一种新型脱硝SCR出口多点烟气采样自动控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种用于锅炉技术领域的烟气采样装置的自动控制系统，尤其是一种新型脱硝SCR出口多点烟气采样自动控制系统。

背景技术：

燃煤锅炉的燃料在高温燃烧时，含氮有机物被氧化生成氮氧化物(NOx)，严重污染大气环境。为了达到环保要求，降低锅炉排出的烟气中氮氧化物(NOx)含量，需要进行脱硝处理。选择性催化剂还原烟气脱硝技术(SCR)是采用垂直的催化剂反应塔与无水氨，从烟气中除去NOx。脱硝后的烟气经过采样进入烟气自动监控系统(CEMS)来连续分析测量NOx含量和其他化学成分，用于指导脱硝系统的自动控制和环保监测。

由于锅炉脱硝SCR后烟道面积很大，该处烟气在理论上存在各污染物浓度的分布不均匀的问题，原CMES的探头位置设置在脱硝SCR后垂直烟道的中部，一个采样点插入深度1.2m,对于大截面上的单点测量，很难保证在全工况下均具有代表性，导致SCR出口标态NOx烟道截面平均值偏离浓度。脱硫出口的烟气经过空预器、除尘器、风机、脱硫吸收塔等设施以后，NOx混合比较均匀，该点测量得到的NOx值接近烟道截面平均值，所以，单点测量SCR出口的NOx有很大的离散性，不能给脱硝系统的闭环控制提供准确的NOx浓度信号，在环保数据分析中，也表现为排放口与脱硝出口的NOx存在较大差异。

解决的方法是在脱硝SCR出口烟道增加网格式多点采样器，在烟道截面上布置多个采样点，取得烟气样本经混合后进入CEMS进行烟气含NOx分析。

从烟道取得样气的流速应与烟道内烟气流速基本一致，当样气流速低于烟气流速很多时，会给烟气分析造成数据滞后。由于烟气中含有大量粉尘(即当粉尘的浓度大于或者等于30mg/Nm³时)，很容易将采样器及集气管路堵塞，此时样气流量将减小，严重时相关管道被粉尘堵死，采样失败，还可能造成采样管路的永久报废。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述不足，本实用新型提供一种新型脱硝SCR出口多点烟气采样自动控制系统，其具有烟气流量的测量和控制功能，能够自动控制样气的流速，做到等速采样，并且在样气流速小于额定流速，智能控制器判断采样管路有堵塞现象，启动管路吹扫程序，能够避免采样系统的管路被粉尘堵塞。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种新型脱硝SCR出口多点烟气采样自动控制系统，在脱硝SCR出口烟道内安装有多点烟气采样器，多点烟气采样器通过其集气母管再经过采样总管连通至样气混合器，烟气自动监控系统通过CEMS探头插入样气混合器抽取烟气，包括烟气流量计、吹扫管路、智能控制器及相应的控制软件，其中，所述吹扫管路连接在样气混合器与多点烟气采样器之间的采样总管上，吹扫管路与压缩空气连通，自压缩空气一条上支路连接一个电磁阀Ⅰ后连接至采样总管，自压缩空气另一条下支路连接一个电磁阀Ⅱ后也连接至采样总管，在上支路和下支路之间的采样总管上设有电动调节阀和电动闸阀，电动闸阀位于较电动调节阀离样气混合器更近的位置，上支路的电磁阀Ⅰ和下支路的电磁阀Ⅱ常闭，在上支路和下支路之间采样总管上的电动调节阀和电动闸阀为常开；所述烟气流量计安装在多点烟气采样器与吹扫管路上支路之间的采样总管上；所述智能控制器分别与烟气流量计、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电动调节阀、电动闸阀以及烟气自动监控系统连接。

相比现有技术，本实用新型的一种新型脱硝SCR出口多点烟气采样自动控制系统，该系统通过配置了烟气流量计、吹扫管路及智能控制器，通过烟气流量计可以检测采样烟气的的流速和流量，在样气流速小于额定流速，可以判为采样系统的管路发生堵塞现象，智能控制器启动管路吹扫程序，从而通过吹扫管路对采样系统的管路进行及时有效的清扫，因此本实用新型控制系统具有了烟气流量的测量和控制功能，实现了多点烟气采样过程的智能化控制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型一实施例控制系统的结构框图。

图2是本实用新型一实施例控制系统的等速采样自动控制原理图。

图3是本实用新型一实施例控制系统的自动吹扫流程图。

图中，1、烟气流量计，2、电磁阀Ⅰ，3、电动调节阀，4、电动闸阀，5、吹扫管路，6、电磁阀Ⅱ，7、样气混合器，8、采样总管，9、脱硝SCR出口烟道，10、多点烟气采样器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

图1示出了本实用新型一个较佳的实施例的结构示意图，图中的包括烟气流量计1、吹扫管路5及智能控制器，其中：所述吹扫管路5连接在样气混合器7与多点烟气采样器10之间的采样总管8上，吹扫管路5与压缩空气连通，自压缩空气一条上支路连接一个电磁阀Ⅰ2后连接至采样总管8，自压缩空气另一条下支路连接一个电磁阀Ⅱ6后也连接至采样总管8，在上支路和下支路之间的采样总管8上设有电动调节阀3和电动闸阀4，电动闸阀4位于较电动调节阀3离样气混合器7更近的位置，上支路的电磁阀Ⅰ2和下支路的电磁阀Ⅱ6常闭，在上支路和下支路之间采样总管8上的电动调节阀3和电动闸阀4为常开；所述烟气流量计1安装在多点烟气采样器10与吹扫管路5上支路之间的采样总管8上；所述智能控制器分别与烟气流量计1、电磁阀Ⅰ2、电磁阀Ⅱ6、电动调节阀3、电动闸阀4以及烟气自动监控系统(以下简称为CMES)连接。

在实施例中，所述多点烟气采样器10安装在脱硝SCR出口烟道9内，多点烟气采样器10通过其集气母管再经采样总管8连通至样气混合器7，烟气自动监控系统连接通过CEMS探头插入样气混合器7抽取烟气。

从锅炉内流出的烟气含有一定量的粉尘，多点烟气采样器10在使用一段时间后，管路内会残留，若不及时清理会堵塞采样管路以及测量的准确性，为了实现设备内粉尘的吹除功能，在脱硝SCR后烟道9内安装多组烟气采样器，用集气母管将多组采样器连接并利用负压烟道的压力将烟气引向烟气混合器，最终排放到负压烟道。由于本实用新型控制系统配置了烟气流量计1、电动调节阀3及智能控制器等，因此使其具有了烟气流量的测量和控制功能，自动控制样气的流速，做到等速采样，在样气流速小于额定流速，可以判为采样系统的管路发生堵塞现象，智能控制器启动管路吹扫程序。

参见图2，智能测量和控制过程：烟气流量计1是一种可以测量高温含尘气体的热导式流量计，对粉尘等颗粒物不敏感，可以检测采样烟气的流速和流量，根据烟气采样的流速流量，智能控制器(具体的是通过智能控制器的PID调节器根据信号偏差进行处理)发出命令控制电动调节阀3的开度，使样气流速与烟道内烟气流速相等，做到等速采样(等速采样是环保监测的一个基本原则)，实现了烟气采样的闭环控制。

参见图3，智能吹扫过程：采样管路(包括采样总管8、集气母管以及多点采样器的各种连接管路)因为烟气中含有大量粉尘，容易将采样管路堵塞，在样气流速小于设定值，电动调节阀3即使全开也不能达到设定流速时，智能控制器判定采样管路有堵塞现象，发出清洁管路的吹扫命令，首先关闭烟气混合器前的电动调节阀3和电动闸阀4(电动闸阀4的作用是确保吹扫压缩空气不会进入烟气混合器，保护插入混合器CMES探头的安全)，打开吹扫电磁阀Ⅰ2，利用压缩空气对混合器前的管路进行吹扫，延迟一段时间后，系统复原；

在需要对烟气混合器以及混合器以后的管路进行清洁吹扫时，控制系统关闭电动闸阀4和电动调节阀3，打开电磁阀Ⅱ6，利用压缩空气对烟气混合器以及以后的管路进行吹扫，延迟一段时间后系统复原。

在系统进入吹扫程序时，先向CEMS发出一个“吹扫开始”的指令，CEMS会保持当前的测量数据，在吹扫结束后，向CEMS发出“吹扫结束”指令，CEMS自动恢复到测量状态，智能控制器还可以接受CMES的吹扫命令，执行吹扫任务。

通常，实施例中控制烟气混合器的末端的隔离阀门可以配合调整样气的流量，以SCR后烟道烟气流速为参考，做到等速采样；烟气混合器的末端管道通往负压更大的负压烟道，借助烟道负压吸引采样烟气产生流动，流向烟气混合器。当所述烟气混合器前后都设置了阀门时，关闭前后的阀门(前面的电动闸阀4和后面的隔离阀门)便于分析仪表(例如CEMS)的维护。

优选地，可以设置所述多点烟气采样器10包括若干个沿烟道宽度方向上安装的采样器单体，各个采样器单体的采样口等距离连通至一个集气母管后经过采样总管8连通至样气混合器7。由于每个取样口到样气混合器7的距离相等，管道阻力是相同的，本着等截面、等流速的原则，从而保证了每个取样点抽取的烟气流量基本一致，真正做到了取样均匀，保障了脱硝烟气检测的准确性和可靠性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作出任何简单修改和同等变化，均落入本实用新型的保护范围之内。