阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置及取压装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种阵列式脱硝反应器出入口烟气流速流量测量装置，属一种烟气流量测量装置，取压装置包括主体取压管，主体取压管的一侧面上还与二次沉灰室相连通，二次沉灰室靠近主体取压管的一端还与引压管相连通，所述引压管置于二次沉灰室的上方；主体取压管的顶部以及二次沉灰室的末端还设有可拆卸的封堵装置；主体取压管的内部还活动安装有清灰杆。主体取压管的分层耐磨设计，有效延长了取压装置的使用寿命，且置于主体取压管内部的清灰杆可在取压装置取压的过程中，自动清除主体取压管内部残留的灰尘，同时本实用新型的结构简单，可应用于各种类型、尤其是大截面的脱硝反应器出入口烟道测量烟气的流速与流量，应用范围广阔。
【专利说明】阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置及取压装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种烟气流量测量装置，更具体的说，本实用新型主要涉及一种阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置及取压装置。
【背景技术】
[0002]十二五期间，随着燃煤电站脱硝工程逐步深入，SCR脱硝反应器出入口烟道烟气流量测量问题变得越来越重要。传统烟气流量测量技术主要有两类，一类是使用S型皮托管作为一次取压元件测量差压，然后根据差压利用伯努利方程，计算出气体流速，然后根据流速和截面积计算出烟气流量。S型皮托管又叫靠背管，它是由两根相同的金属管并联组成，其末端为方向相反的两个开口。正对流束方向测出流体的总压力(即静压力和动压力之和)；另在金属细管前面附近的主管道壁上再引出一根导压管，测得静压力。差压计与两导压管相连，测出的压差即为动压力。根据伯努利定理，动压力与流速的平方成正比。因此用皮托管可测出流体的流速。S型皮托管面向气流的开口测得的压力为全压，背向气流的开口测得的压力小于静压，其修正系数KP为0.84 士 0.01。制作尺寸与上述要求有差别的S型皮托管的修正系数需进行校正，其正、反方向的修正系数相差应不大于0.01。另一类是巴类流量计是指均速管流量计，其传感器是一杆状探头，英语表示为bar，音译为中文就称之为巴类流量计。目前此类流量计的主要品牌有德国的德尔塔巴流量计、美国的阿牛巴流量计和威力巴流量计。巴类流量计是一根中空的金属管，迎流面钻有多组总压孔，它们分别处于各单元面积的中央，分别反映了各单元面积内的流速大小，由于各总压孔是相通的，各点总压值平均后由总压引出管传至高压取压口。阿牛巴均速管是在皮托管测流速原理的基础上发展而来的，由于压力损失小、制造本低、安装维护方便，如上为测量SCR脱硝反应器出入口烟道流量测方法。
[0003]而SCR脱硝反应器出入口烟道测量工作环境有如下特点:第一工作温度高380°C至440°C之间，因此要求一次取压元件必须长时间耐高温；第二气体含尘高，为高灰尘环境，气体含尘量30g/Nm3至50g/ Nm3之间，因此要求一次取压必须防止积灰阻塞，同时具有耐磨性能；第三测量截面尺寸超大一般在20 Hf至50 Hf，烟气流场不稳定，紊流、回流现象严重，流速宽为3m/s至30m/s之间，对变送器精度要求高；四是气体含有腐蚀性，里面含有高浓度NH3,因此要求测量元件具备抗腐蚀性；五是几乎无直管段，SCR脱硝区烟道结构多为缩放矩形烟道，几乎无直管段或者是直管段特别短，一般在一个当量直径以内(2米以内)。因此缺少常规其他流量测量装置要要求前后直管段长度技术要求。
[0004]综上，现有SCR脱硝反应器烟气流速流量测量装置的主要存在如下缺点:一是单点测量:SCR脱硝反应器烟道截面积相对尺寸较大，一般情况下，发电容量为300MW火力发电机组单个烟道的截面积在22m2至30 m2左右。发电容量为600MW机组单个烟道截面在40m2至50 m2左右。横截面积超大，且由于烟道拐角和支架作用，烟气在同一断面上流速差异较大，且有紊流现象。因此所以直接测量点流速装置不适合测量SCR脱硝现场烟气流量。如S型皮托管。二是烟道截面积大导致，流速不均匀:脱硝反应器出入口烟道还有一个特点，就是烟道横截面积比较大，这就导致烟道内的平均流速比较低。根据伯努利定理，动压力与流速的平方成正比。这就可以直观的看出，在测量差压绝对值较小时，微小的差压变动对流速的影响会很大。S型皮托管是先测量烟气的动压，而后根据公式计算得出最后流速。烟气的动压是通过差压变送器测量得到的。现在一般差压变送器的国标精度为±0.5%。这里我们做个简单的假设:选用0-1600Pa量程的差压变送器进行测量，根据国标精度，此变送器的精度为±8Pa。脱硝烟道中假设烟气流速为5m/s，根据流速计算公式，可大概得出动压的测量值大约为30Pa左右。就算忽略烟气本身的流速变化，变送器的精度误差也严重影响了流速的测量值。这就导致在小流速的烟道中使用S型皮托管测量，会引起测量数据跳变比较厉害，降低测量数据的稳定性，从而导致测量数据的准确度降低。三是高含尘气体测量环境:从过去几个月来看，脱硝SCR烟道烟气含尘量大于30g/Nm3’部分机组甚至达到50g/Nm3以上，因此S型皮托管取样管堵塞严重，阿牛巴、威力巴、德尔塔巴等巴类测量装置理论上在取样装置结构上尽量避免堵灰的设计。但是从实际运行效果上来看，巴类测量元件在低风速情况，由于灰尘的布朗运动，巴类流速管多为盲管。因此灰尘进去后，灰尘出不来导致没有读数。四是一次元件的磨损问题，由于目前S型皮托管及巴类管取压元件，多采用奥氏体304不锈钢，工作温度在300-400摄氏度左右，因此高温、高尘环境下，耐磨性存在问题，很容易将将取压头磨损进而影响测量准确性。基于前述不同程度的缺陷，有必要针对脱硝反应器出入口烟气流速流量测量装置的结构以及得到烟气流速流量的方式做进一步的改进和研究。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的之一在于针对上述不足，提供一种阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置及取压装置，以期望解决现有技术中无法对超大截面、高温、高含尘气体进行流量测量，易造成测量元件堵塞，无法准确测量出烟道截面的平均流速，以及测量元件在使用中磨损严重等技术问题。
[0006]为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]本实用新型一方面提供了一种自清灰烟气取压装置，所述取压装置包括主体取压管，所述主体取压管的一侧面上还与二次沉灰室相连通，所述二次沉灰室靠近主体取压管的一端还与引压管相连通，所述引压管置于二次沉灰室的上方；所述二次沉灰室与引压管均置于主体取压管的同一侧；所述主体取压管的顶部以及二次沉灰室的末端还设有可拆卸的封堵装置；所述主体取压管的内部还活动安装有清灰杆，用于在烟气作用下在主体取压管的内部摇摆振动。
[0008]作为优选，进一步的技术方案是:所述主体取压管的另一侧面上还设有多个动压扰动孔；所述主体取压管的下方呈斜面开口。
[0009]更进一步的技术方案是:所述主体取压管的下方呈水平开口。
[0010]更进一步的技术方案是:所述清灰杆包括上杆与下杆，所述上杆上端铰接固定在主体取压管顶部的封堵装置下侧，且下杆的上端铰接固定在上杆的下端上，所述上杆、下杆铰接固定处与主体取压管上的动压扰动孔相对应；所述下杆延伸出主体取压管的下端之外，且下杆的末端上还固定有偏心球。
[0011]更进一步的技术方案是:所述主体取压管包括陶瓷外层与不锈钢内层，所述陶瓷外层与不锈钢内层之间还设有高温陶瓷胶制中间层，所述陶瓷外层上还设有至少两个膨胀间隙。
[0012]本实用新型另一方面提供了一种阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置，所述的取样装置包括至少四个上述的取压装置，所述取压装置的引压管均通过压力汇流母管接入压力汇总单元，用于由压力汇总单元将来自于各个取压装置的压力进行汇总，并得到四者之间的平均值。
[0013]作为优选，进一步的技术方案是:所述压力汇流母管接入各个取压装置的引压管后与其组成K型状。
[0014]更进一步的技术方案是:一种阵列式脱硝反应器出入口烟气流速流量测量装置，所述测量装置包括至少上述的微差压取样装置，且两者分别作为测量装置中的动压取样装置与静压取样装置，所述动压取样装置与静压取样装置均接入微差压变送器，所述微差压变送器还接入采集主机，用于由微差压变送器将来自于动压取样装置与静压取样装置的压力值的微差压信号转换成对应的电流信号，并将电流信号传输至采集主机，由采集主机执行固定的算法完成烟气流速计算和烟气流量计算及信号处理。
[0015]作为优选，进一步的技术方案是:所述动压取样装置与静压取样装置中的取压装置用于按照下式确定:
[0016]N=Round ((a*b) / (4L~ 2))
[0017]上式中，N为自清灰烟气取压装置的数量，单位为块；a为待测量矩形烟道的长度，单位为米；b为待测量矩形烟道的宽度，单位为米；L为取压装置主体取样管的长度，单位为米；RoundO为取整函数，四舍五入。
[0018]作为优选，进一步的技术方案是:所述采集主机用于通过下式完成对烟道中烟气流速计算和烟气流量的计算:
[0019]
【权利要求】
1.一种自清灰烟气取压装置，其特征在于:所述取压装置包括主体取压管(11)，所述主体取压管(11)的一侧面上还与二次沉灰室(12)相连通，所述二次沉灰室(12)靠近主体取压管(11)的一端还与引压管(13)相连通，所述引压管(13)置于二次沉灰室(12)的上方；所述二次沉灰室(12)与引压管(13)均置于主体取压管(11)的同一侧；所述主体取压管(11)的顶部以及二次沉灰室(12)的末端还设有可拆卸的封堵装置(14);所述主体取压管(11)的内部还活动安装有清灰杆(15)，用于在烟气作用下在主体取压管(11)的内部摇摆振动。
2.根据权利要求1所述的自清灰烟气取压装置，其特征在于:所述主体取压管(11)的另一侧面上还设有多个动压扰动孔(16);所述主体取压管(11)的下方呈斜面开口。
3.根据权利要求1所述的自清灰烟气取压装置，其特征在于:所述主体取压管(11)的下方呈水平开口。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的自清灰烟气取压装置，其特征在于:所述清灰杆(15)包括上杆(151)与下杆(152)，所述上杆(151)上端铰接固定在主体取压管(11)顶部的封堵装置(14)下侧，且下杆(152)的上端铰接固定在上杆(151)的下端上，所述上杆(151)、下杆(152)铰接固定处与主体取压管(11)上的动压扰动孔(16)相对应；所述下杆(152 )延伸出主体取压管(11)的下端之外，且下杆(152 )的末端上还固定有偏心球。
5.根据权利要求1任意一项所述的自清灰烟气取压装置，其特征在于:所述主体取压管(11)包括陶瓷外层(111)与不锈钢内层(112)，所述陶瓷外层(111)与不锈钢内层(112)之间还设有高温陶瓷胶制中间层(113)，所述陶瓷外层(111)上还设有至少两个膨胀间隙(114)。
6.一种阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置，其特征在于:所述的取样装置包括至少四个权利要求1至5任意一项所述的取压装置(I )，所述取压装置(I)的引压管(13)均通过压力汇流母管(2)接入压力汇总单元(3)，用于由压力汇总单元(3)将来自于各个取压装置(I)的压力进行汇总，并得到四者之间的平均值。
7.根据权利要求6所述的阵列式脱硝反应器出入口微差压取样装置，其特征在于:所述压力汇流母管(2)接入各个取压装置(I)的引压管(13)后与其组成K型状。
【文档编号】G01D21/02GK203502043SQ201320413535
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】贾金柱, 杜煜 申请人:贾金柱, 杜煜