一种烟道飞灰取样系统的制作方法

本实用新型涉及环保及电力领域，具体涉及一种烟道飞灰取样系统。

背景技术：

飞灰是燃料在锅炉炉膛燃烧后随烟气进入尾部烟道的细小灰粒，飞灰中未燃尽碳的质量占飞灰量的百分率叫飞灰可燃物含量。飞灰可燃物含量是反应锅炉燃烧效果的主要指标。在燃煤锅炉的日常运行中，需要定时采集飞灰样品测定飞灰可燃物含量，以便监测锅炉燃烧工况的质量，及时改进运行操作，提高锅炉燃烧效率。

目前，飞灰取样装置通常采用单点取样，且不能实现等温等速取样，灰样代表性差，而且管路易堵塞。还有一种改进的飞灰取样装置，能够利用压缩空气进行反吹，但反吹时需要中断取样，而且过度依赖外来的压缩空气，不够节能；另外，装置损坏或停止检修也要停止取样，不能保证连续取样。

技术实现要素：

为克服上述不足，本实用新型提供一种烟道飞灰取样系统，能够多点等温等速取样，确保灰样的代表性，尽可能利用自身空气反吹，不仅能够防止管路堵塞，而且还节能，在反吹以及损坏或维护时不必中断取样，实现连续取样。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种烟道飞灰取样系统，包括：

两个取样管，每一取样管均包括取样端和出样端，取样端设有一排均布的多个取样口，取样时取样端位于烟道内，取样口朝向烟气来流方向；

两个飞灰取样装置，每一飞灰取样装置均包括一抽气机、连接该抽气机的一旋风分离器、连接该旋风分离器下端的一集灰漏斗和连接该集灰漏斗下端的一集灰瓶，该抽气机通过一抽气管连接取样管，该旋风分离器还连接一乏气管；

一温控装置，用于监控烟道和取样管内温度，连接一罩在取样管的取样端和抽气管上的加热装置，并通过该加热装置对取样管的取样端和抽气管加热；

一压控装置，用于监控烟道和取样管内压力，通过控制抽气机运转功率来调节烟道和取样管内压力。

进一步地，两取样管连接一运动机构，该运动机构可使两取样管位移及转动。

进一步地，取样管的各取样口设有孔率不同的网罩，从最靠近出样端的网罩算起，孔率依次增大，飞灰取样的阻力依次减小，以确保所有取样口均匀取样。孔率是指网罩上所有孔的总面积占网罩总面积的百分比。

进一步地，取样管的出样端设有两个开口，分别连接抽气管和乏气管，且均设有阀门。

进一步地，温控装置连接两个温度传感器，二者分别设置于抽气管和烟道内。

进一步地，压控装置连接两个压力传感器，二者分别设置于抽气管和烟道内。

进一步地，抽气管与抽气机连接处设有一阀门，乏气管与旋风分离器连接处设有一阀门。

进一步地，乏气管连接一压缩空气管，该压缩空气管上设有一阀门。

进一步地，取样管为耐腐蚀钢管，抽气机为涡轮抽气机，旋风分离器、集灰漏斗均为不锈钢材质，集灰瓶为太空杯。

本实用新型的有益效果：

1、通过取样管的多个取样口实现多点取样，由于取样口网罩的孔率及产生的阻力不同，使得各取样口取样速度一致，确保各点均匀取样，以使取得的灰样更具代表性；2、取样管为两个，一用一备，经旋风分离器分离出的乏气通过乏气管对备用的取样管反吹，通过运动机构将被反吹的取样管移动到烟道下游，并转向至烟气流去方向，这样一来不影响另一取样管的取样，二来防止烟气来流对反吹的影响；3、飞灰取样装置为两个，一用一备，当其中一个损坏或需要停下维护时，可切换至另一个作业，可保证飞灰连续取样；4、通过温控装置和压控装置能够实时监控取样管、抽气管内温度和压力，并与烟道内温度和压力进行比对，通过加热装置和抽气机来调节温度和压力，确保与烟道等温等速，以使取得的灰样真实反映烟道内飞灰情况；5、在乏气管上还接有一压缩空气管作为备用，当乏气无法有效清除取样管堵塞的飞灰时，可借助压缩空气进行反吹，确保取样管畅通。

附图说明

图1是本实用新型的一种烟道飞灰取样系统结构示意图。

图2是取样管反吹示意图。

图中：01、02、03、04、05、06、07、08、09-阀门，1-第一取样管，1’-第二取样管，2-抽气管，3-抽气机，4-旋风分离器，5-集灰漏斗，6-集灰瓶，7-乏气管，8-运动机构，9-加热装置，10-温控装置，11-压控装置，12-压缩空气管。

具体实施方式

为使本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。

本实施例提供一种烟道飞灰取样系统，如图1所示。最右边竖直的筒状结构为烟道，朝上的箭头为烟气流动方向，通过在该烟道内设置两个取样管来进行飞灰取样，这两个取样管一用一备，为便于说明，分别称为第一取样管1和第二取样管1’，两个取样管结构完全相同，均包括取样端和出样端，在取样端设有一排多个均匀分布的取样口，取样时取样端位于烟道内，取样口朝下(即烟气来流方向)，可在烟道同一横截面的不同位置取样。在取样口上罩有网罩，各个网罩孔率(即总孔面积占网罩总面积的百分比)不同，具体是孔大小相同，但孔数量不同。从左(即最靠近出样端)至右孔率依次增大，目的是根据不同的孔率致使取样阻力不同，实现各取样口速度一致，这是因为越靠近右边管内的负压越小，越难取样，所以通过依次增大右边的孔率来降低阻力，换言之，依次增大左边取样口的阻力来缩小右边取样口的负压衰减，确保分配到各个取样口的负压在合理区间，来完成均匀取样。为避免取样管被烟气腐蚀，其使用耐腐蚀钢管制成。

飞灰取样装置是本系统的核心部分，是飞灰取样、分离、排出乏气的动力来源和执行机构，为两个，一用一备。其抽气机3是取样的动力来源，通过产生负压来进行取样，选用涡轮抽气机。旋风分离器4对进入的烟气进行处理，分离出飞灰，通过下方的集灰漏斗5汇集，最终沉降至集灰瓶6完成收集。旋风分离器4、集灰漏斗5均为不锈钢材质，集灰瓶6为太空杯。

分离出飞灰后的乏气通过乏气管7排出，现有技术中是直接排入到烟道内流走，而本专利的独特之处在于接入到取样管内，用于对取样管进行反吹。具体地，乏气管7通过两个端口分别接入到第一取样管1和第二取样管1’的出样端，通过阀门01、02的开关控制来确定对处于备用的一取样管进行反吹。如此，能够尽可能地利用自身乏气实现取样管的反吹，防止取样管堵塞，节能环保。为增加反吹的保险系数，在乏气管7上还接入了压缩空气管12，当自身乏气达不到反吹目的时可借助压缩空气。

为防止取样的烟气在流动过程中温度降低，可在抽气管2和取样管的出样端罩上一加热装置9来进行加热。该加热装置9连接并受控于温控装置10，温控装置10通过设置于烟道和抽气管7内的两个温度传感器来实时检测烟道和抽气管7内温度，通过比较二者温度来调节加热装置10的加热功率，以确保抽气管7内温度与烟道温度一致，实现等温取样。需指出的是，图1中为了清楚显示，加热装置9仅罩住了一部分抽气管2，实际中应涵盖整个抽气管路或者大部分管路，只要外露的管路的降温影响不大即可。

为实现实时等速取样，确保即时的灰样与烟道内的飞灰一致性，必须保证取样压力一致。通过压控装置11与设置在烟道和抽气管7内的两压力传感器实时检测二者压力并进行比较，调节抽气机3的运转功率来调节抽气管2内的压力，以实现等速取样。需指出的是，图1中为显示简洁，省略了压控装置11与左边的飞灰取样装置的抽气机的连接线，但实际是连接的，对其进行同样的控制。

本系统还包括一运动机构8，其作用是变换两取样管的位置和取样口朝向。例如对第一取样管1的作用，如图2所示。在正常取样时，第一取样管1处于第二取样管1’的下方(本专利中可称之为处于烟气上游)，取样口朝下(即烟气来流方向)，如图2中虚线所示；而要对第一取样管1反吹时，可让第二取样管1’进行正常取样，其取样口朝下，烟气流入取样管后沿向左的箭头输送，第一取样管1在运动机构8的作用下向上位移，移动到第二取样管1’的上方(即烟气下游)，见图2中箭头I；然后转动朝向以使取样口朝上(即烟气流去方向)，见图2中箭头II。乏气从左侧进入第一取样装置1(如图中向右箭头)，然后通过出样口向上喷出，实现反吹，以反吹第一取样管1内以及其取样口堵塞的飞灰。之所以如此设计，是因为一来被反吹的取样管处于烟气下游才不会对正在取样的取样管造成影响，二来反吹时取样口朝向烟气流去方向，与烟气不相冲，避免对抗，有利于反吹进行以及堵塞的飞灰脱落流走。运动机构8的具体结构对于机械领域的技术人员来讲很容易实现，非本专利重点所在，此处不予赘述，应可理解。需指出的是，图1中为了清楚显示，将两个取样管与抽气管2和乏气管7的连接简单画出，并非为硬性连接，而是挠性连接，即两个取样管位置变换及旋转不会影响与其它部件的连接关系。

本烟道飞灰取样系统的作业过程简述如下：

假设右边的飞灰取样装置处于工作状态，左边的处于备用状态，则阀门05、07打开，阀门06、08关闭。当第一取样管1取样时，第二取样管1’备用并进行反吹，则阀门01、04关闭，阀门02、03打开。在抽气机3的作用下，取样的烟气会依次通过第一取样管1、阀门03、抽气管2、阀门05，进入抽气机3内，在旋风分离器4的分离下，飞灰通过集灰漏斗5汇集并沉入集灰瓶6内。分离出的乏气通过阀门07进入乏气管7内，然后再经过阀门02进入第二取样管1’内实现反吹。当依赖自身乏气达不到反吹效果时，可打开阀门09，借助气压适当的压缩空气反吹。

当第一取样管1需要反吹时，阀门03关闭以停止取样，同时阀门02关闭、阀门04打开，则第二取样管1’开始取样。在运动机构8的作用下，第一取样管1上移并旋转，阀门01打开以通入乏气进行反吹。

当右边的飞灰取样装置损坏或需要停下维护时，需接入左边的飞灰取样装置来替代作业，关闭阀门05、07，同时打开阀门06、08以及启动左边飞灰取样装置的抽气机和旋风分离器即可，确保连续取样。