[发明专利]一种飞灰取样装置及其操作方法及其标定测量方法

说明书

本发明公开了飞灰取样装置及其操作方法及其标定测量方法，装置包括进气管、空气分配器、支管、取样枪，空气分配器的进气口通过进气管连接外部的压缩空气气源，空气分配器的出气口通过支管连接取样枪；取样枪设置至少两根，取样枪包括调节阀、负压发生器、负压表、总管、分管、取样头、滤筒、汇流器，负压发生器的进气口通过调节阀连接支管，负压发生器的抽气口连接总管，总管上设置有负压表，总管的末端设置有汇流器，分管设置至少两根，分管的一端连接汇流器、另一端通过滤筒连接取样头。该装置可准确取样，并可对现有的固定式飞灰取样装置进行标定，降低了现有装置的误差，提高了现有装置的准确性，为燃煤锅炉的安全经济运行提供了可靠依据。

技术领域

本发明涉及燃煤燃烧效果测量技术领域，尤其涉及一种飞灰取样装置及其操作方法及其标定测量方法。

背景技术

飞灰含碳量是燃煤燃烧效果的主要指标，对燃煤机组的经济运行影响较大，因此火力发电厂等企业需要每天对烟气中的飞灰进行取样和化验，以此作为检测设备运行效果的重要指标，并通过优化，将飞灰含碳量控制在一定范围内。

目前火力发电厂固定式飞灰取样装置主要有撞击式飞灰取样装置、自吸式飞灰取样装置两种：

一、撞击式飞灰取样装置

撞击分离飞灰取样装置一般安装在锅炉尾部的水平烟道上，如图1所示，撞击分离飞灰取样装置包括坡口、落灰管、存灰罐。工作原理为：将一段无缝光管一端打一坡口，将坡口端插入燃煤锅炉空气预热器出口处的水平烟道中，坡口位于烟道中央位置并面对气流方向。当携带飞灰颗粒的烟气流过坡口时，飞灰颗粒撞击管子坡口内表面，从烟气流中分离出来，在重力的作用下沿管子下落至下方的存灰罐。

二、自吸式飞灰取样装置

如图2所示，自吸式飞灰取样装置包括弯头式飞灰取样枪、连接板、旋风分离器、存灰罐、排气管、调节喷嘴、文丘里引射管。其工作原理为：文丘里引射管安装在烟道内，由于烟道内是负压，空气从入口进入文丘里引射管，在引射管的喉部产生了一个比烟道内负压更大的负压。调节喷嘴出口位于文丘里引射管的喉部，此处负压与烟道内负压存在一个压差，在压差的作用下，携带飞灰的烟气进入飞灰取样枪，在旋风分离器内发生气固分离，飞灰落入下部的存灰罐，烟气进入排气管，在调节喷嘴处与空气混合后通过引射管重新又回到烟道内。弯头式飞灰取样枪采用静压平衡取样原理，通过调节喷嘴调节抽吸量，实现等速取样，保证煤粉取样的准确性。

对于稳定的气固两相流，要想从流体中正确取出固体颗粒，必须满足全截面取样和等速取样。

火力发电厂尾部烟道截面积都比较大，宽度一般在10m左右，深度一般在4m左右。由于烟道弯头等影响，飞灰颗粒的大小和浓度在烟道截面上的分布很不均匀，因此从烟道截面的某一点所取飞灰样品，无法代表整个截面上的飞灰特性。若要提高飞灰取样的代表性和准确性，就需要采用网格法全截面取样，即将烟道截面划分为几十个等面积的区域，在每个区域的中心点进行取样。

所谓等速取样，就是取样装置的抽吸速度和两相流中气体流动的速度要相等。假如两者速度相差太多，就会引起较大的取样误差，见表1。

表1不同抽吸速度下的取样结果

根据全截面取样和等速取样的原则，分析两种常用固定式飞灰取样装置的工作特性：

对于撞击式飞灰取样装置，由于工作原理为撞击分离和重力分离，其只能安装在水平烟道上，不能安装在竖直烟道上，而火电厂尾部烟道大多为竖直烟道，这就大大限制了其应用的范围；只在烟道内一点取样，没有实现全截面取样，取样代表性差；且无法满足等速取样要求。