一种煤粉锅炉炉膛及其气体在线监测预警系统技术方案

本发明专利技术提供一种煤粉锅炉炉膛及其气体在线监测预警系统，所述系统包括：至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区；与所述至少一个取样装置连接的稀释模块；分别与所述至少一个取样装置以及所述稀释模块连接的监测模块；其中，所述取样装置将采集的样气输送到所述监测模块。本发明专利技术可以延长滤芯使用寿命，减少日常维护，也可以实现大型火电机组高效节能、低碳环保和工业安全。

【技术实现步骤摘要】
一种煤粉锅炉炉膛及其气体在线监测预警系统
本专利技术涉及气体监测
，特别是指一种煤粉锅炉炉膛及其气体在线监测预警系统。
技术介绍
近年来，火电机组为满足超低排放政策要求(NOX≤50mg/Nm3)，普遍采用低氮氧化物燃烧技术以实现NOx超低排放目标，但对于高硫贫煤锅炉，高效燃烧与低氮燃烧矛盾突出，采用分级低氮燃烧技术导致炉膛局部缺氧严重，虽然可有效地降低燃烧区燃烧速率和温度，但会造成CO浓度的急剧增加，从而大大增加化学未完全燃烧热损失。同时会在炉膛内形成还原性气氛，在强还原性气氛条件下(过剩空气系数α<1)抑制NOX生成量，但在高硫煤燃烧工况下，还原性气氛会导致H2S浓度急剧升高，而H2S作为一种强腐蚀性气体，当其浓度高于百ppm量级时，会对水冷壁造成强烈的高温腐蚀作用，在炉内燃烧剧烈的OFA-SOFA区域高温腐蚀最为严重，目前采用喷涂可在一定程度延缓水冷壁高温腐蚀速率，但受喷涂材料、工艺、使用期限及费用等方面限制，该技术无法从根本上解决水冷壁H2S高温腐蚀问题。因此，在锅炉炉膛还原区域在线监测H2S浓度显得至关重要。通过测量H2S浓度可直接反映炉内燃烧状态，在此基础上进行配风调整，有助于燃烧优化，避免炉膛结渣和高温腐蚀。现有技术至少存在如下问题：1.预处理系统采用高温伴热方式，为了去除取样管路中烟气中残留的水分，需在取样管路外加高温伴热管带，取样系统复杂，未去除的水分容易污染测量镜片，引起测量误差，需要后期经常擦拭；系统烟气取样量大，对前端滤芯要求较高，日常维护量大。2.测量技术落后，目前，H2S监测技术主要采用脉冲紫外荧光和电化学，其中紫外荧光技术首先需要将H2S转化为SO2，进而通过测量SO2差值得到H2S浓度，该技术不仅系统复杂，H2S转化效率也制约了其测量精度进一步提高；而电化学技术存在选择性差、易干扰、易中毒、寿命短等问题，适用于离线测量。3.离线测量方式：燃煤锅炉运行采用低氮燃烧方式，针对炉膛水冷壁出现高温腐蚀情况，锅炉专工多采取在水冷壁开孔，抽取方式将烟气送入便携式分析仪离线测量，这种方式只能监测当时工况气体组分浓度，并不能实现对锅炉炉膛内部气体组分实时在线测量，对调整优化送风系统指导意义较小。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种煤粉锅炉炉膛及其气体在线监测预警系统。实现大型火电机组高效节能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，包括：至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区；与所述至少一个取样装置连接的稀释模块；分别与所述至少一个取样装置以及所述稀释模块连接的监测模块；其中，所述取样装置将采集的样气输送到所述监测模块。可选的，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区水冷壁鳍片间隙。可选的，每一个取样装置通过样气管线与所述监测模块连接。可选的，所述样气管线包括：第一样气管线以及第二样气管线。可选的，每一个取样装置通过以下至少一种管路与所述稀释模块连接：气缸动作管；扫管；零气管；所述取样装置采集的样气和所述稀释模块输出的空气在所述零气管内进行稀释后，并输送到所述监测模块。可选的，所述气缸动作管包括：第一气缸动作管和第二气缸动作管；所述扫管包括：外吹扫管和内吹扫管。可选的，所述稀释模块包括：气源母管以及气源柜；所述气源母管通过第一通路以及第二通路与所述气源柜连接。可选的，所述气源柜包括：至少一个气源柜；所述气源柜为两个以上时，两个以上的气源柜依次顺序连接。可选的，所述第一通路包括：反吹总管、反吹调压阀以及油污分离器；所述反吹总管的一端与气源母管连接，另一端与所述反吹调压阀连接，所述反吹调压阀与所述油污分离器连接，所述油污分离器与所述气源柜连接；所述气源母管输出的空气通过所述反吹调压阀以及所述油污分离器输送至所述气源柜。可选的，所述第二通路包括：干燥机以及储气罐；所述干燥机的一端与气源母管连接，另一端与所述储气罐连接，所述储气罐通过零气总管与所述气源柜连接；所述气源母管输出的空气通过所述干燥机以及所述储气罐输送至所述气源柜。可选的，所述储气罐通过一个零气总管与所述气源柜连接。可选的，所述监测模块包括以下至少一项：多通道分时测量控制系统、H2S分析仪以及流量监测系统。可选的，所述监测模块通过标定总管与所述稀释模块中的气源柜连接。本专利技术还提供一种煤粉锅炉炉膛，包括：主燃区、设置于所述主燃区下方的还原区以及设置于所述还原区的下方的燃尽区，所述还原区分布设置有至少一个监测点，每个监测点与如上述的气体在线监测预警系统连接。本专利技术的上述方案至少包括以下有益效果：本专利技术的上述方案，通过至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区；与所述至少一个取样装置连接的稀释模块；分别与所述至少一个取样装置以及所述稀释模块连接的监测模块；其中，所述取样装置将采集的样气输送到所述监测模块；气体在线监测预警系统在高效节能、低碳环保和工业安全之间找到合理的平衡点，实现大型火电机组高效、环保和安全运行；可防止取样装置前端堵塞，延长滤芯使用寿命，日常维护量减少。附图说明图1是本专利技术的实施例气体在线监测预警系统示意图；图2是本专利技术的实施例煤粉锅炉炉膛结构的示意图；图3是本专利技术的实施例煤粉锅炉炉膛的还原区的剖面示意图。附图标记说明：燃煤锅炉主燃区1；燃煤锅炉还原区2；燃煤锅炉燃尽区2；监测点4-1至4-12；取样装置5-1至5-12；备用样气管线6-1至6-12；第一气缸动作管7-1至7-12、第一气缸动作管8-1至8-12；外吹扫管9-1至9-12；内吹扫管10-1至10-12；零气管11-1至11-12；样气管12-1至12-12；气源母管13；反吹总管14；反吹调压阀15；油污分离器16；气源柜17-1、17-2；标定总管18；零气总管19、20；多通道分时测量控制系统21；高精度H2S分析仪22；流量监测系统23；干燥机24；储气罐25。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。如图1、2和图3所示，本专利技术的实施例提出一种煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，包括：至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点4，至少一个监测点4分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，包括：/n至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区；/n与所述至少一个取样装置连接的稀释模块；/n分别与所述至少一个取样装置以及所述稀释模块连接的监测模块；/n其中，所述取样装置将采集的样气输送到所述监测模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，包括：
至少一个取样装置，所述至少一个取样装置中的任一个取样装置安装于煤粉锅炉炉膛的还原区上的一个监测点，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区；
与所述至少一个取样装置连接的稀释模块；
分别与所述至少一个取样装置以及所述稀释模块连接的监测模块；
其中，所述取样装置将采集的样气输送到所述监测模块。


2.根据权利要求1所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，至少一个监测点分布设置于煤粉锅炉炉膛的还原区水冷壁鳍片间隙。


3.根据权利要求1所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，每一个取样装置通过样气管线与所述监测模块连接。


4.根据权利要求3所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，所述样气管线包括：第一样气管线以及第二样气管线。


5.根据权利要求1所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，每一个取样装置通过以下至少一种管路与所述稀释模块连接：
气缸动作管；
扫管；
零气管；
所述取样装置采集的样气和所述稀释模块输出的空气在所述零气管内进行稀释后，并输送到所述监测模块。


6.根据权利要求5所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，
所述气缸动作管包括：第一气缸动作管和第二气缸动作管；
所述扫管包括：外吹扫管和内吹扫管。


7.根据权利要求1所述的煤粉锅炉炉膛的气体在线监测预警系统，其特征在于，所述稀释模块包括：
气源母管以及气源柜；
所述气源母管通过第一通路以及第二通路与所述气源柜连接。


8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志敏，丁艳军，杜艳君，王振，吕俊复，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11