本发明涉及火力发电领域，尤其涉及一种用于火电站锅炉尾部烟道的烟气飞灰取样系统。
背景技术：
目前，燃煤发电仍然是我国最重要的发电方式，其发电量占到我国总发电量的70％以上。火电厂中，作为煤的燃烧产物之一，飞灰是锅炉尾部烟气的重要组成部分，对烟气中的飞灰进行如飞灰粒径、元素成分、物质构成等物理化学分析，对进行煤质分析、燃烧分析、烟道腐蚀预防、除尘设计和环境保护都具有非常重要的意义。
对飞灰进行分析的前提是对烟气飞灰进行取样收集，目前的飞灰取样方式主要分为两类。一类收集装置是固定安装在烟道中，工作人员定时打开取样口，从取样口中取出集灰槽，取样周期一般为一天或半天，这种取样方式的优点是取样方便，工作人员不需要使用任何附加设备就可以完成取样，取样量大，能够满足多种分析需求，缺点是不够灵活，因为设备固定安装在烟道中，取样位置固定，这种收集装置一般设置在空气预热器入口和空气预热器出口位置，这两处的烟气温度分别在300℃和150℃左右。另一类收集装置为便携式取样装置，常用的如平行采样仪。这类装置并不固定安装在烟道内，因此具有采样相对灵活的特点，凡是烟道中开有观察孔的位置都可以进行取样，但其仍然存在取样位置受限的缺点，只有在开有观察孔的位置才能取样。一般来讲，进入除尘器的烟气温度一般在130℃左右，无论何种取样方式都无法获得130℃以下的烟气所含飞灰的特征。
由于烟气中含有的硫酸蒸气在150℃以下会结露析出，这是造成烟道和换热元件腐蚀的重要原因。同时，析出的硫酸还与飞灰相互作用，由于飞灰的物理吸附和化学反应，使得硫酸腐蚀变的非常复杂。不同烟气温度下，硫酸析出量不同，与飞灰相互作用的硫酸总量也不同，导致飞灰会显现出不同的物理化学性质。因此，对处于150℃以下的多种不同温度的飞灰分别进行取样分析，对于研究烟气低温结露特性和腐蚀规律具有重要的意义。
然而，以上的收集装置都具有如下的缺点，即无法控制所采集飞灰的环境温度。如前所述，固定安装的收集装置一般位于空气预热器前后，这两个位置的烟气温度在300℃和150℃左右；采用平行采样仪进行飞灰收集虽然相对灵活，但是由于烟道观察孔开口位置固定，也无法采集各种温度的飞灰，特别是空气预热器之后，一般找不到烟温低于135℃的观察孔。
低压省煤器设置在空气预热器之后，其进口烟温一般在150℃-135℃，其出口烟温有时会降低到100℃左右，要研究低压省煤器的工作环境，就需要采集处于100℃-150℃这一温度范围内甚至更低烟温环境中的飞灰进行研究。
专利一种烟道外烟气飞灰收集装置和方法公开了一种烟道外烟气飞灰收集装置，其通过将锅炉尾部烟气引到烟道外进行收集，在对飞灰采集前利用换热管对烟气进行降温，从而得到较低烟气温度环境下的飞灰。该方法虽然可以通过改变冷却水进水阀门开度来控制换热量，从而获得不同的烟气温度，但是该方法不能预先对取样烟气的温度进行预设，并不能真正起到控制飞灰所处的烟气温度的目的。
因此，需要一种新型的烟气飞灰取样系统，能够起到控制烟温的作用，从而获得期望烟气温度环境下的飞灰。
技术实现要素：
1、本发明创造所要解决的技术问题：为克服上述存在的技术问题，本发明旨在提供一种烟气飞灰取样系统，其可以对所取灰样所处的烟气温度环境进行控制。
2、解决其技术问题采用的技术方案：
一种烟气飞灰取样系统，包括烟气入口、总烟气阀门、换热段、集灰段、风机、烟气出口和恒温水箱，其中总烟气阀门、换热段、集灰段和风机通过管道依次连接在烟气入口和烟气出口之间，其特征在于，所述集灰段包括第一通道和第二通道，所述第一通道包括第一通道入口、第一烟气阀门、第一温度传感器、除尘布袋、除尘腔壳体和第一通道出口，所述第二通道包括第二通道入口、第二烟气阀门、第二温度传感器和第二通道出口。
一种烟气飞灰取样方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将权利要求1-6所述的烟气飞灰取样系统连接在锅炉空气预热器后的烟道外侧；步骤二、打开冷却水阀门，然后打开第二烟气阀门和风机，第一烟气阀门保持关闭状态；步骤三、调节恒温水箱的预设温度，直到第二通道中的烟气温度达到期望的烟气温度；步骤四、关闭第二烟气阀门，打开第一烟气阀门，记录第一温度传感器的温度；步骤五、运行10分钟后，关闭烟气风机、总烟气阀门和第一烟气阀门，然后关闭冷却水阀门；步骤六、待烟气飞灰取样系统自然冷却后，拆下第一通道，收集除尘布袋中截留的灰。
3、与现有技术相比具有的有益效果：
本发明提供的烟气飞灰取样系统，能够控制飞灰所处烟气的温度，可以对处于不同烟气温度下的飞灰进行收集以便用于研究。
附图说明
图1所示为本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1所示为本发明实施例的结构示意图
如图1所示，本实施例提供的烟气飞灰取样系统位于烟道外部，包含烟气入口1、总烟气阀门2、换热段3、集灰段4、风机5、烟气出口6和恒温水箱7，其中总烟气阀门2、换热段3、集灰段4和风机5通过管道依次连接在烟气入口1和烟气出口6之间。
换热段3中包括换热管31、换热段壳体32和冷却水阀门33，换热段壳体32一般采用长方体形状，换热管31蛇形布置在换热段壳体32内，冷却水阀门33位于换热管31的进水端。工作中，换热管31不断通入恒温冷却水，用于对烟气精确降温，以便在后面的集灰段4获得处于期望烟气温度条件下中的飞灰。
恒温水箱7作为提供恒温冷却水的装置，其出水端与换热管31的进水端连接，用于向换热管31提供恒温水，从而实现控制烟气温度的目的。恒温水箱7可以如图1所示采用闭式循环工作方式，散热器8连接在换热管31的出水端与恒温水箱7的进水端之间，经过换热段3升温后的冷却水进入散热器8，降温后流回恒温水箱7循环利用。恒温水箱7也可以采用开放式工作方式，换热管31出口升温后的水直接作为废水排放，同时不断向恒温水箱7补充新的冷却水，即系统不需要使用散热器8。采用闭式循环工作方式时，因为不需要持续补充冷却水，一般可以使用纯净水作为冷却水来源。采用开放式工作方式时，可以使用厂内除盐水或自来水作为冷却水的来源，不断向系统补充冷却水。
集灰段4包括并列布置的第一通道41和第二通道42，第一通道41依次布置有第一通道入口411、第一烟气阀门412、除尘腔壳体415和第一通道出口416，所述除尘腔壳体415中布置有第一温度传感器413和除尘布袋414、第二通道42依次布置有第二通道入口421、第二烟气阀门422、第二温度传感器423和第二通道出口424。第一通道入口411和第一通道出口416分别通过法兰与管道连接，便于拆装；除尘布袋414能够过滤烟气中的飞灰，用于飞灰采集。第二温度传感器423用于预调烟气温度，第一温度传感器413位于除尘腔壳体415内部，用于记录所收集灰样所处的实际烟气温度。
安装时，整个装置沿烟气流动方向布置，烟气入口1和烟气出口6与锅炉空气预热器后的尾部烟道并联连接，烟气入口1位于锅炉烟道的高压侧，烟气出口6位于锅炉烟道的低压侧。如果将从烟道中取出的烟气直接排放到大气中，由于锅炉尾部烟道处于负压状态，将烟气抽出烟道需要克服烟道内部负压，需要的风机功率非常大；同时，由于锅炉排烟温度较高，也存在不安全因素。本发明设计的外部取灰装置将烟气出口6与烟道低风侧连接，一方面可以使得取灰装置入口和出口具有自然的压差，对风机功率的要求大大降低，另一方面，本发明虽然为外部取灰装置，但是烟气仍然处于密闭系统中，降低了不安全因素，也不会造成环境污染。
取灰时，打开冷却水阀门33，打开总烟气阀门2、第二烟气阀门422和风机5，第一烟气阀门412保持关闭状态，使烟气经第二通道42流通；调节恒温水箱7的预设温度，直到第二通道42中的烟气温度达到期望的烟气温度；关闭第二烟气阀门422，打开第一烟气阀门412，使烟气经第一通道41流通，在第一通道41内，烟气中的飞灰被除尘布袋414过滤并留在布袋中，记录此时第一温度传感器413测得的实际烟气温度；运行10分钟后，关闭风机5、总烟气阀门2和第一烟气阀门412，然后关闭冷却水阀门33；待烟气飞灰取样系统自然冷却后，通过两端法兰拆下第一通道41，收集除尘布袋414中截留的灰。
现有技术中，使用换热管对烟气降温后直接取灰，仅仅起到了降温的作用，无法对烟气温度进行控制。本发明设计了第二通道42，取灰过程中，先通过改变冷却水温度对第二通道42中的烟温进行控制，待烟气达到期望温度并稳定后，再切换到取灰用第一通道41，起到了控制取灰烟温的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。