标定装置，通过零点标定装置对气体分析仪107进行较准。

在实际应用中，装置10可以包括N个采样管路109，N个采样探头101分别通过N个采样管路109与气体混合器106连接，如图1所示。N个采样探头101与N个采样管路109一一对应连接，气体混合器106上也对应设置N个烟气入口。这样，每个采样探头均具有独立的采样管道向气体混合器输入采集到的气体，各个采样探头采集到的气体在气体混合器中进行混合。如图1所示，每个采样管道上均可依次设置如图4所示的部件，例如依次设置截止阀110，第一冷凝器111，采样泵112，流量计113，其中采样泵112上设置有旁路阀门，与流量计113一同用于调节取样气体流量，每个采样探头具有独立的采样管线，可以对每个采样探头采集到的气体流量进行调整，例如使得各个采样探头采集到的气体流量相同，以此保证各个采样探头采集到的气体混合后为合格气体。如图1所示，气体混合器106和气体分析仪107之间也可以依次设置如图4中设置在第一管路114上的部件，还可以另外设置如图4中的第二管路117，以及气体存储设备118，三通阀119等。

为了实现对较准、采样和反吹的精准控制，N个反吹电磁阀104的控制端、N个截止阀110的控制端和三通阀119的控制端均与所述控制器连接，通过控制器控制三通阀119、N个反吹电磁阀104和N个截止阀110的开关时机，来精准控制较准、采样和反吹。控制器控制三通阀119、N个反吹电磁阀104和N个截止阀110的开关时机，控制较准、采样和反吹的流程如下：

第一步，气体分析仪校准：控制器控制N个反吹电磁阀104和N个截止阀110关闭，调整三通阀119，使气体存储设备118中的第一气体存储设备1181中的标准气体通过第二管路117和第一管路114进入气体分析仪107，气体分析仪107对其进行检测。检测后，调整三通阀119，使气体存储设备118中的第二气体存储设备1182中的标准气体通过第二管路117和第一管路114进入气体分析仪107，气体分析仪107对其进行检测，检测后，基于两次对不同标准气体的检测数据对气体分析仪107进行较准。

第二步，气体采样：控制器控制N个反吹电磁阀104关闭，控制N个截止阀110开启，第二管路117上还可以设置电磁阀，电磁阀的控制端也与控制器连接；控制器控制第二管路117上的电磁阀关闭，然后各个采样探头101将采集到的气体通过各自对应的采样管路109输入气体混合器106，经气体混合器106后，再经过气体预处理单元115和过滤器116到气体分析仪107中进行检测。

第三步，采样探头吹扫：控制器控制N个截止阀110关闭，控制N个反吹电磁阀104依次开启，压缩空气储气设备105中的压缩气体通过反吹主干管路102、反吹分支管路103进入采样探头101内，实现对采样探头的吹扫。其中，控制N个反吹电磁阀104依次开启，具体可以为，开启第一个反吹电磁阀，关闭剩余的反吹电磁阀，实现对第一个采样探头的独立反吹，当对第一个采样探头吹扫完毕后，开启第二个反吹电磁阀，关闭剩余的反吹电磁阀(包括第一个反吹电磁阀)，实现对第二个采样探头的独立反吹，以此类推，对全部的采样探头完成独立吹扫。对采样探头进行吹扫的频率，以及对采样探头的吹扫时间可以根据实际需求进行设定，例如，采样2小时反吹一次，每次反吹，对每一个采样探头的吹扫时间为3分钟。

通过本申请提供的烟气检测装置，使得N个采样探头中每一个采样探头均具有独立的反吹管路和独立的反吹电磁阀，可以实现对每个采样探头的独立以及及时吹扫，例如在反吹时，控制反吹电磁阀依次开启，依次对每个采样探头进行独立吹扫，能够及时发现出现堵塞的采样探头，可以指导技术人员第一时间进行修理，有效减少了采样探头堵塞情况，保证了所有采样探头能够正常采样，以获得烟道中各采样探头设置处的目标采样点的气体，进而得到合格的采样气体，基于所述合格的采样气体进行分析，能够有效提高烟道内NOx浓度的检测准确性。同时，由于能够及时发现出现堵塞的采样探头，避免了越来越严重的堵塞，进而避免了长时间堵塞的物质对采样探头的腐蚀，有效延长了采样探头的使用寿命。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims

1.一种烟气检测装置，其特征在于，所述装置包括N个采样探头、反吹主干管路、N个反吹分支管路、N个反吹电磁阀、压缩空气储气设备、气体混合器和气体分析仪，其中，N≧2；

2.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述N个采样探头与所述N个反吹分支管路一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括采样管路，所述N个采样探头通过同一采样管路与所述气体混合器连接。

4.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括N个采样管路，所述N个采样探头分别通过所述N个采样管路与所述气体混合器连接。

5.根据权利要求4所述的烟气检测装置，其特征在于，所述N个采样探头与所述N个采样管路一一对应连接。

6.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括反吹减压过滤器，所述反吹减压过滤器设置在所述反吹主干管路上。

7.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括第一管路、气体预处理单元和过滤器，所述气体混合器通过所述第一管路与所述气体分析仪连接，所述气体预处理单元和所述过滤器设置在所述第一管路上。

8.根据权利要求7所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括第二管路、气体存储设备，所述第一管路通过所述第二管路与所述气体存储设备连接，所述第一管路与所述第二管路的接口位置设置在所述气体预处理单元与所述过滤器之间。

9.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述采样探头内部设置有外层滤芯和内层滤芯，且所述采样探头与外层滤芯对应的位置设置有第一端口，所述采样探头与内层滤芯对应的位置设置有第二端口，所述第一端口与所述反吹分支管路连接，所述第二端口与所述气体混合器连接。

10.根据权利要求1所述的烟气检测装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，所述N个反吹电磁阀的控制端与所述控制器连接，所述控制器设置在所述气体分析仪内；所述采样探头由多根具有不同长度的探头构成；所述气体混合器中设置有加热装置和搅拌装置。