一种电厂锅炉气体检测系统

技术领域

本申请涉及火电设备技术领域，尤其是涉及一种电厂锅炉气体检测系统。

背景技术

电厂锅炉内的火焰温度大约在1500℃左右，气相化学反应十分迅速，通常都需要安装烟气成分检测系统,用来检测一氧化碳、硫化氢及氧气等的浓度，采用以一氧化碳控制为主，氧量控制为辅的理念，通过采集CO浓度并结合电厂控制系统中锅炉运行参数确定锅炉运行的耗氧量，进一步实现锅炉风量的优化及控制，提高锅炉运行的经济性和安全性，降低烟气中污染物的排放，对电站锅炉的安全经济运行具有重大意义。

电站锅炉的烟气检测通常是在锅炉侧壁开设与电厂锅炉内腔连通的采气孔，通过采气孔进行烟气的采集。但是，由于电厂锅炉的炉腔内温度较高，电厂锅炉的炉腔采气孔容易被高温结焦堵塞，采气孔无法进行正常的气体采集，造成气体检测不准确，甚至检测不到气体，影响气体检测系统对锅炉燃烧腔内气体的检测，给电站锅炉的安全运行带来较大隐患。为了保持采样孔的通畅，通常需要人工定期攀登到电厂锅炉的侧壁外手动进行采气孔的除焦，手动清理不仅费时费力，影响测试设备的正常工作，而且具有一定的危险性，使电厂锅炉气体检测效率降低，增加了检测系统的运行成本。

发明内容

本申请的目的是为了提高电厂锅炉气体检测的效率、降低运行成本、提高检测的准确性，本申请提供一种电站锅炉气体采集系统。

本申请的上述申请目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电厂锅炉气体检测系统，包括用于采集锅炉内腔气体的采气孔，所述采气孔穿设锅炉的侧壁并与锅炉的内腔连通，所述锅炉侧壁的外侧设有用于清除采气孔内结焦的除焦机构；所述除焦机构包括除焦杆和驱动所述除焦杆运动的驱动装置，所述除焦杆穿设在采气孔内,所述除焦杆可沿采气孔的轴线方向伸入或退出锅炉的内腔；所述锅炉的侧壁上还开设辅采气孔，所述辅采气孔伸入锅炉侧壁的一端与采气孔靠近锅炉内腔的一侧连通，所述辅采气孔的另一端通过管路连通气体浓度分析仪。

通过采用上述技术方案，除焦机构中的驱动装置驱动除焦杆沿采气孔的轴线方向伸入或退出锅炉的内腔，可以有效清除采气孔附着的高温结焦，保证采气孔的畅通；锅炉的侧壁上的辅采气孔与采气孔靠近锅炉内腔的一侧连通，锅炉内腔的气体可以沿采气孔和辅采气孔形成的通道排出；除焦杆向后移动缩回锅炉侧壁时，除焦头让出采气孔与辅采气孔交汇处，使锅炉内腔的气体能够从采气孔进入到辅采气孔再进入气体浓度分析仪，可提高气体浓度分析检测气体的效率和准确性。

优选的，所述驱动装置包括驱动电机、滑架、滑轨、丝杠、丝杠螺母和推杆，所述丝杠转动连接在滑架上，所述丝杠上螺接丝杠螺母，所述滑架外侧连接驱动丝杠转动的驱动电机，所述滑架上设有滑轨，所述丝杠螺母与滑轨滑动连接，所述推杆与丝杠螺母固定连接，所述锅炉侧壁上固定连接支撑架，所述滑架与支撑架固定连接；所述推杆顶部连接同轴的除焦杆。

通过采用上述技术方案，支撑架固定在锅炉侧壁上，滑架与支撑架固定连接，驱动电机驱动丝杠转动，丝杠的转动转化为丝杠螺母在滑轨上的直线运动，丝杠螺母可驱动除焦杆在采气孔内伸入或退出锅炉的内腔，可以将采气孔内附着的高温结焦清除，确保采气孔的通畅，保证气体浓度采集的效率和准确性。

优选的，所述除焦杆包括除焦杆本体和与其同轴连接的柱状除焦头，所述除焦头外径与采气孔适配，所述除焦头前端为锥状。

通过采用上述技术方案，除焦头外径与采气孔适配及除焦头前端为锥状，可以有效去除附着在采气孔内的高温结焦，减缓除焦过程中，高温结焦对驱动装置造成的冲击。

优选的，所述除焦头采用耐高温合金材料。

通过采用上述技术方案，除焦头在除焦过程中，除焦头需要直接冲击高温结焦并且伸入锅炉的内腔，除焦头采用耐高温合金材料，可以提高除焦头的使用寿命，延长除焦机构的维护周期，降低维护费用。

优选的，所述推杆和除焦杆分别与连接件固连，所述连接件为隔热材料。

通过采用上述技术方案，推杆和除焦杆之间连接件固连，并且连接件采用隔热材料，可以有效隔绝除焦杆上的热量传递给驱动装置，延长驱动装置的使用寿命和维护周期，降低维护成本。

优选的，所述采气孔水平设置，所述辅采气孔位于采气孔的下方，所述辅采气孔倾斜设置。

通过采用上述技术方案，除焦杆始终位于采气孔内，锅炉内腔的气体经采气孔和辅采气孔进入气体浓度分析仪，保证气体浓度分析仪能够实时采集到过滤内腔的气体。

优选的，所述气体浓度分析仪包括一氧化碳浓度分析仪、硫化氢浓度分析仪和氧气浓度分析仪，所述一氧化碳浓度分析仪、硫化氢浓度分析仪和氧气浓度分析仪分别与辅采气孔连通。

通过采用上述技术方案，可以对锅炉内腔的一氧化碳浓度、硫化氢浓度和氧气浓度进行有效检测。

优选的，所述辅采气孔与气体浓度分析仪之间的管路上连通冷却盘管。

通过采用上述技术方案，设置冷却盘管可以对锅炉腔排出的气体进行初步冷却，降低气体的温度。

优选的，所述冷却盘管与气体浓度分析仪之间管路上设有制冷装置。

通过采用上述技术方案，设置制冷装置可以对采集的气体进一步冷却至气体浓度分析仪正常工作所要求的温度范围，保证气体浓度分析仪安全工作。

优选的，所述制冷装置与气体浓度分析仪之间的管道上依次连通过滤器和干燥器。

通过采用上述技术方案，过滤器可以滤除采集气体中的颗粒物质，保证气体浓度分析仪正常使用的参数要求；干燥器可以对采集的气体进行干燥，采集气体去除水分后，可以保证气体浓度检测的准确性。

综上所述，本申请的有益技术效果为：

本申请通过在锅炉侧壁设置用于清除采气孔内结焦的除焦机构，除焦机构中的驱动装置驱动除焦杆沿采气孔的轴线方向伸入或退出锅炉的内腔，除焦杆可以有效清除采气孔附着的高温结焦，保证采气孔的畅通；锅炉的侧壁上的辅采气孔伸入锅炉侧壁的一端与采气孔靠近锅炉内腔的一侧连通，辅采气孔的另一端通过管路连通气体浓度分析仪；锅炉内腔的气体可以沿采气孔和辅采气孔经管路进入气体浓度分析仪，保证了气体浓度分析仪对气体的采集，提高气体浓度分析仪检测气体的效率和准确性。

附图说明

图1是本申请的结构示意图；

图2是图1的A部放大图 。

图示， 1、锅炉；2、采气孔；3、除焦机构；31、除焦杆；311、除焦杆本体；312、除焦头；32、驱动装置；321、驱动电机；322、滑架；323、丝杠；324、丝杠螺母；325、推杆；33、支撑架；34、连接件；4、辅采气孔；5、气体浓度分析仪；51、一氧化碳浓度分析仪；52、硫化氢浓度分析仪；53、氧气浓度分析仪；6、冷却盘管；7、制冷装置；8、过滤器；9、干燥器。

具体实施方式

以下结合附图1、2对本申请作进一步详细说明。

如图1、2所示，一种电厂锅炉气体检测系统，包括用于采集锅炉1内腔气体的采气孔2，采气孔2穿设锅炉1的侧壁并与锅炉1的内腔连通，锅炉1侧壁的外侧设有用于清除采气孔2内结焦的除焦机构3；除焦机构3包括除焦杆31和驱动除焦杆31运动的驱动装置，除焦杆31穿设在采气孔2内,除焦杆31可沿采气孔2的轴线方向伸入或退出锅炉1的内腔；锅炉1的侧壁上还开设辅采气孔4，辅采气孔4伸入锅炉1侧壁的一端与采气孔2靠近锅炉1内腔的一侧连通，采气孔2水平设置，辅采气孔4位于采气孔2的下方，辅采气孔4倾斜设置，辅采气孔4的另一端通过管路连通气体浓度分析仪5；除焦杆31始终位于采气孔2内，锅炉1内腔的气体经采气孔2和辅采气孔4进入气体浓度分析仪5，保证气体浓度分析仪5能够采集到锅炉1内腔的气体。

锅炉1侧壁设置的除焦机构3用于清除采气孔2内结焦，驱动装置驱动除焦杆31沿采气孔2的轴线方向伸入或退出锅炉1的内腔，可以有效清除采气孔2附着的高温结焦，保证采气孔2的畅通；锅炉1的侧壁上的辅采气孔4与采气孔2靠近锅炉1内腔的一侧连通，锅炉1内腔的气体可以沿采气孔2和辅采气孔4形成的通道排出气体并进入气体浓度分析仪5。

本实施例的驱动装置32包括驱动电机321、滑架322、滑轨、丝杠323、丝杠螺母324和推杆325，丝杠323转动连接在滑架322上，丝杠323上螺接丝杠螺母324，滑架322外侧连接驱动丝杠323转动的驱动电机321，滑架322上沿其长度方向设有滑轨，丝杠螺母324与滑轨滑动连接，推杆325与丝杠螺母324固定连接，锅炉1侧壁上固定连接支撑架33，滑架322与支撑架33固定连接；推杆325顶部连接同轴的除焦杆31。驱动电机321带动丝杠323转动时，与丝杠323螺接的丝杠螺母324可沿滑轨做直线运动，从而推动推杆325和除焦杆31做直线运动，除焦杆31沿采气孔2的轴线方向伸入或退出锅炉1的内腔，在除焦杆31伸入锅炉1的内腔时，可以将采气孔2中附着的高温结焦清除，确保采气孔2的通畅。

本实施例的除焦杆31包括除焦杆本体311和与其同轴连接的柱状除焦头312，除焦头312外径与采气孔2适配，除焦头312前端采用锥状，除焦头312的锥状结构，可以减缓在除焦杆31清除高温结焦时对驱动装置32造成的冲击，除焦头312采用耐高温合金材料，在除焦头312伸入可以延长除焦杆31的使用寿命。

除焦头312在除焦过程中，除焦头312需要直接冲击高温结焦并且要伸入锅炉1的内腔，所以除焦头312采用耐高温合金材料，可以提高除焦头312是使用寿命，延长除焦机构3的维护周期，降低维护费用。

为了延长驱动装置32的使用寿命，降低维护费用，避免锅炉1内腔的的高温经除焦杆31传导给驱动装置32造成的危害，推杆325与除焦杆31之间通过连接件34固连，连接件34采用隔热材料。

本实施例的气体浓度分析仪5包括一氧化碳浓度分析仪51、硫化氢浓度分析仪52和氧气浓度分析仪53，一氧化碳浓度分析仪51、硫化氢浓度分析仪52和氧气浓度分析仪53分别与辅采气孔4连通。可以对锅炉1内腔的一氧化碳浓度、硫化氢浓度和氧气浓度同时进行气体检测。

辅采气孔4与气体浓度分析仪5之间的管路上连通冷却盘管6。设置冷却盘管6可以对锅炉1腔排出的气体进行初步冷却，降低气体的温度。

冷却盘管6与气体浓度分析仪5之间管路上设有制冷装置7。设置制冷装置7可以对采集的气体进一步冷却至气体浓度分析仪5正常使用时所需的温度范围，保证气体浓度分析仪5的使用的安全性。

制冷装置7与气体浓度分析仪5之间的管道上依次连通过滤器8和干燥器9。

过滤器8可以滤除采集气体中的颗粒物质，保证气体浓度分析仪5的正常使用；干燥器9可以对采集的气体进行干燥，采集气体去除水分后，可以保证气体浓度检测的准确性。

本申请的工作过程如下：

驱动电机321带动丝杠323旋转，丝杠323的旋转运动可转变成丝杠螺母324的直线运动，丝杠螺母324带动推杆325做直线运动，通过驱动电机321的正反转，可使除焦杆31沿采气孔2的轴线方向伸入或退出锅炉1的内腔，在除焦杆31伸入锅炉1的内腔时，可以将采气孔2中附着的高温结焦清除，本申请的驱动装置32固定在支撑架33上，通过控制驱动电机321运行的速度、距离、方向和频率，可以实现采气孔2上附着高温结焦的自动清除。气体浓度分析仪5可以从锅炉1的内腔经采气孔2和辅采气孔4获取所需气体样品；每次气体采集之前，驱动电机321驱动除焦杆31向前运动，将堵在采气孔2处的高温结焦清理干净，然后驱动电机321反向转动，驱动除焦杆31向后移动，并且保证除焦头312向后移动的位置让出辅采气孔4与采气孔2的交汇位置，使锅炉1内腔的气体能够从采气孔2进入辅采气孔4，再从辅采气孔4进入气体浓度分析仪5，保证气体浓度分析仪5能获取气体样本并进行正常的检测工作。

驱动电机321的工作状态可以通过PLC控制器等进行自动控制，实现锅炉1内部高温结焦的自动清理，既保证了气体浓度分析仪5的正常工作，又解决了以往采气孔2高温结焦需要手动清理的问题。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。