本实用新型涉及烟气成分分析技术领域，特别涉及一种烟气成分分析过程中所用到的烟气取样枪及烟气成分分析系统。
背景技术：
在锅炉热力或环保试验(如锅炉热效率试验、空预器漏风试验和烟气脱硝系统效率试验)中，需要测试锅炉烟道某一横截面烟气成分 (如含氧量、一氧化碳含量、氮氧化物含量等)的平均值。目前，烟气分析仪的测试精度已能满足试验的要求，烟气成分测试结果的准确性主要取决于获取的烟气样品是否具有代表性，也即烟气样品的成分值与断面烟气成分平均值是否相近。
对于大型电站锅炉，由于存在烟道横截面较大、烟气流速不均、烟气成分分层严重等问题，要使所取烟气样品具有代表性极为不易。对此，国内、外锅炉试验标准中均推荐“网格+等速”法抽取烟气，即把烟道的横截面按照网格法分成许多面积相等的单元，从这些单元的中心抽取烟气样品，且烟气样品抽取速度要等同该处的烟道烟气流速，然后将抽取的各单元烟气样品均匀混合送至烟气分析仪测试。
按照上述“网格+等速”取样法，在锅炉试验中衍生了多种烟气取样装置，但这些烟气取样装置均存在着烟气代表性差、易堵灰以及功能单一等诸多问题。例如中国专利申请“CNI03674631A”中，发明人采用取样孔直径渐变的笛形管烟气取样枪将烟气抽出，以实现“网格+等速”抽取烟气。
然而，烟气在取样过程中，烟气中的粉尘非常容易附积在取样孔的周围，最终导致部分取样孔堵塞，取样不够准确。
因此，如何能够有效避免取样过程中烟气中的灰尘堵塞取样孔，以保证烟气样品的准确性是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的之一是提供一种烟气取样枪，以便能够按照网格加等速的方法科学合理的对烟气进行取样，同时有效防止烟气入口被烟尘堵塞。
本实用新型的另一目的是提供一种烟气成分分析系统，以便对烟气样品进行成分分析。
为达到上述目的，本实用新型提供的烟气取样枪，包括管主体以及开设在所述管主体的侧壁上的多个烟气入口，所述管主体的一端封闭，另一端开口作为烟气排出口，每一个所述烟气入口外侧均设置有起始于所述管主体的侧壁，并垂直于所述管主体的轴向延伸的挡尘井台。
优选的，还包括设置在所述管主体的侧壁上，且位于所述烟气入口背面的背压测试管，所述背压测试管的一端封闭，另一端开放；且所述背压测试管的侧壁上还开设有背压测试口，所述背压测试口与所述烟气入口在垂直于所述管主体轴向的方向上一一对应。
优选的，还包括设置在所述管主体上且与所述烟气入口一一对应的温度测量装置，任意一所述温度测量装置均靠近与其对应的所述烟气入口设置。
优选的，所述温度测量装置包括热电偶、测量仪表以及连接所述热电偶和所述测量仪表的补偿导线，其中，所述热电偶设置在所述管主体上。
优选的，所述热电偶由不锈钢抱箍固定在所述管主体上。
优选的，所述管主体为圆管，所述管主体上靠近开口端的位置还设置有积水暂存腔，且所述积水暂存腔的径向尺寸大于自身两侧的所述管主体的径向尺寸。
优选的，所述管主体的封闭端通过与所述管主体螺纹配合的堵头封堵。
优选的，所述管主体为不锈钢管。
本实用新型中所公开的烟气成分分析系统，包括烟气取样枪总成、混流器、烟气分析仪以及抽气泵，其中，
烟气取样总成由上述任意一项所公开的烟气取样枪构成，所述烟气取样枪按照网格法要求并排设置每一个所述烟气入口均对应一个网格单元；
所述混流器的一端为与所述烟气取样枪一一对应的进气支管，另一端为排气总管，且任意一所述进气支管上还设置有流量计以及流量调节阀，任意一所述进气支管均通过烟气管路与对应的所述烟气取样枪的烟气排出口连通；
所述抽气泵通过烟气管路与所述排气总管连通；
所述烟气分析仪串联在所述抽气泵与所述混流器之间的烟气管路上；或者，所述烟气分析仪通过连通支路设置在所述抽气泵与所述混流器之间的管路上。
优选的，所述烟气管路为硅胶管。
由以上技术方案可以看出，本实用新型中所公开的烟气取样枪包括管主体和开设在管主体侧壁上的多个烟气入口，管主体的一端封闭，另一端开口以便作为烟气排出口，烟气入口实际上按照网格法在管主体上分布，每一个烟气入口的外侧还设置有挡尘井台，挡尘井台起始于管主体的侧壁，并垂直于管主体的轴向延伸。
在进行取样时，烟气入口是背对烟气流向的，在烟气入口周围形成了“烟气回流区”，烟气中的粉尘容易在该区域附积，最终导致烟气入口的堵塞。而本实用新型中所公开的烟气取样枪中，由于每个烟气入口外侧均设置了凸起于管主体侧壁的挡尘井台，挡尘井台可以有效阻挡烟气中的灰尘附积在烟气入口内，因此这就避免了烟气入口的堵塞，从而保证了烟气样品的准确性。
本实用新型中所公开的烟气成分分析系统，其烟气取样枪总成是由多个上述烟气取样枪组成的，因此该烟气成分分析系统所获得的烟气样品更具代表性且更加准确，该烟气成分分析系统的分析结果更为真实可靠。
附图说明
图1为本实用新型实施例中所公开的烟气取样枪一种角度的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中所公开的烟气取样枪另一角度的结构示意图；
图3为本实用新型实施例中所公开的烟气成分分析系统的整体连接示意图。
其中，1为烟气取样枪，2为混流器，3为烟气分析仪，4为烟气管路，5为抽气泵，6为连通支路，11为管主体，12为烟气入口，13 为热电偶，14为不锈钢抱箍，15为积水暂存腔，16为挡尘井台，17 为背压测试管，18为堵头。
具体实施方式
本实用新型的核心之一是提供一种烟气取样枪，以便能够按照网格加等速的方法科学合理的对烟气进行取样，同时有效防止烟气入口被烟尘堵塞。
本实用新型的另一核心在于提供一种烟气成分分析系统。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
请参考图1，本实用新型中所公开的烟气取样枪，包括管主体11 以及开设在管主体11的侧壁上的多个烟气入口12，其中，管主体11 的一端封闭，另一端开口，开口的一端作为烟气排出口，烟气入口12 应当按照网格法的要求在管主体11上进行分布，所谓网格法就是把烟道的横截面均分为多个面积相等的网格单元，从这些网格单元的中心处抽取烟气样品，由于“网格法”是烟气成分分析领域技术人员公知且常用的方法，因此本申请文件中对此不再进行赘述。除此之外，本实用新型中所公开的烟气取样枪还包括挡尘井台16，该挡尘井台16 设置在烟气入口12的外侧，并凸起于管主体11的侧壁，具体的，如图2中所示，挡尘井台16起始于管主体11的侧壁，并沿垂直于管主体11轴向的方向延伸。
在实际取样过程中发现，烟气中的粉尘容易在烟气入口12附近附积，最终导致烟气入口12的堵塞。
而上述实施例中所公开的烟气取样枪中，由于每个烟气入口12 外侧均设置了凸起于管主体11侧壁的挡尘井台16，挡尘井台16可以有效阻挡烟气中的灰尘附积在烟气入口12内，因此这就避免了烟气入口12的堵塞，从而保证了烟气样品的准确性。
当然，烟气入口12的大小可以根据管主体11中烟气流程的长短确定，通常情况下，烟气的流程越长，则烟气入口12的孔径越大；烟气的流程越短，则烟气入口12的孔径越小；除此之外，管主体11的截面形状也可以为多种，例如圆形、矩形或者多边形均可，本实用新型实施例中推荐采用圆管。
实际上，取样过程中烟气的抽取速度也是有要求的，根据国内外锅炉试验标准，采用网格法取样时要做到等速，所谓等速就是指每一个网格区域的烟气抽取速度需要与该处的烟道烟气流速一致，为此，本实施例中所公开的烟气取样枪中，还设置了背压测试管17，结合图 1和图2，背压测试管17设置在管主体11的侧壁上，并且背压测试管 17位于烟气入口12的背面，与管主体11一致，背压测试管17也为一段封闭另一端开放的管件，并且背压测试管17上还开设有背压测试口，背压测试口与烟气入口12在垂直于管主体11轴向的方向上一一对应。
根据流体力学理论，管主体11上的烟气入口12正对烟气流向时，测量烟气入口12与背压测试管17上背压测试口之间的烟气压力差即可计算出烟气的平均流速，这使得烟气取样枪具备了烟气测速功能。
为了进一步优化上述实施例中的技术方案，还可在管主体11上按照网格法要求设置温度测量装置，具体的，温度测量装置应当靠近烟气入口12并与烟气入口12一一对应设置。温度测量装置可以采用多种温度传感器，在本实施例中，温度测量装置由热电偶13、测量仪表以及连接热电偶13和测量仪表的补偿导线组成，其中热电偶13固定设置在管主体11上。
热电偶13在管主体11上的固定方式也并不局限于一种，卡接、螺钉固定或者其他的固定方式均可，在本实施例中，热电偶13由不锈钢抱箍14固定设置在管主体11上，如图1和图2中所示。
烟气中通常含有水蒸汽，在取样过程中，水蒸汽容易凝结成水并顺着烟气管路4的内壁向下流淌，停止取样时，由于抽烟负压的突然消失，烟气管路4内壁上的水珠容易回流，回流的凝结水与管主体11 内壁上的积灰将凝结成为坚硬的块状物，这会堵塞取样枪。为此本实施例中还进行了优化，在本实施例中，管主体11为圆管，管主体11 上靠近开口端的位置设置有积水暂存腔15，如图1至图3中所示，积水暂存腔15实际上是一个膨大的空腔，其在径向上的尺寸大于自身两侧的管主体11的径向尺寸，停止取样时，凝结水可以暂存在积水暂存腔15内，从而防止凝结水继续回流并与积灰混合。
管主体11的封闭端的封堵方式也并不唯一，例如管主体11本身可以通过冲压拉深成型，采用该种加工方式生产出来的管主体11本身即为一端封闭一端开放的管件，当然，还可以采用增加堵头18的方式来封堵管主体11的一端，在本实施例中，管主体11的一端设置有堵头18，堵头18上设置有外螺纹，管主体11内设置有内螺纹，堵头18 与管主体11螺纹配合。当完成取样之后，可以拆下堵头18对管主体 11内的积灰进行清理，以防止积灰硬结在管主体11的内壁上。
为了提高烟气取样枪的使用寿命，本实用新型实施例中推荐管主体11采用不锈钢材质制造，背压测试管17的材质也为不锈钢材质，背压测试管17可通过点焊的方式焊接在管主体11上。
本实用新型实施例中还公开了一种烟气成分分析系统，该系统中包括烟气取样枪总成、混流器2、烟气分析仪3以及抽气泵5，如图3 中所示，其中：
烟气取样总成由多根烟气取样枪组合形成，烟气取样枪具体为上述任意一实施例中所公开的烟气取样枪，烟气取样枪按照网格法要求设置，每一个所述烟气入口12均对应一个网格单元，整个烟气取样总成与烟道横截面的面积相适应；
混流器2的一端为与烟气取样枪一一对应的进气支管，另一端为排气总管，任意一进气支管上还设置有流量计以及流量调节阀，以便对各个烟气取样枪的抽气速度进行调整，使其与烟气流速相等，每一个进气支管均通过烟气管路4与对应的烟气取样枪的烟气排出口连通；
抽气泵5通过烟气管路4与排气总管连通，以便提供抽烟负压；
烟气分析仪3串联在所述抽气泵5与所述混流器2之间的烟气管路4上；或者，烟气分析仪3通过连通支路6设置在抽气泵5与混流器2之间的管路上。
为了布置方便，上述实施例中的烟气管路4优选的采用柔性管，例如硅胶管等，当然，连通支路6也可采用硅胶管。
本实用新型中所公开的烟气成分分析系统的取样方法如下：
步骤1：多根烟气取样枪按“网格”法插入烟道中，将烟气入口 12正对烟气流向(测速工作状态)，用微压计测量并记录烟气入口12 枪与背压测试管17的背压测试口之间的烟气压力差，按照流体力学相关理论计算出各取样枪所处位置的烟气流速；
步骤2：按照图3，通过烟气管路4将取样枪总成、混流器2、抽气泵5及烟气分析仪3连接组成完整的烟气成分分析系统，并将取样枪的烟气入口12方向调整为背对烟气流向(抽气工作状态)；
步骤3：开启抽气泵5，烟气通过各根取样枪汇入混流器2，根据烟气流速计算结果，调整混流器2的调节阀的大小，使通过各取样枪进入混流器2的烟气流量(混流器2所带流量计所显示的)之间比例等于各烟气取样枪所处位置的烟气流速的比例，即烟道烟气流速较高位置的取样枪，抽烟量也应较大；
步骤4：经混流器2混合后的烟气，通过抽气泵5排出。烟气分析仪3通过进气支管连接在混流器2至抽气泵5的烟气管路4上。测量分析时，开启烟气分析仪3，即可测量分析烟气各成分，如氧含量、一氧化碳含量、氮氧化物含量等；
步骤5：通过热电偶13补偿导线，把装设在各取样枪的热电偶 13与温度测量仪连接起来，在抽取烟气的同时，可实现烟气温度(场) 的测量。
以上实施例中所公开的烟气取样枪以及烟气成分分析系统中，不仅可以按照网格法等速抽取烟气样品，而且烟气取样枪不易积灰堵塞，且积灰的清除方便，而且还具备烟气温度和流速的测量功能，具有很高的实用和推广价值。
以上对本实用新型所提供的烟气取样枪及烟气成分分析系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。