一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构制造技术

本发明专利技术公开一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，属烟气取样结构设计领域，通过取样测试值指导喷氨量调整，来实现SCR出口NOX的均匀分布与超低排放要求。所述特性取样点的位置、数目、编号需依据喷氨格栅支管的结构与功能特性来确定；所述大流量取样泵用于快速置换特性取样点更换时取样枪、取样支管与取样主管中的原气体，经出口管排出；所述取样电磁阀与反吹电磁阀用于自动控制情况下的取样与反吹，手动球阀与移动管用于手动控制情况下的取样与反吹。本发明专利技术既能实现CEMS监测系统的单点或多点监测功能，又能对依据喷氨格栅支管结构与功能特性划分区域的整个出口测试断面进行监测，其NOX浓度测试值能为各支管喷氨量调整提供直接、对应性的依据。

【技术实现步骤摘要】
一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构
本专利技术涉及一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，属烟气取样结构设计领域，尤其适用于燃煤电厂SCR出口烟道截面烟气监测，其结构特性实现监测值能指导各支管喷氨量的调整，特别是涉及特性取样点的划分原理和独立取样、吹扫的控制结构与方式。
技术介绍
随着单台锅炉机组容量的增加，烟气流量也显著增加，导致烟道截面显著增大。连接锅炉与各个环保设施的烟道经过弯曲、扩张与变形后，导致烟气在整个烟道中的分布不均匀。在烟道截面大、烟气量与组分分布不均匀的情况下，给在线自动监测带来了非常不利的麻烦——监测点位不具备代表性，使在线自动监测不能起到监测烟气排放与设备运行状况的功能。尤其在烟气SCR系统中，烟道从锅炉省煤器出来后变形为两通道，又有连续的90°弯曲与横向倾斜扩张，导致烟气流场不均，进而容易导致区域喷氨量与NOX量不符，经过催化剂层净化反应后，最终导致在出口烟道内有些区域NOX浓度超标，有些区域NH3逃逸率高的情况。同时，在超低排放——氮氧化物≤50mg/m3与NH3逃逸率≤3ppm等指标的要求下，任何工况与负荷都需要对区域喷氨量进行精准调节。为提高SCR系统运行的效率与稳定性，多数专家更加关注对SCR装置结构与催化剂的研究，对监测取样研究的重点也是在混合取样上，而对于依据喷氨支管结构与功能特性建立的多点独立取样结构研究缺乏关注，导致无法实现监测值为喷氨量分布的调整提供直接、对应性的依据。目前，SCR出口烟道CEMS采用单点监测或2-3个监测点位分别抽取烟气组成混合样来对出口烟气组分进行监测，喷氨自动控制系统依据CEMS监测值来对总的喷氨量进行调整。因此，当监测点位烟气的CEMS监测数值不能代表整个烟道烟气组分时，喷氨自动控制系统做出的调整策略反而会加重SCR系统的异常运行——烟气中NOX的持续超标排放与部分区域NH3逃逸率变高引起的空预器快速堵塞加重。中国技术专利CN204359574U解决“SCR烟道出口CEMS监测数值不能代表烟气组分”的难题，即在SCR烟道出口处设置多个采样点，分别抽取烟气组成混合样来对出口烟气组分进行监测，监测烟气混合样能真实反应烟气中NOX的浓度。但这种技术不能反应烟道内哪些区域NOX浓度高、哪些区域NH3逃逸率高，即对区域喷氨调整不能提供任何指导意见，也不能预防或减轻NH3逃逸高所引起的空预器堵塞等问题。在上述条件下，如果要在SCR出口烟道内实现NOX浓度分布均一、达标且NH3逃逸率合格，就必须借助便携式烟气测试仪，通过人工现场测试的方式来对喷氨支管的区域喷氨量进行手动调整。对电厂而言，整个调整过程复杂、工作量大，需邀请专业队伍来操作，且短时间内的调整效果难以保证长时间、多负荷下的运行需求，缺乏实用性与经济性。因此，最好的方式是使安装在烟道出口的CEMS能对监测断面上特性区域的烟气组分进行分别监测，并实现监测值为喷氨量分布的调整提供直接、对应性的依据，且新系统不需要增加新的监测主机，只需在旧CEMS系统的基础上对取样结构进行改造就能实现上述功能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，该取样结构能帮助CEMS系统只用一台分析仪就能实现对整个烟道截面上特性区域的烟气组分进行监测，并为调整支管喷氨量提供直接、对应性的依据，且能在现有CEMS系统基础上，依据实际需求实现升级改造，便于推广。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，包括—Ʌ型固定杆，其两端固定在烟道壁上，—长取样枪与短取样枪，不同长度的取样枪按序固定在Ʌ型固定杆中，特性取样点的位置、数目、编号与喷氨格栅支管的结构、功能特性相对应，—取样电磁阀，其用于自动控制抽取任意特性取样点的烟气，阻断取样时不同特性取样点烟气混合，以及用于取代其作用的—移动管与快速接头，其用于手动控制抽取任意特性取样点的烟气，—CEMS连接管，其固定在大流量取样泵出口管的内上壁区域。由此，依据脱硝系统各喷氨支管的结构与功能特性，在出口烟道截面上分别确定其喷氨量分布的主要区域，在各喷氨支管所喷NH3浓度分布的中心位置上设置与该喷氨支管相对应的特性取样点。大流量抽气泵通过取样主管、联通横管与各个取样支管连接，取样支管上的取样电磁阀控制大流量抽气泵能单独抽取任意特性取样点的烟气。当特性取样点更换时，大流量抽气泵能快速置换取样管与取样枪中的原气体，并通过出口管排出，尽量缩短CEMS柜中抽气泵通过CEMS连接管抽取不合格烟气的时间。根据本专利技术的实施例，还可以对本专利技术作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：优选地，监测截面上特性取样点是依据各喷氨支管所喷NH3在出口监测截面上浓度分布区域的中心来确定的，并使特性取样点的编号与喷氨支管调节阀编号一一对应。优选地，Ʌ型固定杆的张角α为30-60°，两端固定在烟道壁上，材料选用耐磨损的不锈钢，厚度为4-6mm。优选地，取样枪端头带有向下弯曲90°的取样嘴，避免取样时大量粉尘进入取样枪，取样嘴超出Ʌ型固定杆2-5cm。优选地，取样电磁阀的编号与特性取样点的编号一致，即与喷氨支管调节阀的编号一一对应，相同长度取样枪所对应的取样电磁阀固定在集聚箱中的同一高度上，取样枪越长，所对应的取样电磁阀固定位置越高，便于识别与控制。优选地，针对需采用自动控制对不同特性取样点取样的情况，采用联通横管连接各个取样支管与取样主管，采用取样电磁阀控制取样，采用反吹电磁阀控制反吹，由于SCR出口烟道内有很强的负压（-1640—-1660Pa），所以没有专门设置反吹泵。针对需采用手动控制对不同特性取样点取样的情况，采用可弯曲的移动管与手动球阀，以及移动管与取样支管端头的快速接头手动控制不同特性取样点的取样，同时，采用手动球阀控制反吹。优选地，大流量抽气泵的安装位置尽量靠近CEMS柜，其流量为20-40l/min，能在2-4s内快速置换取样主管、取样支管与取样枪中的原气体，并通过出口管排出，CEMS连接管伸入出口管的长度L为0.5-1m。优选地，取样主管、取样支管与取样枪的R1为4-5mm，R2为5-8mm；CEMS连接管的R3为3-4mm，R4为4-5mm；出口管的R5为10-18mm，R6为12-20mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)特性取样点代表区域的喷氨量受相对应喷氨支管的控制，特性取样点的编号与喷氨支管调节阀的编号一一对应，当某特性取样点NOX监测值出现异常时，就能直接通过调节相对应的支管调节阀来对相关区域的喷氨量进行调整。(2)联通横管与取样电磁阀能实现自动控制对不同特性取样点进行单独取样；移动管与快速接头能实现手动控制对不同特性取样点进行单独取样，两种结构都能在一台CEMS分析仪上实现对整个监测断面上不同区域烟气组分的监测。(3)由于SCR出口烟道内有很强的负压（-1640—-1660Pa），所以结构中不需要设反吹泵，而是分别直接利用反吹电磁阀与手动球阀控制两种结构的反吹功能。(4)靠近CEMS柜安装的大流量抽气泵能使取样主管、取样支管与取样枪中的原气体快速被特性取样点的烟气置换，使更换特性取样点时，CEMS监测值失真的时间大大缩短，由于出口管中烟气速度远大于CEMS连接管的抽气速度，且CEMS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，包括—Ʌ型固定杆(1)，其两端固定在烟道壁(4)上，—长取样枪(3)与短取样枪(5)，其按序固定在Ʌ型固定杆(1)中，特性取样点(2)的位置、数目、编号与喷氨格栅支管的结构、功能特性相对应，—取样电磁阀(10)，其用于自动控制抽取任意特性取样点(2)的烟气，阻断取样时不同特性取样点(2)烟气的混合，以及用于取代其作用的—移动管(18)与快速接头(17)，其用于手动控制抽取任意特性取样点(2)的烟气，—CEMS连接管(12)，其固定在大流量取样泵(16)出口管(15)的内上壁区域。

【技术特征摘要】
1.一种指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，包括—Ʌ型固定杆(1)，其两端固定在烟道壁(4)上，—长取样枪(3)与短取样枪(5)，其按序固定在Ʌ型固定杆(1)中，特性取样点(2)的位置、数目、编号与喷氨格栅支管的结构、功能特性相对应，—取样电磁阀(10)，其用于自动控制抽取任意特性取样点(2)的烟气，阻断取样时不同特性取样点(2)烟气的混合，以及用于取代其作用的—移动管(18)与快速接头(17)，其用于手动控制抽取任意特性取样点(2)的烟气，—CEMS连接管(12)，其固定在大流量取样泵(16)出口管(15)的内上壁区域。2.根据权利要求1所述的指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，所述Ʌ型固定杆(1)的张角α为30-60°，材料选用耐磨损的不锈钢，厚度为4-6mm。3.根据权利要求1所述的指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，所述长取样枪(3)与短取样枪(5)在Ʌ型固定杆(1)中按从长到短的序列上下重叠固定，端头带有向下弯曲90°的取样嘴(20)，取样嘴(20)超出Ʌ型固定杆(1)2-5cm。4.根据权利要求1所述的指导各支管喷氨量调整的烟气取样结构，其特征在于，所述特性取样点(2)在出口监测截面上的位置不是等区域分布的，需依据喷氨格栅支管的结构与功能特性来确定。5.根据权利要求1所述的指导各支管喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖育军，李彩亭，李珊红，
申请(专利权)人：肖育军，
类型：发明
国别省市：湖南,43