锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，该装置设有壳体，壳体的内腔为烟气通道，烟气通道两侧分别设置烟气进口和烟气出口，该装置安装在锅炉水冷壁背火侧的保温层中，并在锅炉水冷壁鳍片上开设有与烟气进口相适配的取样口，烟气进口经水冷壁背火侧安装在该取样口上，并经该取样口与锅炉连通。其产生的有益效果是，有效的解决了烟气取样探头（枪）烧损、堵塞和烟气取样管道堵塞问题。

Flue gas sampling device for boiler water wall near wall area

The present invention relates to a flue gas sampling device in near wall region of a boiler water wall, the device is provided with a shell, the inner cavity of the casing for the flue gas channel, gas passage are arranged on both sides of a smoke inlet and a smoke outlet, the device installed in the insulating layer of boiler water wall in the back side, and is provided with a gas inlet sampling in boiler water wall fins matched with the mouth, the flue gas inlet water wall mounted on the back side of the sampling port, and the sampling port connected with the boiler. The utility model has the advantages that the utility model effectively solves the problem of the burning and blocking of the flue gas sampling probe (gun) and the blockage of the flue gas sampling pipeline.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种燃煤电厂锅炉水冷壁高温腐蚀监控与防治技术，具体涉及一种燃煤锅炉炉膛水冷壁近壁区烟气取样装置，属于电力及动力工程

技术介绍
近年来，随着环保要求的日益严格，特别是火电厂NOx排放标准的不断提高，燃煤电厂均实施了NOx控制技术改造，采用的主流技术为低氮燃烧技术+SCR烟气脱硝技术。锅炉低氮燃烧技术组织形成的炉内强还原区虽可降低NOx的排放，但加剧了锅炉水冷壁高温腐蚀。燃煤电站锅炉水冷壁高温腐蚀是典型的硫化物腐蚀。水冷壁壁温及其近壁区烟气含氧量是影响高温腐蚀的两个关键因素。在壁温设定的条件下，提高近壁区烟气含氧量是缓解水冷壁高温腐蚀的有效途径。监测水冷壁近壁区烟气中O2、CO及腐蚀性气体H2S的浓度，是提高近壁区氧量的前提，也是开展高温腐蚀监测的基础。目前，针对锅炉水冷壁近壁区烟气组分的监测，国内外研究者已提出了相关技术方案。专利200810236550.8提出了一种在线监测锅炉水冷壁高温腐蚀的装置与方法，包括烟气采样管、烟气分析仪、工控机、高温热电偶、显示器。通过在鳍片管上开孔布置烟气采样管，借助烟气分析仪抽取并测量烟气中CO、O2和SO2，结合高温热电偶测得的水冷壁壁温，经工控机利用改进的模糊层次分析法进行处理，得到当前高温腐蚀影响因素的权重大小，并将排序结果显示在显示器画面上。上述装置烟气采样管直接伸入炉膛内，存在烧损的风险，关于水蒸气对SO2测量的影响未给出明确的措施。为了解决技术中涉及的取样装置堵塞问题，专利2012100887830.3提出了一种锅炉水冷壁高温腐蚀气氛监测装置。通过在烟气取样探头内部布置绞龙，在有效避免大颗粒未燃尽煤粉和渣块进入烟气取样探头的同时，还可以将进入锅炉冷凝器的细颗粒通过绞龙的搅动作用送回炉膛，显著提高高温腐蚀气氛连续监测的可靠性。但是，该装置的烟气取样探头穿过膜式水冷壁，露出部分的长度约5～10mm，绞龙的一端伸出取样探头约0～5mm，进去炉膛的取样探头和绞龙因没有冷却存在烧损的问题。另外，绞龙为活动部件极易受粉尘的影响而磨损泄露，运行可靠性不高。实时监测水冷壁近壁区烟气组分对预防和治理水冷壁高温腐蚀具有重要的意义和价值，但由于炉膛内部烟气温度高、组分复杂、含尘量大、水冷壁鳍片宽度小、取样困难等诸多原因，导致目前已有技术在应用中尚存在以下问题：（1）烟气取样探头（枪、装置）易烧损由于炉膛温度高、辐射换热强、烟气取样流量小、冷却效果差等原因，安装在水冷壁上的烟气取样探头，特别是伸入炉膛内部的探头，极容易被烧损。烟气取样探头一旦烧损，会导致密封不严，出现泄露，致使测量结果失真。另外，烧损的探头前端发生熔融而变形，会导致前端取样管道堵塞，而此类堵塞采用常规的反吹等措施无法解决，致使系统无法正常工作。（2）烟气取样口及烟气取样管路易堵塞现有技术普遍采用鳍片开小孔抽取烟气的取样方式。由于水冷壁鳍片尺寸小（一般宽度<20mm），开得孔一般直径较小，极容易被炉膛中呈熔融态的未燃尽灰渣堵塞。另外，由于绝大多数技术过滤装置安装在距取样口一定距离的烟气取样管道内，虽然系统配备反吹装置，但烟气取样管道仍特别容易堵塞。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述不足，提供一种可以有效防堵塞的锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置。为实现上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，设有壳体，壳体的内腔为烟气通道，烟气通道两侧分别设置烟气进口和烟气出口，该装置安装在锅炉水冷壁背火侧的保温层中，并在锅炉水冷壁鳍片上开设有与烟气进口相适配的取样口，烟气进口经水冷壁背火侧安装在该取样口上，并经该取样口与锅炉连通。本专利技术的进一步设计在于：烟气通道内还设有烟尘过滤片，烟尘过滤片设置在烟气进口与烟气出口之间，烟尘过滤片为片状多孔滤芯。烟气进口设置在壳体下部，烟气出口设置在与其相对侧壳体上部，壳体底面采用沿着烟气进口向上倾斜的斜面结构。烟气通道下部与烟气进口连接部分采用渐扩式结构。壳体对应烟气通道下部与烟气进口连接部除底部的斜面结构外，其余部分采用弧形结构，该弧形结构与底部斜面共同形成烟气通道下部的渐扩式结构。为了保证大颗粒沉积物能从斜面滚落到炉腔中，壳体底面与水冷壁鳍片夹角a为135°~170°。烟气进口采用矩形口。为了定时对烟气通道进行清洁，在烟气出口位置的上部设有压缩空气接口，对应该压缩空气接口相应在壳内设置均气结构，该均气结构的空气出口正对烟尘过滤片，用于接入压缩空气时对烟尘过滤片进行吹扫。壳体底部与烟气进口位置相对侧设有反吹压缩空气接口。反吹缩空气接口沿着壳体底面斜坡方向延伸并连通烟气通道，用于接入压缩空气，对壳体底部斜坡面进行吹扫。为了检修保养，所述壳体侧面设有检修口。为了保证取样精度，防止装置在高温下损毁，装置整体设置在锅炉保温层中，并锅炉水冷壁鳍片上开设取样口。本专利技术相比现有技术具有如下有益效果：本专利技术解决了烟气取样探头易烧损、易堵塞的问题，与现有技术相比烟气取样探头使用寿命长，运行可靠性高。1、本专利技术有效的解决了烟气取样探头（枪）易烧损、易堵塞的问题，本专利技术中的水冷壁鳍片上烟气取样口设计为矩形而非圆孔，该设计方案一方面可减少取样阻力（水冷壁鳍片为长条形，宽度极小（一般为7~12mm），取样口设计为圆形，会出现取样阻力大，易堵塞问题），增大了烟气抽取的量；另一方面也可以防止单个煤焦颗粒将取样口堵塞，防止取样时发生堵塞。2、本专利技术设计了压缩空气接口和检修口，可以定期通过高压空气对烟气进口进行反吹，清除烟气进口周围的灰渣；也可以通过检修口对烟气入孔进行检查。3、本专利技术中取样口开在相邻两根水冷壁管鳍片上，设计非常巧妙，并将烟气取样装置置于在水冷壁的背火侧，该优化的设计可以避免装置被炉膛火焰直接辐射，有效解决取样探头烧损的问题，避免高温腐蚀。同时装置设置在保温层中，利于对采样气体进行保温，有效防止取样烟气中水蒸气在进入冷凝器前冷凝，使得取样管堵塞。4、本专利技术有效的解决了烟气取样管道堵塞问题，烟气取样装置内的烟气通道设计为渐扩形式，在渐扩形式的烟气取样通道内烟气流速降低，大粉尘颗粒会发生自然沉降，沉积在底部。烟气取样装置下部壳体与水冷壁鳍片夹角设计大于135°，使得沉积在底部壳体上的大颗粒可以滑回炉膛内。另外，也可以定期通过高压空气对沉积的飞灰进行定期反吹。5、烟气取样装置内设计了烟尘过滤片，取样烟气中未沉降的细小颗粒可被片状多孔滤芯捕获，在上部高压空气的作用下定期被反吹回炉膛。附图说明图1是本专利技术的水冷壁近壁区烟气取样装置结构示意图；图2是锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置安装示意图（侧视图）；图3是炉水冷壁近壁区烟气取样装置安装示意图（正视图）；图4是锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置与水冷壁鳍片连接方式示意图。图中：1、烟气进口；2、壳体；3、烟尘过滤片；4、压缩空气接口；5、烟气出口；6、检修口；7、反吹压缩空气接口；8、烟气通道；9、膜式水冷壁；9a、水冷壁管；9b、鳍片；10、取样口；11、锅炉保温层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，设有壳体，壳体的内腔为烟气通道，烟气通道两侧分别设置烟气进口和烟气出口，其特征是：该装置安装在锅炉水冷壁背火侧的保温层中，并在锅炉水冷壁鳍片上开设有与烟气进口相适配的取样口，烟气进口经水冷壁背火侧安装在该取样口上，并经该取样口与锅炉连通。

【技术特征摘要】
1.一种锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，设有壳体，壳体的内腔为烟气通道，烟气通道两侧分别设置烟气进口和烟气出口，其特征是：该装置安装在锅炉水冷壁背火侧的保温层中，并在锅炉水冷壁鳍片上开设有与烟气进口相适配的取样口，烟气进口经水冷壁背火侧安装在该取样口上，并经该取样口与锅炉连通。2.根据权利要求1所述的锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，其特征是：烟气通道内还设有烟尘过滤片，烟尘过滤片设置在烟气进口与烟气出口之间。3.根据权利要求2所述的锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，其特征是：所述烟尘过滤片为片状多孔滤芯。4.根据权利要求2所述的锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，其特征是：烟气进口设置在壳体下部，烟气出口设置在与其相对侧壳体上部，壳体底面采用沿着烟气进口向上倾斜的斜面结构。5.根据权利要求4所述的锅炉水冷壁近...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国庆，刘建民，黄启龙，李永生，刘铭媛，时伟，
申请(专利权)人：国电科学技术研究院，南京电力设备质量性能检验中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32