一种阵列式防尘烟气取样装置的制作方法

本实用新型涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种阵列式防尘烟气取样装置。

背景技术：

环境污染问题日益严重，引起了政府的极大关注。2013年以来，国家陆续出台了相关政策文件。《大气污染防治行动计划》、《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020）》、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》、《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计划的通知》等文件明确要求燃煤电站大气污染物超低排放，其中NOx排放浓度在50 mg/Nm3以下。一些地区甚至制定了更加严格的地方标准，要求将NOx排放浓度控制在30 mg/Nm3以下。

通常燃煤电站锅炉氮氧化物排放在400—600 mg/Nm3范围内，W火焰锅炉甚至可超过1000 mg/Nm3。为满足超低排放的要求，要求脱硝效率要超过90%。为了保证90%以上的脱硝效率，不仅要保证脱硝反应器内流场的均匀性，同时还要保证合理的喷氨量。由于喷氨量是根据SCR反应器出口测得的NOx浓度来计算的，因此，NOx浓度测量的偏差会影响到对喷氨量的控制，造成喷氨过量或喷氨不足，。喷氨过量时，会造成还原剂的浪费，还会导致氨逃逸超标，而喷氨不足时，会导致无法达到设计的脱硝效率，造成无法达标排放。此外，由于烟囱排放口测点具有较好的条件，烟气混合较为均匀，因此测得的NOx浓度较为准确，因此SCR反应器出口的NOx测量浓度和烟囱排放口NOx浓度无法对应，特别是负荷波动时情况较为突出，严重时偏差甚至超过20%，对是否达标排放容易误判。

造成NOx浓度测量的偏差的原因主要有两点。第一，SCR反应器出口一般为单点取样，即使改造后采用了三点取样，但因反应器出口烟道内受条件限制，通常烟道直段无法满足烟气充分混合的要求，造成烟道截面紊流严重，故一个或者三个测点的平均值并没有代表性；第二，常用的取样探头长度一般不超过1.5m，而我国电厂的主力机组——60万机组的烟道面积近100平方米，现有探头只能取到靠近烟道壁的烟气。因此，NOx的测量结果通常无法准确反映整个烟道截面的真实情况。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：现有SCR反应器出口NOx浓度测试不准确、没有代表性，无法反映整个烟道截面的真实情况，本实用新型提供了一种阵列式防尘烟气取样装置来解决上述问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阵列式防尘烟气取样装置，设置在SCR反应器出口烟道中，包括烟气采集母管和若干根连通在所述烟气采集母管上的烟气采集管，每个所述烟气采集管上设置有烟气取样管；所述SCR反应器出口烟道的横截面划分为若干个检测区域，所述烟气取样管分布设置在每个所述检测区域的几何中心处；所述烟气取样管的方向平行于SCR反应器出口烟道的方向且所述烟气取样管的开口方向与所述SCR反应器出口烟道中烟气来流方向相反。

进一步地：所述阵列式防尘烟气取样装置还包括烟气输送管和空气预热器后烟道，所述烟气输送管的一端连通所述烟气采集母管，另一端连通所述空气预热器后烟道；所述烟气输送管垂直设置，在所述烟气输送管上设置有烟气分析管，所述烟气分析管与烟气分析站连通。

进一步地：所述烟气采集母管上设置有可吹扫所述烟气取样管、所述烟气采集管和所述烟气采集母管的吹灰装置。

进一步地：在所述烟气取样管的顶端设置有旋流器，所述旋流器包括外壳、内壳、旋流板、盲板，所述盲板设置在所述内壳的两端；所述旋流板的一端固定在所述外壳的内壁，另一端固定在所述内壳的外壁，烟气经过所述旋流板后螺旋前行。

进一步地：所述旋流板-的数量为4-8片，所述旋流器的除尘效率为50%-75%，阻力为100-250Pa。

进一步地：所述SCR反应器出口烟道垂直设置或水平设置。

进一步地：所述烟气采集管、所述烟气采集母管、所述烟气输送管和所述烟气分析管的外壁均设置有保温层。

本实用新型的有益效果是，本实用新型一种阵列式防尘烟气取样装置通过将SCR反应器出口烟道划分成多个检测区域，并在各个检测区域几何中心均设置有烟气取样管，将各烟气取样管收集的烟气进行收集检测，得出的检测结果具有很高的代表性，接近实际烟囱排放口的检测数值，提高了在SCR反应器出口烟道1进行烟气检测的检测准确度。

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是本实用新型一种阵列式防尘烟气取样装置的结构示意图；

图2是检测区域和烟气取样管的分布示意图；

图3是旋流器的结构示意图；

图4是保温层的安装结构示意图。

图中1、SCR反应器出口烟道，2、烟气取样管，2-1、外壳，2-2、旋流板，2-3、盲板，2-4、内壳，2-5、连接件，3、烟气采集管，4、烟气采集母管，5、烟气输送管，6、烟气分析管，7、空气预热器后烟道，8、烟气分析站，9、吹灰装置，10、检测区域，11、保温层。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种阵列式防尘烟气取样装置，设置在SCR反应器出口烟道1中，包括烟气采集母管4和若干根连通在烟气采集母管4上的烟气采集管3，每个烟气采集管3上设置有烟气取样管2；SCR反应器出口烟道1的横截面划分为若干个检测区域10，烟气取样管2分布设置在每个检测区域10的几何中心处；烟气取样管2的方向平行于SCR反应器出口烟道1的方向且烟气取样管2的开口方向与SCR反应器出口烟道1中烟气来流方向相反。

烟气取样管2接连在烟气采集管3上，在SCR反应器出口烟道1中流动的烟气进入烟气取样管2后均进行烟气采集管3中，烟气采集管3在SCR反应器出口烟道1外部与烟气采集母管4连接，烟气采集管3中的烟气汇总进入到烟气采集母管4中，然后对烟气采集母管4中的烟气来进行检测，由于得到的烟气是由SCR反应器出口烟道1中横截面上各个检测区域10汇总得出的，因此，得出的检测结果具有很高的代表性，接近实际烟囱排放口的检测数值，提高了在SCR反应器出口烟道1进行烟气检测的检测准确度。

阵列式防尘烟气取样装置还包括烟气输送管5和空气预热器后烟道7，烟气输送管5的一端连通烟气采集母管4，另一端连通空气预热器后烟道7；烟气输送管5垂直设置，在烟气输送管5上设置有烟气分析管6，烟气分析管6与烟气分析站8连通。

烟气采集母管4与烟气输送管5连接，烟气输送管5将烟气采集母管4来的烟气运往空气预热器后烟道7中，烟气分析管6连接在烟气输送管5的垂直管路上，并将采样的烟气送往烟气分析站8，利用烟气取样管2处和空气预热器后烟道7的压差，无需设置动力设备，可将烟气从烟气取样管2吸入并运往空气预热器后烟道7中。

烟气采集母管4上设置有可吹扫烟气取样管2、烟气采集管3和烟气采集母管4的吹灰装置9，吹灰装置9用于吹扫长期运行后烟气取样管2、烟气采集管3和烟气采集母管4内部的少量飞灰，而在烟气输送管5内的飞灰由于自重将自行下沉，最后进入空气预热器后烟道7中，不会沉积。管道的积灰导致一定的节流效应，将影响管路沿程的压差，可利用现有的技术，对管路差压进行监测，一旦超过设定值则说明积灰过多，即可启动吹灰装置9进行吹灰操作。

如图3所示，在烟气取样管2的顶端设置有旋流器，旋流器包括外壳2-1、内壳2-4、旋流板2-2、盲板2-3，盲板2-3设置在内壳2-4的两端；旋流板2-2的一端固定在外壳2-1的内壁，另一端固定在内壳2-4的外壁，烟气经过旋流板2-2后螺旋前行。

旋流板2-2的数量为4-8片，旋流器的除尘效率为50%-75%，阻力为100-250Pa。操作人员可以先通过流体力学CFD方法获取SCR反应器出口烟道1 处的流场和压力场等参数，再根据这些参数选定不同测试区域的旋流器，旋流器通过连接件2-5安装在烟气取样管2中，应该指出的是，旋流器的工作原理为现有技术中已知的，对应旋流板2-2的形状、位置与旋流器的除尘效率、阻力等参数的影响关系也是现有技术中已知的；旋流板2-2的数量、仰角、径向角、盲板2-3与外壳2-1直径比等参数，将影响旋流器的阻力。操作人员采用现有技术中50%-75%的除尘效率，阻力100-250Pa的旋流器适合烟气取样的工作状况，能够保证除尘效果和压力损失兼顾，保证了最优的取样测试环境。

通过旋流器的合理设置，可以调整进入烟气取样管2烟气流量的一致性，从而消除因流场不均导致的多点取样时流量不均的问题，烟气从烟气取样管2被吸入，经过旋流器时，在旋流板2-2作用下烟气螺旋上升，粉尘在离心力作用下被甩至内壁上，内壁上的飞灰在重力的作用下落下，由旋流器和烟气取样管2之间的空隙排出，旋流器的除尘作用可大大减小积灰，防止因为飞灰累积导致频繁启动吹灰装置9。

SCR反应器出口烟道1垂直设置或水平设置，通过调整旋流器的设计可以保证各取样口取样流量的一致性，降低了对取样烟道的要求，采用垂直或者水平的SCR反应器出口烟道1，烟气垂直或者水平流动，能够方便旋流器对取样流量的控制，提高了各取样口取样流量的一致性。

如图4所示，烟气采集管3、烟气采集母管4、烟气输送管5和烟气分析管6的外壁均设置有保温层11，降低了外露的烟气采集管3、烟气采集母管4、烟气输送管5和烟气分析管6的热量流失。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。