[发明专利]一种烟气取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤锅炉的烟气检测领域，特别是一种烟气取样装置，所述取样装置用于烟气在线监测系统上，监测电厂锅炉的烟气污染排放状况。

背景技术

火力发电仍是我国当前主要发电方式，为实现环保排放，在役燃煤机组大多会加装以选择性催化还原法(SCR)工艺做脱硝设计的SCR烟气脱硝系统，除去燃烧烟气中的氮氧化物，防止烟气排放造成的环境污染。脱硝系统的进口和出口均安装烟气在线监测系统（简称CEMS），所述监测系统在烟道截面上设置有具有若干取样点的烟气取样装置，这些采样点的均匀和代表性直接决定了烟气在线监测系统能否准确测量烟气中的污染物浓度水平，同时对脱硝系统中的喷氨自动控制性能也有重要影响。

现有烟气取样装置的常规结构如图1所示，包括在烟道内腔1中布置的采样管2，所述采样管2上沿管长焊接多个带开孔的采样嘴5，采样管从采样嘴吸入烟气后输送给烟气在线监测系统进气管（图中未示），烟气在线监测系统根据输入的采样对采集的烟气成分进行监测。这种采样装置存在以下缺陷：采样时吸入烟气中的污染物主要来自一侧烟道壁附近，不能代表整个烟道内腔中全部烟气的平均污染物浓度会影响脱硝系统正常工作，工作时采样管一端接吸引装置并经采样嘴吸入不同位置的烟气送入烟气在线监测系统进气管，由于沿采样管焊接的采样嘴沿程阻力不同，离一侧烟道壁最近的采样嘴靠近吸引装置、阻力小，吸入烟气流量最大，而靠近烟道中心线和更远端的采样嘴因为远离吸引装置导致内外压差小，进气量也很小，甚至极端情况下进气量为零，当烟道中污染物组分浓度场变化时，吸入采样管的烟气主要来自一侧烟道壁附近。此外，采样管反吹清理不彻底，烟道中心线附近采样嘴易堵塞而使测量时数据偏差加大，影响脱硝系统使脱硝喷氨控制品质恶化，在反吹清理时从母管向采样管反吹入压缩空气以清理畅通采样嘴，对吹入压缩空气一侧靠近烟道壁附近的边缘采样嘴清理效果好，吹至远端时压缩空气量明显变小，相应位置的采样嘴清理效果差，采样嘴用久了会堵塞，导致测量数据不能真实反映烟气平均污染物浓度水平。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有烟气取样装置存在的采样烟气来源偏差大不能代表平均污染物浓度问题，提供一种烟气取样装置，所述烟气采样装置能够均匀采集烟道内腔烟气，提高平均污染物浓度测量准确性；进一步的，还能解决反吹清理对部分采样嘴效果差不彻底问题，反吹清理时对全部采样嘴都能进行彻底清理畅通，避免采样嘴堵塞影响后续烟气采样工作。

本发明解决技术问题采用的技术方案：一种烟气取样装置，包括设于烟道内腔中的采样管，所述采样管一端接吸引装置和烟气在线监测系统进气管，采样管上沿其长度方向设置多个带开孔的采样嘴，所述采样嘴与采样管相连通，其特征是所述采样嘴自吸引装置一端向另一端开孔截面逐渐变大。本发明改变了采样嘴开孔大小，通过开孔孔径趋势变化改善因为距离远吸引力弱对烟气吸入量的不利影响，提升全部采样嘴抽吸烟气的均匀性，使最终采集的混合烟气样本代表性增强。工作时，由于距离吸引装置远端的采样嘴开孔大于近端采样嘴开孔，在距离吸引装置远端利用大开孔可以吸入更多烟气量，在距离吸引装置近端利用小开孔限制吸入烟气量，实现距离吸引装置远端和近端都能吸入差不多的烟气量，使采样管对烟道内腔截面的全部烟气均匀采集，对烟道中污染物组分浓度场变化检测准确性大大提高，利于脱硝系统有效工作。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明采用如下技术措施：所述采样管有多根且并排平行设于同一工作面，多根采样管的同侧一端连于同一公共端后接母管，多根采样管同侧的另一端连于同一公共端后接吸引装置和烟气在线监测系统进气管。通过在同一工作面上设置多根并排平行的采样管，进一步提升烟道内腔横截面烟气采样均匀性，以更广范围测量烟道内腔中各处烟气对应污染物浓度场变化；多根采样管同侧一端连通母管，作用是在清理时从母管对全部采样管吹压缩空气，清理畅通用久了的采样嘴；多根采样管的同侧另一端接吸引装置和烟气在线监测系统进气管，作用是在采样时吸入烟气并送往烟气在线监测系统进气管。

所述多根采样管接吸引装置的公共端接母管。由于采样管的原来接吸引装置一侧的公共端也接母管，使得采样管的两端都与母管对接，清理时从采样管的两端向中间吹气提高采样嘴清理效果，具体吹气可以采用两端同时吹或分先后吹以及交替吹等多种方式工作，以消除原来采样管只有一端接母管吹压缩空气，距离吹气侧近端清理效果好，远端清理效果差的缺陷。