一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样系统和方法

技术领域

本发明涉及烟气处理技术领域，具体为一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样系统和方法。

背景技术

当前NOx超低排放形势下，燃煤电厂NOx排放要降低到50mg/m

为了满足NOx超低排放和近零排放要求，SCR脱硝装置除了要提高喷氨均匀性、良好的烟气混合外，还需具备快速准确测量，为实现在线喷氨调整提供条件和基础，当前一般采用分区巡测装置，分区巡测装置主要包括两种技术路线，一种是通过多点取样混合后进行测量，另一种是通过多点取样巡测的方式来实现出口网格测量，但这两种方法都是沿宽度方向多点网格测量，仅烟道宽度方向的测量，无法针对深度方向的测量，如中国专利文献CN205449588U公开了一种锅炉可伸缩式烟气取样装置，所述装置包括采样管体、管体接头、宝塔接头和管座，管体上的每一节管子可以通过管体接头拆装，从而实现伸缩管子的长度，达到适应不同尺寸的烟道，以实现不同深度的测量，但是该装置无法实现在线的自动化操作，需要通过手动更换且测量过程中无法实现在线吹扫，容易造成堵塞、管路无伴热等问题；

中国专利文献CN210180765U公开了一种伴热型高温取样装置，采样杆的一端连有活塞机构，另一端连接有加热管，且管路配有双向吹扫装置，套管表面设有加热管，套管位于过滤器的一端设有吹扫管路，可以实现向外吹扫的功能，但上述结构，活塞机构的行程有固定区间，无法实现更加精确位置的测量，且高温取样管一端没有配备过滤器，灰尘能够进入取样管，设备可靠性和采样精度受限；中国专利文献CN210981948U提出一种单个烟道测孔多点烟气取样装置，本装置包括长度不同的多个相切并焊连接的取样支管，每个取样管的出口端均设有阀门，通过阀门切换来实现烟气的采样，实现烟道内不同深度的烟气取样分析，但是取样管的安装位置是固定的，无法在线调整，且取样管无在线反吹和飞灰过滤系统，容易造成堵塞等问题。同时由于采样管路中无加热，所以对采样的烟气成分的种类有一定的限制；中国专利文献CN208313655U提出一种烟气取样装置，包括主管体，主管体的一端装有用于连接的乳胶或硅胶管的接头，另一端同轴连接有伸缩管，伸缩管是由多节直径不同的管状结构构成，各管状结构的外径自主管体依次递减，通过调整伸缩管的节数来调整烟道采样的长度，热态下在竖直烟道使用时不易弯曲，满足脱硝测量的要求，其虽然采用不同直径不同的管状结与主管体连接构成长度可调的烟气取样装置，采样过程中长度调节方便，但是由于无烟气伴热和飞灰过滤装置，飞灰进入取样管和主管体中容易堵塞管道，影响设备的可靠性。

综上所述，目前已公开的旨在烟气多点测量的各种装置中，一般仅考虑装置可以实现多点可调，并配有一级或两级吹扫和过滤，但是对飞灰和管路的伴热保温考虑不足，使得取样装置的可靠性受限。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样系统和方法，其不仅可满足对烟道不同深度方向测量，且可增加测量准确性，提高SCR出口NOx测量的准确性。

其技术方案是这样的：一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样系统，其包括取样装置，所述取样装置布置于所述SCR脱硝装置进出口烟道内，所述取样装置包括主取样管，其特征在于：其还包括驱动装置，所述驱动装置安装于所述SCR脱硝装置进出口烟道外，所述取样装置还包括电伴热系统、飞灰吹扫系统，所述主取样管内套装有内衬陶瓷管，所述内衬陶瓷管的出口端自所述主取样管上引出后与外置的烟气分析系统相连接，位于所述内衬陶瓷管进口端的所述主取样管上装有陶瓷过滤器，所述电伴热系统、飞灰吹扫系统分别布置于所述主取样管外壁，且所述飞灰吹扫系统的喷吹口布置于所述陶瓷过滤器的飞灰入口侧，所述驱动装置包括滑轨，所述主取样管通过滑块安装于所述滑轨上。

其进一步特征在于：

所述电伴热系统包括电阻丝及与所述电阻丝连接的外置的电加热控制系统，所述飞灰吹扫系统包括中空的金属管及与所述金属管连接的外置的吹扫系统，所述电阻丝环形缠绕于所述主取样管外壁后，在所述电阻丝外圈布置所述金属管；

其还包括外套管，所述外套管套装于布置所述电阻丝和金属管后的所述主取样管外壁，并通过在所述外套管外套装有套紧件套紧；

所述金属管呈倒L型，所述外套管上开有引出口，所述金属管出口部自所述引出口引出后与外置的所述吹扫系统相连接；

所述内衬陶瓷管的管径为8mm～16mm，所述主取样管的长度为2500mm～4500mm；

所述内衬陶瓷管的长度为H1，所述滑轨的长度为H2，且两者满足H2≥2/3(H1)；

所述电阻丝缠绕于所述主取样管外壁后，所述电阻丝与所述主取样管之间的间隙填充有导热胶泥；

所述内衬陶瓷管呈倒L型，所述主取样管的长度大于所述内衬陶瓷管的长度，位于所述内衬陶瓷管出口端位置处的所述主取样管上开有连接口，所述内衬陶瓷管的出口部自所述连接口引出与外置的所述烟气分析系统相连接；

一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、在使用前先将取样装置布置在SCR脱硝装置进出口烟道内，驱动装置固定在所述SCR脱硝装置进出口烟道外，随后接入电加热控制系统、吹扫系统正常运行；

S2、在取样前，通过金属管的喷吹口对陶瓷过滤器的飞灰入口进行吹扫，且吹扫时间间隔为1～2小时/次，每次吹扫时间为1分钟～2分钟；并接入所述电加热控制系统，并使得伴热温度控制在120℃～280℃；

S3、通过内衬陶瓷管开始烟气取样，每个取样点取样2～5分钟，取样开始后通过滑轨实现烟道深度方向的多点取样，而烟气通过所述陶瓷过滤器过滤后经过所述内衬陶瓷管进入所述烟气分析系统完成取样分析过程，取样结束后利用所述金属管再次对所述主取样管、陶瓷过滤器的飞灰入口端进行吹扫，且吹扫时间间隔为1～2小时/次，每次吹扫时间为1分钟～2分钟，从而实现测量取样。

其进一步特征在于：

所述步骤S2中，每个取样点之间的取样间隔距离为M＝H/(n+1)；且取样总时间为T＝M*t

其中，M即为所述取样装置在所述滑轨上每次移动的距离，m；

H为所述SCR脱硝装置进出口烟道深度方向距离，m；

n为取样点的数量；

t

本发明的有益效果是，其可实现区测量过程中烟道深度方向的不同位置的精准测量，且在取样过程中能够有效屏蔽飞灰、冷凝水及材料吸附等的问题，烟气采样的精度能够一定程度的提高，具有较好的经济使用价值。

附图说明

图1是本发明的主剖视图；

图2是本发明的侧视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样系统，其包括取样装置，取样装置布置于SCR脱硝装置进出口烟道内，取样装置包括主取样管1，其还包括驱动装置，驱动装置安装于SCR脱硝装置进出口烟道外，取样装置还包括电伴热系统、飞灰吹扫系统，主取样管1内套装有内衬陶瓷管2，可用于减少取样管的材料对烟气测量的精度的影响，满足SCR脱硝装置进出口烟道的各种组分的测量材质要求，内衬陶瓷管2的出口端自主取样管1上引出后与外置的烟气分析系统(图中未示出)相连接，位于内衬陶瓷管2进口端的主取样管1上装有陶瓷过滤器3，以防止飞灰进入主取样管1，陶瓷过滤器3与主取样管1材料相近，可采用专用高温胶粘合在一起使用，陶瓷过滤器3具有很好的飞灰过滤性能；电伴热系统、飞灰吹扫系统分别布置于主取样管1外壁，且飞灰吹扫系统的喷吹口布置于陶瓷过滤器3的飞灰入口侧，具体地，飞灰吹扫系统的喷吹口布置于陶瓷过滤器3下端，从而避免了主取样管1堵塞；驱动装置包括滑轨4，主取样管1通过滑块5安装于滑轨4上。

电伴热系统包括电阻丝6及与电阻丝6连接的外置的电加热控制系统(图中未示出)，飞灰吹扫系统包括中空的金属管7及与金属管7连接的外置的吹扫系统(图中未示出)，电阻丝6环形缠绕于主取样管1外壁后，在电阻丝6外圈布置金属管7，通过缠绕电阻丝6以防止烟气取样过程的水分冷凝，影响测量的精度；其中，烟气分析系统、电加热控制系统、吹扫系统均是采用的现有系统。

其还包括外套管8，外套管8套装于布置电阻丝6和金属管7后的主取样管1外壁，并通过在外套管8外套装有套紧件9套紧。

金属管7呈倒L型，外套管8上开有引出口10，金属管7出口部自引出口10引出后与外置的吹扫系统相连接。

内衬陶瓷管2的管径为10mm，主取样管1的长度为3500mm；内衬陶瓷管2的长度为H1，滑轨4的长度为H2，且两者满足H2≥2/3(H1)，以满足烟道深度方向不同位置的精准测量。

电阻丝6缠绕于主取样管1外壁后，电阻丝6与主取样管1之间的间隙填充有导热胶泥，提高伴热的效果；内衬陶瓷管2呈倒L型，主取样管1的长度大于内衬陶瓷管2的长度，位于内衬陶瓷管2出口端位置处的主取样管1上开有连接口11，内衬陶瓷管2的出口部自连接口11引出与外置的烟气分析系统相连接。

一种用于SCR脱硝装置分区网格测量取样方法，其包括以下步骤：

S1、在使用前先将取样装置布置在SCR脱硝装置进出口烟道内，驱动装置固定在SCR脱硝装置进出口烟道外，随后接入电加热控制系统、吹扫系统正常运行；

S2、在取样前，通过金属管7的喷吹口对陶瓷过滤器3的飞灰入口进行吹扫，且吹扫时间间隔为1小时/次，每次吹扫时间为2分钟；并接入电加热控制系统，使得伴热温度控制在200℃；

S3、通过内衬陶瓷管2开始烟气取样，每个取样点取样2分钟，取样开始后通过滑轨4实现烟道深度方向的多点取样，而烟气通过陶瓷过滤器3过滤后经过内衬陶瓷管2进入烟气分析系统完成取样分析过程，取样结束后利用金属管7再次对主取样管1、陶瓷过滤器3的飞灰入口端进行吹扫，且吹扫时间间隔为1小时/次，每次吹扫时间为2分钟，从而实现测量取样。

步骤S2中，每个取样点之间的取样间隔距离为M＝H/(n+1)；且取样总时间为T＝M*t

其中，M即为取样装置在滑轨4上每次移动的距离，m；

H为SCR脱硝装置进出口烟道深度方向距离，m；

n为取样点的数量；

t

本发明中，同时考虑了烟气测量中飞灰、烟气温度和取样装置材质等因素对测量精度的影响，可以实现分区测量过程中烟道深度方向的不同位置的精准测量，且本发明可应用于分区精准喷氨改造项目中脱硝进出口烟气巡测装置，能够有效的提高测量值的代表性，进一步提高喷氨自动调节的品质，当然，本发明也可用于常规烟气的单一位置精准测量，采样过程中能够有效的屏蔽飞灰、冷凝水及材料吸附的问题，烟气采样的精度能够一定程度的提高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。