烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置及其采样方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置及其采样方法，包括烟道、采样管、采样分配器和烟气分析仪，采样管的一端设置在烟道内，采样管的另一端与采样分配器相连，采样分配器与烟气分析仪相连，所述采样管为多根，所述采样分配器包括烟尘过滤器、两位三通电磁阀、采样烟气汇流管、排空烟气汇流管、烟气取样泵和烟气排空泵，所有采样管均与烟尘过滤器相连，烟尘过滤器与两位三通电磁阀相连，两位三通电磁阀与采样烟气汇流管相连，采样烟气汇流管与烟气取样泵相连，两位三通电磁阀与排空烟气汇流管相连，排空烟气汇流管与烟气排空泵相连。本发明专利技术实现整个烟道截面的实时同步在线采样分析，保证采样的实时同步。

【技术实现步骤摘要】
烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置及其采样方法
本专利技术涉及一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置及其采样方法。
技术介绍
随着环保排放要求的严格化，燃煤机组逐步实施了超低排放改造，超低排放对运行水平和控制响应的要求均有较大的提高，而为保证超低排放的稳定高效运行，必须对各项设施及时调整，同时由于近年来火电机组发电负荷变化较大，且超低排放设施是污染物精细化处理的装置，因此在机组负荷变化时，必须根据烟气中NOx、SO2、NH3、CO、CO2等各项指标的实时检测结果调整超低排放设施的运行，此时各项指标实时在线监测结果的准确性对运行调整起着关键作用。如何准确的检测分析烟气中NOx、SO2、NH3、CO、CO2等各项指标、真实反映烟道截面气体组分的分布情况已成为超低排放稳定运行的一大制约因素，而NOx、SO2、NH3、CO、CO2等指标的检测分析大多采用在烟道内抽取采样后分析的方式，而现有烟道采样通常采用单点式采样、一拖二或一拖四采样方式，由于烟道截面较大，且烟道内流场、浓度场分布不均匀，单点式采样、一拖二或一拖四采样方式均不能有效的反映整个烟道截面上气体组分的分布情况，不利于超低排放的高效稳定经济性运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置及其采样方法。本专利技术能够根据烟道的实际截面尺寸及烟气分析仪的响应时间等因素确定烟道截面网格划分方式，从而采用矩阵式网格法抽取采样的方法，实现整个烟道截面的实时同步在线采样分析，保证采样的实时同步，有效的反映烟道截面同一时间的各项指标的实时分布情况，从而为超低排放稳定运行提供准确的分析结果，指导超低排放各项设施的运行调整，保证超低排放的高效、经济、稳定运行。烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析的装置和方法避免了单点式采样、一拖二或一拖四采样方式的造成分析结果的局限性，有效客观的反映烟道截面处的整体污染物指标情况。本专利技术解决上述问题所采用的技术方案是：一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：包括烟道、采样管、采样分配器和烟气分析仪，采样管的一端设置在烟道内，采样管的另一端与采样分配器相连，采样分配器与烟气分析仪相连，所述采样管为多根，所述采样分配器包括烟尘过滤器、两位三通电磁阀、采样烟气汇流管、排空烟气汇流管、烟气取样泵和烟气排空泵，所有采样管均与烟尘过滤器相连，烟尘过滤器与两位三通电磁阀相连，两位三通电磁阀与采样烟气汇流管相连，采样烟气汇流管与烟气取样泵相连，两位三通电磁阀与排空烟气汇流管相连，排空烟气汇流管与烟气排空泵相连。本专利技术所述采样分配器还包括流量计，流量计共有两个，两个流量计分别为采样烟气流量计和排空烟气流量计，采样烟气汇流管与采样烟气流量计相连，采样烟气流量计与烟气取样泵相连，排空烟气汇流管与排空烟气流量计相连，排空烟气流量计与烟气排空泵相连，烟气取样泵与烟气分析仪相连。本专利技术所述采样分配器还包括控制柜，两位三通电磁阀与控制柜相连，烟气取样泵与控制柜相连，烟气排空泵与控制柜相连，流量计与控制柜相连。本专利技术所述采样分配器还包括烟气进气接口，烟气进气接口与烟尘过滤器相连，烟气进气接口与采样管连接。本专利技术所述采样分配器还包括烟气采样接口和烟气排空接口，烟气采样接口与两位三通电磁阀相连，烟气排空接口与两位三通电磁阀相连，烟气采样接口和采样烟气汇流管相连，烟气排空接口和排空烟气汇流管相连。本专利技术所述烟尘过滤器的材质为PTFE或玻璃纤维，烟尘过滤器中的滤芯的材质为陶瓷。一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置的采样方法，其特征在于：包括如下步骤：采样管采集烟道内的烟气输送至采样分配器，烟气进入烟尘过滤器进行过滤；①当不进行烟气分析，调节两位三通电磁阀，使得采样烟气汇流管处的气路处于关闭状态，排空烟气汇流管处的气路处于打开状态，过滤后的所有烟气直接沿着排空烟气汇流管进行排出；②当进行烟气分析，调节两位三通电磁阀，使得采样烟气汇流管处的气路处于打开状态，排空烟气汇流管处的气路处于关闭状态，过滤后的所有烟气直接沿着采样烟气汇流管进入烟气分析仪进行烟气分析；③当进行部分烟气分析，选择进行烟气分析的测点，调节两位三通电磁阀，使得进行烟气分析的测点的烟气流向采样烟气汇流管，然后进入烟气分析仪进行烟气分析，其他烟气进入排空烟气汇流管进行排出。本专利技术烟道的截面形状为矩形或者正方形，烟道的截面的长为L，烟道的截面的宽为M，尺寸为L×M（长×宽）时，对烟道的截面进行网格划分，网格划分是根据烟气分析仪的样品分析时间Δt和采样管内烟气流速v确定的，网格划分时长度方向为L/(n1·Δt·v)的圆整值l长，宽度方向为M/(n1·Δt·v)的圆整值m宽，其中n1为正整数（1、2、3、4、5……），从而确定烟道的截面的网格数为l长×m宽。本专利技术采样管的数量与烟道的截面的网格数（l长×m宽）相同，相邻的采样管之间长度相差为n1·Δt·v，每一个网格中均设置有采样管。本专利技术所述烟气取样泵的流量和烟气排空泵的流量设定根据采样管的横截面积S、采样管内烟气流速v和烟道的截面的网格数（l长×m宽）确定，其中烟气取样泵的流量为S×v×n1，烟气排空泵的流量为S×v×n1×（l长×m宽-1）；烟气分析仪顺次对采样管（即（l长×m宽）个进气气路）进行切换分析，由于烟气分析仪单个气路样品分析时间为Δt，而相邻采样管长度相差均为n1·Δt·v，且烟气取样泵流量为S×v×n1，烟气排空泵流量为S×v×n1×（l长×m宽-1），因此对烟道内同一截面同一测量时间点的相邻采样管内烟气进行采样时在，相邻采样管中烟气的停留时间间隔为n1·Δt，在顺次对各采样管内的进气气路进行切换分析时，将烟气分析仪的采样时间间隔调整为n1·Δt，从而保证顺次采样分析的为烟道内同一截面同一测量时间点的烟气，进而实现矩阵式实时同步的在线采样分析。本专利技术相比现有技术，具有以下优点和效果：1）矩阵式采样真实反映整个烟道截面处气体组分分布情况；2）可实现烟道截面气体组分实时同步的采样分析；3）保证采样分析结果为烟道截面同一时间的数据，实现采样的实时同步；4）本专利的工艺路线，可以有效保证超低排放的高效经济稳定运行。附图说明图1是本专利技术实施例1的平面结构示意图。图2是本专利技术实施例1的采样分配器平面结构示意图。图3是本专利技术实施例2的平面结构示意图。图4是本专利技术实施例2的采样分配器平面结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过实施例对本专利技术作进一步的详细说明，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1和2为一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，包括烟道1、采样管2、采样分配器3、烟气分析仪4。采样管2的一端设置在烟道1内，采样管2的另一端与采样分配器3相连，采样分配器3与烟气分析仪4相连。其中，烟道1的截面形状为矩形或者正方形，这里的截面可以是任一平面对烟道1进行截面，只需保证截面形状为矩形或者正方形即可。采样管2为多根。在烟道1的一个确定的截面处由多根采样管2进行多点采集烟气样品，后进入采样分配器3进行分配，由烟气分析仪4进行分析，从而实现烟气同截面、矩阵式实时同步在线的采样分析。具体的，采样分配器3包括烟气采样接口、烟气排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：包括烟道、采样管、采样分配器和烟气分析仪，采样管的一端设置在烟道内，采样管的另一端与采样分配器相连，采样分配器与烟气分析仪相连，所述采样管为多根，所述采样分配器包括烟尘过滤器、两位三通电磁阀、采样烟气汇流管、排空烟气汇流管、烟气取样泵和烟气排空泵，所有采样管均与烟尘过滤器相连，烟尘过滤器与两位三通电磁阀相连，两位三通电磁阀与采样烟气汇流管相连，采样烟气汇流管与烟气取样泵相连，两位三通电磁阀与排空烟气汇流管相连，排空烟气汇流管与烟气排空泵相连。

【技术特征摘要】
1.一种烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：包括烟道、采样管、采样分配器和烟气分析仪，采样管的一端设置在烟道内，采样管的另一端与采样分配器相连，采样分配器与烟气分析仪相连，所述采样管为多根，所述采样分配器包括烟尘过滤器、两位三通电磁阀、采样烟气汇流管、排空烟气汇流管、烟气取样泵和烟气排空泵，所有采样管均与烟尘过滤器相连，烟尘过滤器与两位三通电磁阀相连，两位三通电磁阀与采样烟气汇流管相连，采样烟气汇流管与烟气取样泵相连，两位三通电磁阀与排空烟气汇流管相连，排空烟气汇流管与烟气排空泵相连。2.根据权利要求1所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：所述采样分配器还包括流量计，流量计共有两个，两个流量计分别为采样烟气流量计和排空烟气流量计，采样烟气汇流管与采样烟气流量计相连，采样烟气流量计与烟气取样泵相连，排空烟气汇流管与排空烟气流量计相连，排空烟气流量计与烟气排空泵相连，烟气取样泵与烟气分析仪相连。3.根据权利要求2所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：所述采样分配器还包括控制柜，两位三通电磁阀与控制柜相连，烟气取样泵与控制柜相连，烟气排空泵与控制柜相连，流量计与控制柜相连。4.根据权利要求3所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：所述采样分配器还包括烟气进气接口，烟气进气接口与烟尘过滤器相连，烟气进气接口与采样管连接。5.根据权利要求4所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：所述采样分配器还包括烟气采样接口和烟气排空接口，烟气采样接口与两位三通电磁阀相连，烟气排空接口与两位三通电磁阀相连，烟气采样接口和采样烟气汇流管相连，烟气排空接口和排空烟气汇流管相连。6.根据权利要求5所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置，其特征在于：所述烟尘过滤器的材质为PTFE或玻璃纤维，烟尘过滤器中的滤芯的材质为陶瓷。7.一种如权利要求1-6任一权利要求所述的烟道截面矩阵式实时同步在线采样分析装置的采样方法，其特征在于：包括如下步骤：采样管采集烟道内的烟气输送至采样分配器，烟气进入烟尘过滤器进行过滤；①当不进行烟气分析，调节两位三通电磁阀，使得采样烟气汇流管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜振，朱跃，冯前伟，张杨，柴磊，江建平，
申请(专利权)人：华电电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33