CN215004522U - 一种余热锅炉高温烟气采样分析装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种余热锅炉高温烟气采样分析装置，其包括采样机构、紧固机构、降温分离机构与烟气分析仪，采样机构包括采样管，采样管一端为进烟端，另一端为出烟端，采样管的进烟端用于伸入至锅炉入口处的采样通道内；紧固机构用于限制采样管沿采样通道的轴向移动；降温分离机构用于对通过采样管流出的烟气进行降温，并对在降温分离机构内流通的烟气的水分进行分离；烟气分析仪用于对分离后的烟气进行分析；在检测使用状态下，采样管的出烟端与降温分离机构连接，降温分离机构与烟气分析仪连接。本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置，使用安全，密封效果好，提高检测效率和检测精度。

Description

一种余热锅炉高温烟气采样分析装置

技术领域

本实用新型涉及高温烟气检测领域，尤其涉及一种余热锅炉高温烟气采样分析装置。

背景技术

锅炉(如燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉)燃烧过程中产生大量污染物，对炉膛内烟气样品的准确取样和检测，以了解锅炉内污染物并进行有效控制污染物。在燃气-蒸汽联合循环机组性能试验时，燃气轮机污染物排放测试通常选择在低温段的烟囱处进行测试，随着燃机-蒸汽联合循环机组中SCR装置的普及，燃机轮机污染物(如NOx)排放需在余热锅炉入口处进行。而余热锅炉入口烟气温度为500℃～600℃，烟气湿度约7％～10％，烟气静压为3kPa及以上，即余热锅炉入口烟气存在温度高、湿度大及正压的特点。

现有常规检测装置是特定燃烧设备燃烧产物进行采集的取样枪，但常规的取样枪都是在锅炉尾部烟道、静电除尘后和脱硫后进行取样，这些地方相对于炉膛内部温度都很低，针对这些地方开发的取样枪难以承受余热锅炉入口的高温；一些检测设备较大，测试时需要开较大的测试孔，并难以实现测试过程中采样孔的密封。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种余热锅炉高温烟气采样分析装置，所述技术方案如下：

本实用新型提供一种高温烟气采样分析装置，所述高温烟气采样分析装置包括采样机构、紧固机构、降温分离机构与烟气分析仪，

所述采样机构包括采样管，所述采样管一端为进烟端，另一端为出烟端，所述采样管的进烟端用于伸入至锅炉入口处的采样通道内；

所述紧固机构用于限制所述采样管沿所述采样通道的轴向移动；

所述降温分离机构用于对通过所述采样管流出的烟气进行降温，并对在所述降温分离机构内流通的烟气的水分进行分离；

所述烟气分析仪用于对分离后的烟气进行分析；

在检测使用状态下，所述采样管的出烟端与所述降温分离机构连接，所述降温分离机构与所述烟气分析仪连接。

进一步地，所述降温分离机构包括冷凝组件和冷源，所述冷源用于向所述冷凝组件提供冷却介质；所述冷凝组件与采样管、冷源连接。

进一步地，所述冷凝装置包括壳体以及设置在壳体内的进烟管、出液件、出烟管，所述壳体内部形成通入冷却介质的空间，所述进烟管一端用于与所述采样管连通，另一端与所述出液件连通；所述出烟管一端与所述出液件连通，另一端用于与所述烟气分析仪连接。

进一步地，所述高温烟气采样分析装置还包括设置在所述出液件出口的冷凝液收集部件，所述冷凝液收集部件用于收集经所述出液件出口排出的水分。

进一步地，所述采样机构还包括采样套管，所述采样套管用于设置在所述采样通道内并供所述采样管穿过，所述采样套管上开设有多个传热孔。

进一步地，所述紧固机构包括法兰组件和固定件。

进一步地，所述法兰组件包括第一紧固法兰、第二紧固法兰及设置在所述第一紧固法兰和第二紧固法兰之间的密封垫，所述第一紧固法兰用于固定在锅炉外护板上，所述第二紧固法兰用于与所述第一紧固法兰连接。

进一步地，所述固定件具有夹紧空间，所述固定件用于将穿过该夹紧空间的所述采样管夹紧。

进一步地，所述高温烟气采样分析装置还包括用于对采样通道出口进行密封的封堵组件。

进一步地，所述封堵组件包括封堵板、连接管与封堵片，所述连接管一端与封堵板连接，所述封堵片与连接管另一端连接，所述连接管上开设有多个导热孔。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果如下：

a.本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置，通过设置采样管和紧固机构可对锅炉内烟气进行取样，且取样时密封效果好；通过设置降温分离机构，烟气降温同时分离其中水分，降温烟气温度和湿度；当未取样检测时通过安装封堵部件将采样通道出口封堵密封，不影响锅炉正常使用；

b.本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置，使用安全，密封效果好，提高检测效率和检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的高温烟气采样分析装置的结构示意图；

图2是图1中固定件的A向俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的高温烟气采样分析装置的封堵组件安装在采样通道的剖面图；

图4是本实用新型实施例提供的高温烟气采样分析装置的封堵组件的主视图。

其中，附图标记包括：1-烟气分析仪，2-采样管，3-冷凝组件，31-壳体，32- 进烟管，33-出液件，34-出烟管，4-冷源，5-采样套管，51-传热孔，6-固定件， 61-第一箍件，62-第二箍件，63-紧固部件，7-第一紧固法兰，8-第二紧固法兰， 9-密封垫，10-封堵板，11-连接管，111-导热孔，12-封堵片，13-锅炉内护板，14- 石棉垫，15-锅炉外护板，16-冷凝液收集部件，17-温度检测部件，18-介质进管， 19-介质出管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本实用新型的一个实施例中，提供了一种燃气-蒸汽联合循环机组余热锅炉高温烟气采样分析装置，具体结构参见图1至图4，高温烟气采样分析装置包括采样机构、紧固机构、降温分离机构与烟气分析仪1。

采样机构的具体结构如下：参见图1，其包括采样管2，采样管2一端为进烟端，另一端为出烟端，采样管2的进烟端用于伸入至锅炉入口处的采样通道内以使得锅炉内的烟气依次经过采样管的进烟端和出烟端而排出(参见图1中箭头方向)。锅炉外设置有护板组件，护板组件包括由内向外依次设置在锅炉外的锅炉内护板13、石棉垫14和锅炉外护板15，护板组件上开设有采样通道 (即通孔)，采样管2的进烟端用于伸入采样通道内，其出烟端向外延伸一段距离。

采样机构还包括采样套管5，采样套管5用于设置在采样通道内并供采样管 2穿过，采样套管5上开设有多个传热孔51，使得烟气从传热孔排出至密封垫内，降低烟气传热速度，降低烟气温度，便于散热，传热孔直径较小，排出的烟气流量小，不会对密封垫造成影响。采样管由耐高温金属材质制成，优选为不锈钢；采样套管为圆管，采样套管材质为耐高温金属材质，优选为不锈钢。传热孔的形状为圆形、三角形、方形、菱形、多边形或其他可实现的形状。

紧固机构的具体结构如下：参见图1，其用于限制采样管2沿采样通道的轴向移动，即在检测使用状态下，紧固机构限制采样管2脱离采样通道，防止采样管向下滑动及左右晃动；紧固机构包括法兰组件和固定件6。当检测结束后，可取下紧固机构以取出采样管。

法兰组件的具体结构如下：参见图1，其包括第一紧固法兰7、第二紧固法兰8及设置在第一紧固法兰7和第二紧固法兰8之间的密封垫9，第一紧固法兰 7用于固定在锅炉外护板上，第二紧固法兰8用于与第一紧固法兰7之间连接，密封垫9优选为石棉垫。第一紧固法兰7与锅炉外护板优选通过焊接方式连接，第一紧固法兰7、密封垫9和第二紧固法兰8，三者通过紧固件紧固连接，紧固件为螺栓螺母组件，设置法兰组件可防止高温正压烟气向锅炉外喷射，提高取样时的密封性。

固定件6的具体结构如下：其具有夹紧空间，固定件用于将穿过该夹紧空间的采样管2夹紧，如固定件为卡箍，卡箍包括第一箍件61和第二箍件62，参见图2，类似两个半圆形，当第一箍件和第二箍件套设在采样管外，两者之间具有夹紧空间，再通过两个紧固部件63(螺栓螺母组件)使得第一箍件和第二箍件夹紧采样管；或卡箍包括一个箍件，可包围采样管，通过紧固件使得箍件夹紧采样管。

降温分离机构用于对通过采样管2流出的烟气进行降温，并对在降温分离机构内流通的烟气的水分进行分离，烟气分析仪1用于对分离后的烟气进行分析。对烟气进行降温可防止高温烟气损伤烟气分析仪，将烟气中的水分分离出，可保护烟气分析仪，进而提高检测精度。

锅炉内高温烟气中水分占比8％-10％，温度为600℃左右，烟气通过降温分离机构后，到达烟气分析仪的烟气温度降低至常温状态(20-30℃)，烟气中水分占比小于1％，且烟气流通速度快，无需人工时刻监视，因此，使用降温分离机构，烟气降温同时分离其中水分，降温烟气温度和湿度，在提高检测效率同时提高检测精度。

降温分离机构的具体结构如下：参见图1，其包括冷凝组件3和冷源4，冷源4用于向冷凝组件3提供冷却介质，使得烟气降温，则流向烟气分析仪的烟气温度降低，不会损伤烟气分析仪。冷凝组件3与采样管2、冷源4连接。冷源可为冷水机，其为便携式，方便转移安装。

冷凝装置的具体结构如下：参见图1，其包括壳体31以及设置在壳体31内的进烟管32、出液件33、出烟管34，壳体31内部形成通入冷却介质的空间，冷却介质可在壳体与冷源之间循环流通，即大大提高降温效果，又节约能源。壳体的材质优选为透明玻璃，便于观察。

进烟管32一端用于与采样管2连通，另一端与出液件33连通；出烟管34 一端与出液件33连通，另一端用于与烟气分析仪1连接。锅炉内的烟气由采样管进入进烟管，经过壳体内的冷却介质降温后，烟气中的水分在重力作用下通过出液件流出，而分离后的烟气通过出烟管排出至烟气分析仪1内。

优选地，壳体外设置有介质进管18和介质出管19，介质进管和介质出管优选设置在壳体的同一侧，介质进管、介质出管与进烟管优选位于壳体的两侧。冷源4的介质出口与冷凝组件的介质进管连通，其用于通过介质进管向壳体内输送一定温度的冷却介质(冷却水进水)；冷源4的介质进口与冷凝组件的介质出管连通，其用于回收吸收了高温烟气热量后的冷却介质(冷却水回水)；设置冷凝组件和冷源，可实现冷却介质在壳体和冷源之间的循环及热量的传递，节约能源。

优选地，介质进管设置在介质出管下方，使得冷却介质在壳体内保留时间长，且易排出冷却介质，提高冷交换效率，提高降温速度。

高温烟气采样分析装置还包括设置在出烟管34出口的温度检测部件17，以检测降温后经过出烟管34的烟气的温度。

高温烟气采样分析装置还包括设置在出液件33出口的冷凝液收集部件16，如任意形状具有容纳空间的容器，容器材质优选为透明塑料，便于观察；冷凝液收集部件16用于收集经出液件33出口排出的水分，便于回收利用。

高温烟气采样分析装置还包括用于对采样通道出口进行密封的封堵组件，当完成取样检测之后，将采样管、紧固机构、降温分离机构移除，再使用封堵组件将采样通道出口封闭以防止烟气外漏。

封堵组件的一种具体结构如下：参见图3和图4，其包括封堵板10、连接管11与封堵片12，连接管11一端与封堵板10连接，封堵片12与连接管11另一端连接。封堵板10为实心结构，其优选与第一紧固法兰通过紧固件(螺栓螺母组件)连接。连接管11优选为空心圆管结构，连接管11上开设有多个导热孔111，降低烟气传热速度。封堵片12设置在连接管11远离封堵板10一端，封堵片优选为薄圆盘，其直径略小于采样套管直径，当封堵片12在采样套管内，可与采样套管紧密配合，防止烟气外漏。

当取样检测结束后，先移除采样管、紧固机构、降温分离机构，再安装封堵组件，封堵片12和连接管依次穿过采样通道，使得封堵板10与锅炉外护板固定连接，或在保留第一紧固法兰时，封堵片12和连接管穿过第一紧固法兰孔伸入采样通道，封堵板10与第一紧固法兰固定连接，即可将采样通道出口封堵密封，不影响锅炉正常使用。当再需要取样检测时，先移除封堵组件，再使用采样管、紧固机构、降温分离机构与烟气分析仪进行取样检测。

本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置具有检测使用状态和密封使用状态，在检测使用状态下，采样管2的进烟端伸入至锅炉入口处的采样通道内并固定，采样管2的出烟端与降温分离机构连接，降温分离机构与烟气分析仪1连接。

在密封使用状态下，将采样管、紧固机构(可只移除第二紧固法兰，保留第一紧固法兰，提高密封性能)、降温分离机构移除，再安装封堵组件将采样通道出口封堵密封。

本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置，通过设置采样管和紧固件可对锅炉内烟气进行取样，且取样时密封效果好；通过设置降温分离机构，烟气降温同时分离其中水分，降温烟气温度和湿度；当未取样检测时通过安装封堵部件将采样通道出口封堵密封，不影响锅炉正常使用。本实用新型提供的余热锅炉高温烟气采样分析装置，使用安全，密封效果好，不仅提高检测效率还提高检测精度。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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保护范围之内。

Claims (10)

1.一种余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述高温烟气采样分析装置包括采样机构、紧固机构、降温分离机构与烟气分析仪(1)，

所述采样机构包括采样管(2)，所述采样管(2)一端为进烟端，另一端为出烟端，所述采样管(2)的进烟端用于伸入至锅炉入口处的采样通道内；

所述紧固机构用于限制所述采样管(2)沿所述采样通道的轴向移动；

所述降温分离机构用于对通过所述采样管(2)流出的烟气进行降温，并对在所述降温分离机构内流通的烟气的水分进行分离；

所述烟气分析仪(1)用于对分离后的烟气进行分析；

在检测使用状态下，所述采样管(2)的出烟端与所述降温分离机构连接，所述降温分离机构与所述烟气分析仪(1)连接。

2.根据权利要求1所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述降温分离机构包括冷凝组件(3)和冷源(4)，所述冷源(4)用于向所述冷凝组件(3)提供冷却介质；所述冷凝组件(3)与采样管(2)、冷源(4)连接。

3.根据权利要求2所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述冷凝组件包括壳体(31)以及设置在壳体(31)内的进烟管(32)、出液件(33)、出烟管(34)，所述壳体(31)内部形成通入冷却介质的空间，所述进烟管(32)一端用于与所述采样管(2)连通，另一端与所述出液件(33)连通；所述出烟管(34)一端与所述出液件(33)连通，另一端用于与所述烟气分析仪(1)连接。

4.根据权利要求3所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述高温烟气采样分析装置还包括设置在所述出液件(33)出口的冷凝液收集部件(16)，所述冷凝液收集部件(16)用于收集经所述出液件(33)出口排出的水分。

5.根据权利要求1所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述采样机构还包括采样套管(5)，所述采样套管(5)用于设置在所述采样通道内并供所述采样管(2)穿过，所述采样套管(5)上开设有多个传热孔(51)。

6.根据权利要求1所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述紧固机构包括法兰组件和固定件(6)。

7.根据权利要求6所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述法兰组件包括第一紧固法兰(7)、第二紧固法兰(8)及设置在所述第一紧固法兰(7)和第二紧固法兰(8)之间的密封垫(9)，所述第一紧固法兰(7)用于固定在锅炉外护板上，所述第二紧固法兰(8)用于与所述第一紧固法兰(7)连接。

8.根据权利要求6所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述固定件(6)具有夹紧空间，所述固定件用于将穿过该夹紧空间的所述采样管(2)夹紧。

9.根据权利要求1所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述高温烟气采样分析装置还包括用于对采样通道出口进行密封的封堵组件。

10.根据权利要求9所述的余热锅炉高温烟气采样分析装置，其特征在于，所述封堵组件包括封堵板(10)、连接管(11)与封堵片(12)，所述连接管(11)一端与封堵板(10)连接，所述封堵片(12)与连接管(11)另一端连接，所述连接管(11)上开设有多个导热孔(111)。

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