CN220040362U - 一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，包括多通道采样系统、综合烟气混合系统、烟气分析仪、烟气数据无线传输系统，其特征在于：所述多通道采样系统由加热采样组件、非加热采样组件和伴热管线组成，所述综合烟气混合系统由多级烟气预处理装置、烟气混合装置、大功率抽气装置和分析控制系统组成。本实用新型的技术方案将多级烟气预处理装置设置于综合烟气混合箱之前，通过强化预处理装置除湿能力，最大程度减少装置内的冷凝水或水蒸气，还能通过检测数据电子化，实现数据远程传输，保证数据准确和提高工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及锅炉尾部烟气分析技术领域，特别是一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统。
背景技术
根据GB/T 10184-2015《电站锅炉性能试验规程》中5.10烟气取样和分析和附录B网格法等面积的划分原则及代表点确定等测试要求，鉴定和验收试验应采用网格法取样，网格法取出的各点样品，在不影响精度的前提下可混合为1个或2个样品进行分析。当测量SO2气体浓度时，不应采用注水式多点取样混合器，且取样管道需要采用恒温伴热。因此，需要有合适的成套装置采用网格法同步收集烟道内的烟气，完成烟气预处理和均匀混合，且能适应烟道内外压差的不同，保证在取样过程中烟气成分稳定准确。在申请人之前申请的申请号为201922334831.3、公开号为CN211317948U、专利名称为“一种大型锅炉尾部综合烟气混合装置”的中国专利和申请号为201911340714.6、公开号为CN110849698A、专利名称为“一种大型锅炉尾部烟气成分分析前系统”的另一个中国专利中申请能够完成烟气预处理和混合的装置，但是在使用过程中发现这个两个专利技术都存在以下缺点：
缺点1：现有的专利技术描述的烟气取样全程恒温伴热的模式，但是综合烟气混合箱采用四周设置电加热面板的形式，内部机械构建无法实现恒温伴热，可能出现冷凝水，导致部分烟气溶于水，影响烟气成分分析的准确性。
缺点2：现有的专利技术描述的预处理装置设置于综合烟气混合箱之后不利于系统除尘、除颗粒物、除湿，综合烟气混合箱内部机械构建容易损坏。
缺点3：现有的专利技术描述的锅炉尾部烟气成分分析系统，数据记录采用现场人工记录的方式，安全性和准确性不足。
所以根据申请人申请的发明专利《一种大型锅炉尾部烟气成分分析前系统》和授权的实用新型专利《一种大型锅炉尾部综合烟气混合装置》为基础进行改进和创新，为克服上述中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，能够解决现有技术中的装置烟气成分分析的不准确、装置机械构建容易损坏等问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，包括多通道采样系统、综合烟气混合系统、烟气分析仪，还包括烟气数据无线传输系统，所述多通道采样系统由加热采样组件、非加热采样组件和伴热管线组成，所述综合烟气混合系统由多级烟气预处理装置、烟气混合装置、大功率抽气装置和分析控制系统组成，所述加热采样组件的前端连接非加热采样组件，所述加热采样组件的后端通过所述伴热管线与所述多级烟气预处理装置连接，所述多级烟气预处理装置通过第一烟气软管与所述烟气混合装置连接，所述大功率抽气装置位于所述烟气混合装置的下方，所述大功率抽气装置与所述烟气混合装置通过第二烟气软管连接，所述大功率抽气装置与所述烟气分析仪通过第三烟气软管连接，所述烟气数据无线传输系统设置在所述烟气混合装置的前方，并将烟气分析仪的数据通过信号传输上位机，所述加热采样组件和所述非加热采样组件伸进电站锅炉尾部烟道上开设的预留检测口内。
进一步的，所述分析控制系统包括控制面板，所述控制面板设置在所述综合烟气混合系统外，所述大功率抽气装置与所述控制面板电性连接。
进一步的，所述大功率抽气装置为大功率抽气泵，所述烟气软管上从所述大功率抽气泵的一端往所述烟气分析仪上依次设置有三通阀、阻水过滤器和烟尘过滤器，所述三通阀与所述控制面板电性连接，所述三通阀用于控制进入烟气分析仪的烟气量。
进一步的，所述加热采样组件的数量有4根，所述加热采样组件的长度为1.5m，所述加热采样组件内设置有温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述控制面板电性连接，所述加热采样组件的内壁管和外壁管之间设置有加热电阻丝嵌入式盘旋铝管。
进一步的，所述非加热采样组件的数量有8根，所述非加热采样组件的长度为1m，所述非加热采样组件之间相互螺纹连接，所述非加热采样组件上相隔0.5m处开设有一个取样口，所述取样口的取样方向为面向烟气方向，所述加热采样组件上固定有隔热且便于操作人员持握的持握部，所述伴热管线的伴热方式为内部缠绕式螺旋伴热。
进一步的，所述多级烟气预处理装置中设置有4个第一通道，每个所述通道均独立配置有冷凝器和多级粉尘过滤器，所述烟气混合装置中设置有8个第二通道，所述烟气混合装置包括第一级混气罐、第二级混气罐，所述第一级混气罐的进气口与所述多级烟气预处理装置通过所述第一烟气软管相连通，所述第一级混气罐的出气口和所述第二级混气罐的进气口相连通，所述第二级混气罐与所述大功率抽气装置通过所述第二烟气软管相连通，每个所述第一通道均设置有通道开关和流量控制器，所述流量控制器与所述控制面板电性连接，所述通道开关由电磁阀控制，所述电磁阀与所述控制面板电性连接。
进一步的，所述流量控制器为电磁流量计，所述电磁流量计与所述控制面板电性连接。
进一步的，所述烟气数据无线传输系统为烟气分析仪数据信号源转换装置，所述烟气分析仪数据信号源转换装置包括发射器、中继器、接收器，所述烟气分析仪与所述发射器电性连接，所述发射器与所述中继器无线信号连接，所述发射器集成在所述综合烟气混合系统的内部，且与所述控制面板电性连接，所述中继器与接收器无线信号连接。
进一步的，所述加热采样组件上设置有加热电源线，所述加热电源线的数量为4根，所述加热电源线4根并联为1根，并在端部设置电源插头。
进一步的，还包括高度集成化移动小车，所述高度集成化移动小车位于4轮平板车上，平板车上集成有所述多级烟气预处理装置、所述烟气混合装置、所述大功率抽气装置、分析控制系统、所述烟气分析仪数据信号源转换装置和所述发射器。
本实用新型的有益效果：与上述背景技术相比，本实用新型的技术方案将多级烟气预处理装置设置于综合烟气混合箱之前，通过强化预处理装置除湿能力，最大程度减少装置内的冷凝水(水蒸气)，能有效避免烟气溶于水，保证烟气成分分析的准确性，将机械式的烟气混合方式，改进为采用双级螺旋混气串联技术，在实现均匀混合烟气的同时不需要消耗电能；将多级烟气预处理装置设置于综合烟气混合箱之前，还能有效除尘、除颗粒物、除湿，有利于保护后置设备。增加烟气数据无线传输系统，能简化检验现场工作流程，降低高空作业的风险，可降低人工成本。同时，还实现了检测数据电子化，实现数据远程传输，保证数据准确和提高工作效率。
附图说明
图1为本实用新型的系统流程示意图；
图2为本实用新型的系统结构示意图；
图3为本实用新型的烟气控制混合流程示意图；
图4为本实用新型的加热采样组件的主视图；
图5为本实用新型的非加热采样组件的主视图；
图6为本实用新型的综合烟气混合系统主视方向的布局图；
图7为本实用新型的综合烟气混合系统侧视方向的布局图。
其中：1、多通道采样系统，2、综合烟气混合系统，3、烟气分析仪，4、烟气数据无线传输系统，5、加热采样组件，6、非加热采样组件，7、伴热管线，8、电源插头，9、多级烟气预处理装置，10、加热电源线，11、烟气混合装置，12、大功率抽气装置，13、分析控制系统，14、上位机，15、电站锅炉尾部烟道，16、控制面板，17、三通阀，18、阻水过滤器，19、烟尘过滤器，20、取样口，21、冷凝器，22、粉尘过滤器，23、通道开关，24、电磁流量计，25、电磁阀，26、发射器，27、中继器，28、接收器，29、第一级混气罐，30、第二级混气罐。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。为了更好的理解，本实用新型的方位是根据附图所示方位描述，不能理解为对本申请的限制；以下术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1至图7，本实用新型提供了一实施例：一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，包括多通道采样系统、综合烟气混合系统、烟气分析仪，还包括烟气数据无线传输系统，所述多通道采样系统由加热采样组件、非加热采样组件和伴热管线组成，所述综合烟气混合系统由多级烟气预处理装置、烟气混合装置、大功率抽气装置和分析控制系统组成，所述加热采样组件的前端连接非加热采样组件，所述加热采样组件的后端通过所述伴热管线与所述多级烟气预处理装置连接，所述多级烟气预处理装置通过第一烟气软管与所述烟气混合装置连接，所述大功率抽气装置位于所述烟气混合装置的下方，所述大功率抽气装置与所述烟气混合装置通过第二烟气软管连接，所述大功率抽气装置与所述烟气分析仪通过第三烟气软管连接，所述烟气数据无线传输系统设置在所述烟气混合装置的前方，并将烟气分析仪的数据通过信号传输上位机，所述加热采样组件和所述非加热采样组件伸进电站锅炉尾部烟道上开设的预留检测口内。能够满足电站锅炉尾部多路烟气便捷取样、预处理、混合、分析、传输的需求。该系统集成温度控制、流量控制、除水、除尘功能干一体，有效克服烟道内高负压及装置内部阻力，满足在电站锅炉尾部烟道高湿、低温、低硫时烟气成分分析要求，具有通用性、准确性、便携性、交互性强的特点，同时以无线传输的方式采集测试数据，实现数据电子化，能显著提高测试效率。
请继续参阅图2所示，本实用新型一实施例中，所述分析控制系统包括控制面板，所述控制面板设置在所述综合烟气混合系统外，所述大功率抽气装置与所述控制面板电性连接。述控制面板采用7英寸TFTLCD触摸显示屏进行人机交互，可显示运行信息、及控制内置系统，操作方便快捷，各功能可手动操作，亦可自动运行，系统部件完成逻辑连锁，匹配不同工作环境以及测试方法，分析控制系统用于控制伴热管线中的温度控制器、冷凝器、检湿器、多路烟气通道流量控制、混气工作模式切换、大功率抽气装置以及故障报警等，受控制部件与所述控制面板电性连接。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述大功率抽气装置为大功率抽气泵，所述烟气软管上从所述大功率抽气泵的一端往所述烟气分析仪上依次设置有三通阀、阻水过滤器和烟尘过滤器，所述三通阀与所述控制面板电性连接，所述三通阀用于控制进入烟气分析仪的烟气量。其中三通阀中的排空口用于排出多余烟气，阻水过滤器、烟尘过滤器用于保护烟气分析仪。所述大功率抽气装置采用耐高温、防腐蚀材料，功率(抽力)可调，为整套系统提供动力。
请继续参阅图1至图4所示，本实用新型一实施例中，所述加热采样组件的数量有4根，所述加热采样组件的长度为1.5m，所述加热采样组件内设置有温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述控制面板电性连接，所述加热采样组件的内壁管和外壁管之间设置有加热电阻丝嵌入式盘旋铝管。加热采样组件采用耐高温、抗风阻和耐腐蚀的金属材料(例如：316不锈钢)，温度控制器的控制量程为和100～320℃，加热采样组件的内壁管和外壁管之间采用加热电阻丝嵌入式盘旋铝管加热，实现快速、均匀加热。
请继续参阅图1至图5所示，本实用新型一实施例中，所述非加热采样组件的数量有8根，所述非加热采样组件的长度为1m，所述非加热采样组件之间相互螺纹连接，所述非加热采样组件上相隔0.5m处开设有一个取样口，如图5所示，非加热采样组件采用轻便、耐高温、耐腐蚀材料(例如：工业纯钛合金)，所述取样口的取样方向为面向烟气方向，所述加热采样组件上固定有隔热且便于操作人员持握的持握部。所述伴热管线的伴热方式为内部缠绕式螺旋伴热，其中全程0～200℃高温加热，加热时表面温度≤50℃，所述伴热管线采用一体化金属接头与所述加热采样组件和综合烟气混合系统中的多级烟气预处理装置连接。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述多级烟气预处理装置中设置有4个第一通道，每个所述通道均独立配置有冷凝器和多级粉尘过滤器，所述烟气混合装置中设置有8个第二通道，所述烟气混合装置包括第一级混气罐、第二级混气罐，所述第一级混气罐的进气口与所述多级烟气预处理装置通过所述第一烟气软管相连通，所述第一级混气罐的出气口和所述第二级混气罐的进气口相连通，所述第二级混气罐与所述大功率抽气装置通过所述第二烟气软管相连通，每个所述第一通道均设置有通道开关和流量控制器，所述流量控制器与所述控制面板电性连接，所述通道开关由电磁阀控制，所述电磁阀与所述控制面板电性连接。冷凝器是双极帕尔贴大功率冷凝器，冷凝器和多级粉尘过滤器实现高效除尘、除颗粒物、除湿功能，电磁阀与控制面板电性连接，实现单独控制烟气通道，流量控制器可采用电磁流量计保证烟道内浓度分布不均的情况下，各路烟气量均匀采集，且与控制面板电性连接，实现各通道流量控制。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述流量控制器为电磁流量计，所述电磁流量计与所述控制面板电性连接。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述烟气数据无线传输系统为烟气分析仪数据信号源转换装置，所述烟气分析仪数据信号源转换装置包括发射器、中继器、接收器，所述烟气分析仪与所述发射器电性连接，所述发射器与所述中继器无线信号连接，所述发射器集成在所述综合烟气混合系统的内部，且与所述控制面板电性连接，所述中继器与接收器无线信号连接。所述烟气数据无线传输系统采用LoRa无线传输技术，满足八路不同组分(例如：CO2/O2/CO/SO2)烟气数据的传输，采用所述烟气分析仪数据信号源转换装置，对烟气成分数据信号源转换，系统由发射器、中继器、接收器组成，最后通过终端上数据检测软件进行数据记录和存储，实现了检测数据电子化，有利于后期数据快速分析，保证数据准确和提高工作效率。所述烟气数据无线传输系统还具有扩展性，可传输并记录温度、压力、湿度等数据。
请继续参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例中，所述加热采样组件上设置有加热电源线，所述加热电源线的数量为4根，所述加热电源线4根并联为1根，并在端部设置电源插头。加热采样组件自带LED标记加热状态，并且设置220V电源插头。
请继续参阅图1至图7所示，本实用新型一实施例中，还包括高度集成化移动小车，所述高度集成化移动小车位于4轮平板车上，平板车上集戚有所述多级烟气预处理装置、所述烟气混合装置、所述大功率抽气装置、分析控制系统、所述烟气分析仪数据信号源转换装置和所述发射器。高度集成化移动小车搭配4轮平板车使用，高度集成化移动小车根据需要上面的各部件可拆分独立工作。高度集成化移动小车外部加装4个轮子、把手和拉杆保证装置的便携性，整车在满足功能要求的同时尽可能小巧便携；所述高度集成化移动小车侧面连接设置有供电的电源线。
本实用新型具有以下工作原理：本实用新型在方案中采用了加热采样组件和非加热采样组件，根据需要自由组合模式，保证便携、舄安装的测试需求；方案中多通道采样系统采用了电加热恒温控制系统，有效解决SO2低温易溶于水(水蒸气)的问题，在较长距离烟气采样过程中保证烟气成分稳定，满足在电站锅炉尾部烟道高湿、低温、低硫时烟气成分分析要求；方案中采用了多级烟气预处理装置，具有良好的除尘、除颗粒物、除湿功能，最大程度减少SO2的损失，并能为后续设备提供良好运行工况，保证测试数据的准确性和设备安全；方案中采用了烟气混合装置，根据现场条件各通道任意开关、切换，保证各烟道内浓度分布不均的情况下各路烟气量均匀采集，能够将各路烟气进行有效混合，保证烟气取样的代表性，更好的进行烟气成分分析；装置中加入了大功率抽气装置，功率(抽力)可自动调节，有效克服烟道内高负压及装置内部阻力，为系统提供动力支持；方案中采用了分析控制系统和触摸显示屏控制面板，实现人机交互，保证操作方便快捷，各功能可手动操作，亦可自动运行，有效提升装置的智能化水平；方案中采用了烟气数据无线传输系统，能简化测试现场工作流程，降低高空作业的风险，同时实现数据电子化，有利于后期数据快速分析，保证数据准确和提高工作效率；本实用新型结构紧凑，操作方便，能够满足电站锅炉尾部多路烟气便捷取样、预处理、混合、分析、传输、记录的需求，具有通用性、准确性、便携性、交互性强的特点，能显著提高电站锅炉尾部烟气成分分析测试效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，不能理解为对本申请的限制，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，包括多通道采样系统、综合烟气混合系统、烟气分析仪，其特征在于：还包括烟气数据无线传输系统，所述多通道采样系统由加热采样组件、非加热采样组件和伴热管线组成，所述综合烟气混合系统由多级烟气预处理装置、烟气混合装置、大功率抽气装置和分析控制系统组成，所述加热采样组件的前端连接非加热采样组件，所述加热采样组件的后端通过所述伴热管线与所述多级烟气预处理装置连接，所述多级烟气预处理装置通过第一烟气软管与所述烟气混合装置连接，所述大功率抽气装置位于所述烟气混合装置的下方，所述大功率抽气装置与所述烟气混合装置通过第二烟气软管连接，所述大功率抽气装置与所述烟气分析仪通过第三烟气软管连接，所述烟气数据无线传输系统设置在所述烟气混合装置的前方，并将烟气分析仪的数据通过信号传输上位机，所述加热采样组件和所述非加热采样组件伸进电站锅炉尾部烟道上开设的预留检测口内。
2.根据权利要求1所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述分析控制系统包括控制面板，所述控制面板设置在所述综合烟气混合系统外,所述大功率抽气装置与所述控制面板电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述大功率抽气装置为大功率抽气泵，所述烟气软管上从所述大功率抽气泵的一端往所述烟气分析仪上依次设置有三通阀、阻水过滤器和烟尘过滤器，所述三通阀与所述控制面板电性连接，所述三通阀用于控制进入烟气分析仪的烟气量。
4.根据权利要求2所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述加热采样组件的数量有4根，所述加热采样组件的长度为1.5m，所述加热采样组件内设置有温度传感器和温度控制器，所述温度传感器与所述控制面板电性连接，所述加热采样组件的内壁管和外壁管之间设置有加热电阻丝嵌入式盘旋铝管。
5.根据权利要求2所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述非加热采样组件的数量有8根，所述非加热采样组件的长度为1m，所述非加热采样组件之间相互螺纹连接，所述非加热采样组件上相隔0.5m处开设有一个取样口，所述取样口的取样方向为面向烟气方向，所述加热采样组件上固定有隔热且便于操作人员持握的持握部，所述伴热管线的伴热方式为内部缠绕式螺旋伴热。
6.根据权利要求2所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述多级烟气预处理装置中设置有4个第一通道，每个所述通道均独立配置有冷凝器和多级粉尘过滤器，所述烟气混合装置中设置有8个第二通道，所述烟气混合装置包括第一级混气罐、第二级混气罐，所述第一级混气罐的进气口与所述多级烟气预处理装置通过所述第一烟气软管相连通，所述第一级混气罐的出气口和所述第二级混气罐的进气口相连通，所述第二级混气罐与所述大功率抽气装置通过所述第二烟气软管相连通，每个所述第一通道均设置有通道开关和流量控制器，所述流量控制器与所述控制面板电性连接，所述通道开关由电磁阀控制，所述电磁阀与所述控制面板电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述流量控制器为电磁流量计，所述电磁流量计与所述控制面板电性连接。
8.根据权利要求2所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述烟气数据无线传输系统为烟气分析仪数据信号源转换装置，所述烟气分析仪数据信号源转换装置包括发射器、中继器、接收器，所述烟气分析仪与所述发射器电性连接，所述发射器与所述中继器无线信号连接，所述发射器集成在所述综合烟气混合系统的内部，且与所述控制面板电性连接，所述中继器与接收器无线信号连接。
9.根据权利要求5所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：所述加热采样组件上设置有加热电源线，所述加热电源线的数量为4根，所述加热电源线4根并联为1根，并在端部设置电源插头。
10.根据权利要求8所述的一种电站锅炉尾部烟气成分分析系统，其特征在于：还包括高度集成化移动小车，所述高度集成化移动小车位于4轮平板车上，平板车上集成有所述多级烟气预处理装置、所述烟气混合装置、所述大功率抽气装置、分析控制系统、所述烟气分析仪数据信号源转换装置和所述发射器。
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