CN215004546U - 一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头及其安装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头及其安装结构，带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头包括除尘滤芯、取样探杆、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头；加热器为腔体结构；取样探杆内气体经除尘滤芯后进入加热器的腔体内；NOx/O2高温气敏传感探头连接在加热器上，NOx/O2高温气敏传感探头的探测端与加热器腔体内部连通。上述装置实现了NOx/O2测量的实时性，测量结果可作为脱硝喷氨实时调整控制的依据，进而确保脱硝出口NOx浓度的稳定排放；进一步，可与现有CEMS机柜中NOx/O2分析仪结合，既能保证NOx/O2测量实时性，又能保证NOx/O2测量准确性，提高了脱硝进、出口NOx/O2测量的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头及其安装结构，属于烟气排放连续监测系统(CEMS)技术领域。
背景技术
CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写，是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测、并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为“烟气自动监控系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。
脱硝CEMS是指安装在脱硝装置进、出口的CEMS，用于测量脱硝装置进、出口的NOx浓度及O2浓度，一般采用冷干法进行取样分析，其结构至少包括除尘滤芯、取样探杆、加热器、样气管线、冷凝除湿器、抽气泵、NOx/O2分析仪，大致测量工艺流程是：除尘滤芯、取样探杆和加热器组成取样探头，安装在脱硝进、出口烟道上，取样探头利用除尘滤芯就地除去高温含尘烟气中粉尘，加热器保证除尘过程中不发生烟气冷凝现象，之后高温含湿样气经样气管线，输送至CEMS机柜中，CEMS机柜至少包括冷凝除湿器、抽气泵和NOx/O2分析仪，CEMS机柜和取样探头之间通过样气管线连接，两者一般相距10米以上，部分甚至达50米以上。
上述CEMS除采用冷干法取样外，还有采用稀释法取样的，其结构至少也包括除尘滤芯、取样探杆、加热器、样气管线等部件，一般样气管线也较长，增加了取样测量分析时间。
从上述CEMS测量工艺流程可知，取样烟气需经较为复杂的预处理工艺以及较长距离的传输，才能到达NOx/O2分析仪处分析，因此，一般CEMS测量迟滞时间在60s以上，部分甚至长达120s左右。
因脱硝进、出口CEMS测量信号用于脱硝喷氨控制，虽然上述CEMS测量迟滞问题对度量污染物多少影响不大，但对脱硝喷氨控制品质影响较大，使得脱硝喷氨控制对象变为典型的“大迟滞”对象，难以实现脱硝出口NOx浓度稳定排放。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头及其安装结构，可实现NOx/O2测量的实时性，以对脱硝喷氨实时调整控制，进而确保脱硝出口NOx浓度的稳定排放。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，包括除尘滤芯、取样探杆、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头；NOx/O2高温气敏传感探头的气敏元件为半导体陶瓷，NOx/O2高温气敏传感探头的测量响应时间T90＜5s；加热器为腔体结构；取样探杆内气体经除尘滤芯后进入加热器的腔体内；NOx/O2高温气敏传感探头连接在加热器上，NOx/O2高温气敏传感探头的探测端与加热器腔体内部连通。
NOx/O2高温气敏传感探头的探测端与加热器腔体内部连通，用于探测加热器内的NOx/O2。
上述取样探杆内气体经除尘滤芯后进入加热器的腔体内，包括除尘滤芯设在加热器腔体内部的结构，也包括除尘滤芯设在加热器腔体外部的结构，总之，能实现取样探杆内气体经除尘滤芯除尘后进入加热器的腔体内即可。
申请人经研究发现，利用上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头对锅炉烟道内烟气进行取样，烟气进入取样探杆，然后经除尘滤芯除尘后，进入加热器内部腔体，与NOx/O2高温气敏传感探头接头，即可直接输出NOx/O2测量信号，因不需要经过样气管线传输样气以及不需要经过冷凝除湿器除湿，NOx/O2测量响应速度大幅提高，相比一般CEMS机柜中NOx/O2分析仪响应时间缩短60s左右，甚至更长。
上述装置利用了除尘滤芯进行除尘、利用了加热器进行加热保温，同时可利用现有CEMS的抽气泵实现样气及时更新，整体系统并不复杂，集成度较高，NOx/O2高温气敏传感探头工作的可靠性也较高。
上述NOx/O2高温气敏传感探头输出一次信号易受样气压力、流量、温度等因素干扰，测量绝对准确度不如现有CEMS机柜中的NOx/O2分析仪，容易因样气工况变化出现零位漂移的问题，但反映NOx/O2的变化趋势还是比较准确的，鉴于其测量响应时间短，尤其适合作为脱硝喷氨控制的信号。
上述NOx/O2高温气敏传感探头与CEMS机柜中的NOx/O2分析仪分析的气体同源，两者可在线实时对比测量偏差值，优选，上述NOx/O2高温气敏传感探头输出一次信号参照CEMS机柜中的NOx/O2分析仪测量信号进行修正，保证两者一段时间滚动平均值相等，滚动平均周期优选10～120min，以提高上述NOx/O2高温气敏传感探头对CEMS机柜中的NOx/O2分析仪输出值预测的精度。
为了进一步提高NOx/O2测量的可靠性，上述加热器侧壁上设有CEMS分析用样气出口，正常使用时，CEMS分析用样气出口流量维持在0.5-1.5L/min之间，CEMS分析用样气出口通过样气管线连接至CEMS机柜。
上述NOx/O2高温气敏传感探头测量样气与现有CEMS的NOx/O2分析仪的测量样气同源，方便在线利用现有CEMS的NOx/O2分析仪测量数据实时标定NOx/O2高温气敏传感探头，以消除其受样气压力、流量、温度等因素干扰的影响。两者结合在一起，既能保证NOx/O2测量实时性，又能保证NOx/O2测量准确性，还能保证NOx/O2测量可靠性。
上述CEMS机柜直接采用现有产品即可。
为了进一步提高探测的可靠性，NOx/O2高温气敏传感探头有两个。这样可一用一备，提高测量的可靠性。
上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，还包括电控模块，加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均与电控模块电连接。电控模块的连接、使用、控制等直接参照现有技术即可，本申请对此没有特别改进，因此不再赘述。
为了便于安装，上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，还包括安装支板，安装支板包括横板和纵板，加热器安装在横板上表面，纵板垂直连接在横板上表面一端端部，电控模块安装在纵板上。
为了提高安装的稳定性，横板和纵板连接处的两端均设有加强板。
使用时，上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头安装在锅炉烟道上，加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均安装在锅炉烟道外侧，取样探杆一端位于置于锅炉烟道内、另一端伸出锅炉烟道经除尘滤芯后通向加热器。
上述安装支板安装在锅炉烟道的外侧壁上。
本实用新型未提及的技术均参照现有技术。
本实用新型带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，实现了NOx/O2测量的实时性，测量结果可作为脱硝喷氨实时调整控制的依据，进而确保脱硝出口NOx浓度的稳定排放；进一步，可与现有CEMS机柜中NOx/O2分析仪结合，既能保证NOx/O2测量实时性，又能保证NOx/O2测量准确性，提高了脱硝进、出口NOx/O2测量的可靠性。
附图说明
图1为本实用新型带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头的主视图；
图2为本实用新型带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头的立体图；
图中，1为取样探杆，2为加热器，21为CEMS分析用样气出口，3为NOx/O2高温气敏传感探头，4为安装支板，41为横板，42为纵板，43为加强板，5为电控模块。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
本申请“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等方位词为基于附图所示或使用状态时的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
实施例1
如图1-2所示，一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，包括除尘滤芯、取样探杆、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头；NOx/O2高温气敏传感探头的气敏元件为半导体陶瓷，其测量响应时间T90＜5s；加热器为腔体结构，加热器腔体内维持120-220℃之间的温度；除尘滤芯一端与加热器连通、另一端与取样探杆连通；NOx/O2高温气敏传感探头连接在加热器上，NOx/O2高温气敏传感探头的探测端与加热器腔体内部连通。
使用时，上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头安装在锅炉烟道上，除尘滤芯、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均安装在锅炉烟道外侧，取样探杆一端位于置于锅炉烟道内、另一端伸出锅炉烟道经除尘滤芯后通向加热器内部腔体。
利用上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头对锅炉烟道内烟气进行取样，烟气进入取样探杆，然后经除尘滤芯除尘后，进入加热器内部腔体，与NOx/O2高温气敏传感探头接头，即可直接输出NOx/O2测量信号，因不需要经过样气管线传输样气以及不需要经过冷凝除湿器除湿，NOx/O2测量响应速度大幅提高，相比一般CEMS机柜中NOx/O2分析仪响应时间缩短60s左右，可作为脱硝喷氨控制的信号，以对脱硝喷氨实时调整控制，进而确保脱硝出口NOx浓度的稳定排放。
实施例2
在实施例1的基础上，进一步作了如下改进：为了进一步提高NOx/O2测量的可靠性，上述加热器侧壁上设有CEMS分析用样气出口，使用时CEMS分析用样气出口流量维持在0.5-1.5L/min之间，CEMS分析用样气出口通过样气管线连接至CEMS机柜(雪迪龙SCS-900产品)。
上述NOx/O2高温气敏传感探头测量样气与现有CEMS的NOx/O2分析仪的测量样气同源，方便在线利用现有CEMS的NOx/O2分析仪测量数据实时标定NOx/O2高温气敏传感探头，以消除其受样气压力、流量、温度等因素干扰的影响。两者结合在一起，既能保证NOx/O2测量实时性，又能保证NOx/O2测量准确性，还能保证NOx/O2测量可靠性。
实施例3
在实施例2的基础上，进一步作了如下改进：NOx/O2高温气敏传感探头有两个。这样可一用一备，提高探测的可靠性。
实施例4
在实施例2或3的基础上，进一步作了如下改进：上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，还包括电控模块，电控模块用于控制加热器腔体内温度维持在180±5℃范围内，加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均与电控模块电连接。电控模块的连接、使用等直接参照现有技术即可。
实施例5
在实施例4的基础上，进一步作了如下改进：为了便于安装，上述带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，还包括安装支板，安装支板安装在锅炉烟道的外侧壁上；安装支板包括横板和纵板，加热器安装在横板上表面，纵板垂直连接在横板上表面一端端部，电控模块安装在纵板上。为了提高安装的稳定性，横板和纵板连接处的两端均设有加强板。
经实践，上述各例带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，实现了NOx/O2测量的实时性，可作为脱硝喷氨实时调整控制的依据，进而确保脱硝出口NOx浓度的稳定排放；进一步，可与现有CEMS机柜中NOx/O2分析仪结合，既能保证NOx/O2测量实时性，又能保证NOx/O2测量准确性，提高了脱硝进、出口NOx/O2测量的可靠性。
Claims (8)
1.一种带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：包括除尘滤芯、取样探杆、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头；NOx/O2高温气敏传感探头的气敏元件为半导体陶瓷，NOx/O2高温气敏传感探头的测量响应时间T90＜5s；加热器为腔体结构；取样探杆内气体经除尘滤芯后进入加热器的腔体内；NOx/O2高温气敏传感探头连接在加热器上，NOx/O2高温气敏传感探头的探测端与加热器腔体内部连通。
2.如权利要求1所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：加热器侧壁上设有CEMS分析用样气出口，CEMS分析用样气出口通过样气管线连接至CEMS机柜。
3.如权利要求1或2所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：NOx/O2高温气敏传感探头有两个。
4.如权利要求1或2所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：还包括电控模块，加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均与电控模块电连接。
5.如权利要求4所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：还包括安装支板，安装支板包括横板和纵板，加热器安装在横板上表面，纵板垂直连接在横板上表面一端端部，电控模块安装在纵板上。
6.如权利要求5所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头，其特征在于：横板和纵板连接处的两端均设有加强板。
7.一种带有权利要求1-6任意一项所述的带NOx/O2预测器的脱硝CEMS取样探头的安装结构，其特征在于：安装在锅炉烟道上，除尘滤芯、加热器和NOx/O2高温气敏传感探头均安装在锅炉烟道外侧，取样探杆一端位于置于锅炉烟道内、另一端伸出锅炉烟道经除尘滤芯后通向加热器。
8.如权利要求7所述的安装结构，其特征在于：安装支板安装在锅炉烟道的外侧壁上。
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