CN216309562U - 一种可防尘的烟气取样器及co浓度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可防尘的烟气取样器及气体浓度测量系统，其中烟气取样器包括惯性除尘组件、滤网除尘组件以及连接惯性除尘组件和滤网除尘组件的第一管道，惯性除尘组件包括第二管道和设置在第二管道中的n级挡板，n≥3，n级挡板沿第二管道轴向依次，每级挡板包括两个间隔一定间隙的板体，且每个板体的迎风面相对于第二管道轴向呈锐角倾斜；滤网除尘组件包括筒体和设置在筒体中的滤网，第一管道为U型，第一管道一端设置在末级挡板的底部，另一端与筒体上的第二进气口连接。采用本实用新型的取样器产生的流动阻力较小，进而使得CO浓度测量系统的响应速度达到秒级，具有较好的实时性。

Description

一种可防尘的烟气取样器及CO浓度测量系统

技术领域

本实用新型属于污染物浓度测量技术领域，具体涉及一种可防尘的烟气取样器及CO浓度测量系统。

背景技术

煤炭燃烧是我国工业能量的主要来源，我国燃煤发电占整个发电装机容量的60%~70%，煤燃烧效率对资源的利用率和大气污染的治理意义重大。因为炉膛燃烧处于高温环境，对煤粉燃烧的直接测量十分困难，所以现有电厂对燃烧后排烟中氧气的量进行监测与分析，间接得到煤粉的燃烧情况。然而，氧气只能显示总体过量空气系数，和氧气相比，CO作为煤粉燃烧不完全产物，更能反映出煤粉燃烧的充分情况，同时，锅炉负压燃烧时产生的漏风会使氧气浓度测量产生极大误差，相比之下，对CO浓度的影响很小。因此，对CO浓度实施高精度的在线监测对锅炉燃烧效率的反映显得意义重大。

但由于锅炉烟气含有大量飞灰，较长时间的工作会使测量设备的取样管路积灰堵塞；同时，现有技术对锅炉内CO浓度的测量实时性较差，测量数据滞后达到10分钟以上，难以达到实时监测锅炉燃烧状态的需求。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种可防尘的烟气取样器及气体浓度测量系统，解决现有的CO测量系统因工作时间长导致取样装置易积灰堵塞，

现有的取样装置不能较好的去除烟气中的颗粒物，且响应速度较慢的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种可防尘的烟气取样器，包括惯性除尘组件、滤网除尘组件以及连接惯性除尘组件和滤网除尘组件的第一管道；所述惯性除尘组件包括第二管道和设置在第二管道中的n级挡板，n≥3，n级挡板沿第二管道轴向依次，每级挡板包括两个间隔一定间隙的板体，且每个板体的迎风面相对于第二管道轴向呈锐角倾斜；所述第二管道的两端分别设置有第一进气口和第一出气口；所述滤网除尘组件包括筒体和设置在筒体中的滤网，筒体两端设置有第二进气口和第二出气口；所述第一管道为U型，第一管道一端设置在末级挡板的底部，另一端与第二进气口连接。

优选的，前n-1级挡板中的板体均为三角形，且n-1级挡板中每级挡板的两个板体之间的间隙沿烟气流向逐渐增加，其中，第一级挡板中的两个板体无间隙；最后一级挡板中的两个板体均为平直板，最后一级挡板中的两个板体沿第二管道轴向前后错落布置，且两个板体均倾斜设置。

优选的，每级挡板中的板体的迎风面相对于第二管道轴向的倾斜角度为25~35°。

进一步的，所述筒体上设置有压缩空气入口，在筒体的第二进气口和第二出气口附近均设置有所述压缩空气入口。

进一步的，围绕所述第二管道的外壁圆周面上设置有凸起。

优选的，所述筒体由中间的圆柱段和逐渐向两端收缩的锥形段组成，两端的锥形段的末端分别形成所述第二进气口和第二出气口，所述滤网设置在圆柱段中。

优选的，所述第一管道的底部内径大于两端部的内径。

本实用新型还公开了一种CO浓度测量系统，包括烟气取样器、光学CO浓度测量仪、温度传感器、流量计、抽气机、气体数据采集器、控制器和显示器；所述烟气取样器的第二出气口、光学CO浓度测量仪、温度传感器、流量计、抽气机依次连接，所述烟气取样器为本实用新型记载的烟气取样器，烟气取样器的惯性除尘组件设置在锅炉尾部烟道中，抽气机与锅炉尾部烟道连接；所述光学CO浓度测量仪、温度传感器、流量计均与气体数据采集器连接，所述控制器的输入端连接气体数据采集器，控制器的输出端连接显示器和抽气机。

进一步的，所述控制器的输出端还连接有报警器。

进一步的，所述控制器的输出端还连接有气体吹灰装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型的烟气取样器采用双级除尘方式（惯性除尘组件+滤网除尘组件）进行烟气除尘，避免了惯性除尘飞灰去除能力不足的问题，与直接过滤相比，产生的流动阻力较小，滤网布置和较小的飞灰过滤量减少了滤网清理难度、增加了滤网清理时间间隔；本实用新型烟气流动阻力较小，能有效的去除烟气飞灰，同时除尘充分利用烟气的流动动能以减少能耗，缩减成本。

（2）基于本实用新型烟气取样器流动阻力小的特点，再配合具有响应速度快、分辨率高的光学CO浓度测量仪，使得CO浓度测量系统的响应速度达到秒级，具有较好的实时性，同时，控制器会根据流量计的读数确定抽气机的功率，间接决定了测量实时性。

本实用新型的其他优点在具体实施方中进行详细说明。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例记载的烟气取样器结构示意图。

图2是本实用新型具体实施例记载的惯性除尘组件示意图。

图3是本实用新型具体实施例记载的惯性除尘组件剖面示意图。

图4是本实用新型具体实施例记载的CO浓度测量系统的原理示意图。

图中各标号说明：

1-烟气取样器，2-光学CO浓度测量仪，3-温度传感器，4-流量计，5-抽气机，6-气体数据采集器，7-控制器，8-显示器，9-报警器，10-气体吹灰装置，11-燃烧调节模块；

（1-1）-惯性除尘组件，（1-2）-滤网除尘组件，（1-3）-第一管道，（1-4）-肋板；

（1-1-1）-第二管道，（1-1-2）-板体，（1-1-3）-第一进气口，（1-1-4）-第一出气口，（1-1-5）-间隙，（1-1-6）-凸起；

（1-2-1）-筒体，（1-2-2）-滤网，（1-2-3）-第二进气口，（1-2-4）-第二出气口，（1-2-5）-压缩空气入口。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例。需要说明的是，在以下的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指以相应附图的轮廓为基准定义的。

在下述具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，同样应当视其为本实用新型所公开的内容。

本实用新型的其中一个具体实施例中公开了一种可防尘的烟气取样器，如图1所示，该烟气取样器包括惯性除尘组件1-1、滤网除尘组件1-2以及连接惯性除尘组件1-1和滤网除尘组件1-2的第一管道1-3，惯性除尘组件1-1用于去除烟气中的大直径飞灰，滤网除尘组件1-2用于去除烟气中的其他飞灰。

其中，惯性除尘组件1-1包括第二管道1-1-1和设置在第二管道1-1-1中的n级挡板，n≥3，n级挡板沿第二管道1-1-1轴向依次，每级挡板包括两个间隔一定间隙的板体1-1-2，且每个板体1-1-2的迎风面相对于第二管道1-1-1轴向呈锐角倾斜。

作为本实施例的优选方案，前n-1级挡板中的板体1-1-2均为三角形，三角形板体的其中一个边平行于第二管道1-1-1轴线，作为迎风面的边与第二管道1-1-1轴线的夹角优选25~35°，且n-1级挡板中每级挡板的两个板体1-1-2之间的间隙1-1-5沿烟气流向逐渐增加，其中，第一级挡板中的两个板体1-1-2无间隙，整体形成横截面为菱形的挡板；最后一级挡板中的两个板体1-1-2均为平直板，即两个板体的横截面为矩形或平行四边形，最后一级挡板中的两个板体1-1-2沿第二管道1-1-1轴向前后错落布置，且两个板体1-1-2均倾斜设置，使得两个板体1-1-2的迎风面相对于第二管道1-1-1轴向呈锐角倾斜，倾斜角优选25~35°，提升除尘效果。本实用新型的前n-1级挡板为了抑制回流区的形成，最后一级挡板主要是为了强化除尘。

如图1所示，本实施例设置有四级挡板，前三级挡板的板体1-1-2截面形状为三角形，第四级挡板的板体为平直板。可根据实际需要多设置几级三角形挡板和平直板，不局限于本实施例，但增加的挡板级数越多，阻力越大。

本实施例的三角形板体或平直板的两端焊接在第二管道1-1-1的两侧壁上，图1所示为三角形板体或平直板的横截面图，本实施例的四级挡板的整体形状如图2和图3所示。

本实施例的第二管道1-1-1为等直径圆柱筒，圆柱筒的两端形成第一进气口1-1-3和第一出气口1-1-4，第二管道1-1-1平行于锅炉的烟道设置，在使用时第二管道1-1-1完全插入锅炉尾部烟道中。锅炉尾部烟道中的部分烟气进入第二管道1-1-1中，部分烟气从第一出气口1-1-4流出重新流回烟道中。

为了实现惯性除尘组件1-1在烟道中的固定，本实施例优选的，在第二管道1-1-1的外壁圆周面上设置凸起1-1-6，通过该凸起1-1-6将惯性除尘组件1-1固定在烟道中。本实施例的凸起1-1-6为一圈横截面为三角形隆起结构，如图1所示。

本实施例的滤网除尘组件1-2包括筒体1-2-1和设置在筒体1-2-1中的滤网1-2-2，筒体1-2-1两端设置有第二进气口1-2-3和第二出气口1-2-4。作为本实施例的优选方案，筒体1-2-1由中间的圆柱段和逐渐向两端收缩的锥形段组成，两端的锥形段的小端分别形成第二进气口1-2-3和第二出气口1-2-4，滤网1-2-2设置在圆柱段中。相对于整体为圆柱形结构，设置锥形段可以减少进入筒体1-2-1内的气体的局部阻力。

本实施例的第一管道1-3为U型，第一管道1-3一端设置在末级挡板（指沿烟气流向的最后一级挡板）的底部，具体的，第一管道1-3通过肋板1-4连接在第二管道1-1-1的内壁上，肋板1-4与第一管道1-3外壁、第二管道1-1-1内壁均通过焊接方式固定；第一管道1-3另一端与第二进气口1-2-3连接，气体进入滤网除尘组件1-2后沿逆重力方向流动，便于对滤网灰尘的清理。

作为本实施例的优选方案，第一管道1-3的底部内径大于两端部的内径。由于从滤网1-2-2处灰尘积聚脱落至第一管道1-3底部，第一管道1-3的底部直径较大可避免灰尘堵塞管道。

作为本实施例的优选方案，为了有效且方便的对滤网灰尘进行清理，在筒体1-2-1上设置有压缩空气入口1-2-5，用于向筒体1-2-1内输入压缩空气。本实施例中在筒体1-2-1的第二进气口1-2-3和第二出气口1-2-4附近均设置有压缩空气入口1-2-5。或只在第二出气口1-2-4附近的筒体上设置压缩空气入口1-2-5，但由于压缩空气经过滤网使得流速低导致清灰效果不佳，因此优选的在滤网1-2-2的上方和下方均设置一个压缩气体入口1-2-5。

压缩空气入口1-2-5处设置有阀门，根据需要启动压缩空气入口打开，压缩空气入口与气体吹灰装置10连接，气体吹灰装置10为市面上常用的空压机。当监测到烟气流动阻力较大时，可启动气体吹灰装置10向筒体1-2-1内输出压缩空气，对滤网1-2-2进行清灰处理。

本实用新型的另一实施例中公开了一种CO浓度测量系统，如图4所示，该CO浓度测量系统包括烟气取样器1、光学CO浓度测量仪2、温度传感器3、流量计4、抽气机5、气体数据采集器6、控制器7和显示器8。

其中，烟气取样器1的第二出气口1-2-4、光学CO浓度测量仪2、温度传感器3、流量计4、抽气机5依次连接，烟气取样器1为上述实施例记载的烟气取样器，烟气取样器1的惯性除尘组件1-1设置在锅炉尾部烟道中，抽气机5与锅炉尾部烟道连接。锅炉尾部烟道中的气体经过烟气取样器1取样后，依次经过光学CO浓度测量仪测量2、温度传感器3、流量计4，最后通过抽气机5抽回锅炉尾部烟道。

光学CO浓度测量仪2、温度传感器3、流量计4均与气体数据采集器6连接，控制器7的输入端连接气体数据采集器6，控制器7的输出端连接显示器8和抽气机5，控制器7用于收集气体流量、温度、CO浓度数据，并将CO浓度数据实时显示在显示器8上。

本实施例所用的光学CO浓度测量仪、温度传感器3、流量计4、抽气机5、气体数据采集器6均为可以在市面上购买到的设备。

作为本实用新型的另一实施方案，可在控制器7的输出端连接报警器9，对异常情况进行报警。

作为本实用新型的另一实施方案，可在控制器7的输出端连接气体吹灰装置10。控制器7控制气体吹灰装置的启停，控制器7根据抽气机5的功率和流量计4读数可以得到烟气取样器1内烟气流动阻力，当阻力达到设定值时，控制气体吹灰装置10进行清灰，保证系统的正常运行，无需人工干预。控制器7还可根据气体数据采集器的数据及抽气机功率确定气体吹灰装置10的工作时间，根据温度值确定本测量系统的工作时间。

作为本实用新型的另一实施方案，控制器7的输出端可以与锅炉的燃烧调节模块11连接，用于将异常数据输出到燃烧调节模块11以辅助提高锅炉燃烧效率。

下面结合一台65吨的燃煤锅炉运行案例对上述实施例中的CO浓度测量系统的效果进行说明。

某65t煤粉锅炉，煤耗量9t/h，此时，过量空气系数较低，锅炉燃烧产生较多的CO，浓度达到600mg/m³，当采用本实用新型的CO浓度测量系统后，首先通过烟气取样器1从锅炉烟道中抽取部分烟气，烟气依次流过惯性除尘组件1-1和滤网除尘组件1-2进行除尘；经过除尘的烟气流过光学CO浓度测量仪2、温度传感器3、流量计4，测量得到的烟气CO浓度、温度和流量被气体数据采集器6采集并送往控制器7，控制器7将CO浓度数据传输至显示器8，并对异常CO浓度进行报警，同时将数据传输至燃烧调节模块11，当烟气流动阻力达到设定值时，抽气机5停止工作，同时启动气体吹灰装置10，在清灰结束后，启动抽气机5开始工作，由于气体流动速度可以调节，该系统响应时间可以达到5s内。

Claims (10)

1.一种可防尘的烟气取样器，其特征在于，包括惯性除尘组件（1-1）、滤网除尘组件（1-2）以及连接惯性除尘组件（1-1）和滤网除尘组件（1-2）的第一管道（1-3）；

所述惯性除尘组件（1-1）包括第二管道（1-1-1）和设置在第二管道（1-1-1）中的n级挡板，n≥3，n级挡板沿第二管道（1-1-1）轴向依次，每级挡板包括两个间隔一定间隙的板体（1-1-2），且每个板体（1-1-2）的迎风面相对于第二管道（1-1-1）轴向呈锐角倾斜；所述第二管道（1-1-1）的两端分别设置有第一进气口（1-1-3）和第一出气口（1-1-4）；

所述滤网除尘组件（1-2）包括筒体（1-2-1）和设置在筒体（1-2-1）中的滤网（1-2-2），筒体（1-2-1）两端设置有第二进气口（1-2-3）和第二出气口（1-2-4）；

所述第一管道（1-3）为U型，第一管道（1-3）一端设置在末级挡板的底部，另一端与第二进气口（1-2-3）连接。

2.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，前n-1级挡板中的板体（1-1-2）均为三角形，且n-1级挡板中每级挡板的两个板体（1-1-2）之间的间隙（1-1-5）沿烟气流向逐渐增加，其中，第一级挡板中的两个板体（1-1-2）无间隙；最后一级挡板中的两个板体（1-1-2）均为平直板，最后一级挡板中的两个板体（1-1-2）沿第二管道（1-1-1）轴向前后错落布置，且两个板体（1-1-2）均倾斜设置。

3.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，每级挡板中的板体（1-1-2）的迎风面相对于第二管道（1-1-1）轴向的倾斜角度为25~35°。

4.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，所述筒体（1-2-1）上设置有压缩空气入口（1-2-5），在筒体（1-2-1）的第二进气口（1-2-3）和第二出气口（1-2-4）附近均设置有所述压缩空气入口（1-2-5）。

5.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，围绕所述第二管道（1-1-1）的外壁圆周面上设置有凸起（1-1-6）。

6.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，所述筒体（1-2-1）由中间的圆柱段和逐渐向两端收缩的锥形段组成，两端的锥形段的末端分别形成所述第二进气口（1-2-3）和第二出气口（1-2-4），所述滤网（1-2-2）设置在圆柱段中。

7.如权利要求1所述的可防尘的烟气取样器，其特征在于，所述第一管道（1-3）的底部内径大于两端部的内径。

8.一种CO浓度测量系统，其特征在于，包括烟气取样器（1）、光学CO浓度测量仪（2）、温度传感器（3）、流量计（4）、抽气机（5）、气体数据采集器（6）、控制器（7）和显示器（8）；

所述烟气取样器（1）的第二出气口（1-2-4）、光学CO浓度测量仪（2）、温度传感器（3）、流量计（4）、抽气机（5）依次连接，所述烟气取样器（1）为权利要求1至6任一项所述的烟气取样器，烟气取样器（1）的惯性除尘组件（1-1）设置在锅炉尾部烟道中，抽气机（5）与锅炉尾部烟道连接；

所述光学CO浓度测量仪（2）、温度传感器（3）、流量计（4）均与气体数据采集器（6）连接，所述控制器（7）的输入端连接气体数据采集器（6），控制器（7）的输出端连接显示器（8）和抽气机（5）。

9.如权利要求8所述的CO浓度测量系统，其特征在于，所述控制器（7）的输出端还连接有报警器（9）。

10.如权利要求8所述的CO浓度测量系统，其特征在于，所述控制器（7）的输出端还连接有气体吹灰装置（10）。

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