一种用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构的制作方法

本实用新型涉及大型燃煤电站烟气混合采样测量技术，尤其涉及监测脱硝装置出口NOx、氨逃逸、CO或O2等浓度的烟气混合采样装置。

背景技术：

当前，为监测燃煤电站锅炉燃烧状况以及下游脱硝装置的运行状况，在脱硝装置出口常装设烟气在线连续分析系统，监测参数包括NOx、氨逃逸、CO、O2浓度等。然而，常规测量技术，都是在脱硝装置出口烟道截面取1～3个测量点，以点带面测量脱硝装置出口烟气参数。事实上，随着燃煤锅炉向大型化发展，脱硝装置容量越来越大，出口烟道截面尺寸也越来越大，传统1～3个测量点浓度已不能代表整个截面平均浓度，造成脱硝装置出口烟气参数测量不准，影响锅炉及相关辅机的运行控制水平。

技术实现要素：

为了实现脱硝装置出口烟气参数准确、实时、可靠测量，本实用新型提供一种用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构，包括脱硝装置出口烟道和空预器出口烟道，还包括W型烟气混合采样装置；W型烟气混合采样装置包括依次连通的多点取样段、过渡连接段和烟气混合段；多点取样段呈W型布置在脱硝出口烟道截面上，烟气混合段与空预器出口烟道相连通，多点取样段上设有四个及以上的取样孔。

对于燃煤发电机组而言，脱硝装置出口烟道、空预器出口烟道在空间上一般呈自高而低布置，相应烟气静压由高到低。一般而言，机组满负荷工况下，脱硝装置出口烟道比空预器出口烟道静压高1000Pa以上。因此，脱硝装置出口烟气经多个取样孔进入W型烟气混合采样装置内，将自动从多点取样段流向过渡连接段，再汇入烟气混合段。由于烟气在W型烟气混合取样装置内以较大倾角或垂直向下流动，因此其内部积灰的倾向并不明显。本装置充分利用了锅炉风烟系统固有的特性，在可靠性方面具有独到优势。

为了方便测量，在过渡连接段和空预器出口烟道之间的烟气混合段上，安装有NOx浓度测量、氨逃逸浓度测量、CO浓度测量和/或O2浓度测量的一次仪表。实现对脱硝装置出口烟气参数的混合采样测量，提高测量的准确性。

为提高混合取样的实时性，上述烟气混合段上设有负压发生器，以提高管内流速。优选，上述负压发生器为环形射流器结构，且设在所有一次仪表的下游。负压发生器的设置进一步有效的防止了采样装置中堵灰的发生。

为了防止启停机阶段烟气温度低以及空预器差压低导致上述采样装置中出现冷凝液(冷凝液会进一步导致恶性堵灰)，烟气混合段上还设有节流器、防堵保护阀和差压变送器，其中，节流器位于防堵保护阀的上游，所有的一次仪表位于节流器的上游，差压变送器的正压端连接在节流器上游的烟气混合段上，差压变送器的负压端连接在防堵保护阀下游的烟气混合段上。节流器的作用是就是在节流件前后产生压差，通过测得相应的压差达到测量流量的目的，进而能获得烟气混合段内的流速，优选，烟气混合段内的流速不小于5m/s；当同时满足以下两个判定条件时：①防堵保护阀完全关闭状态下，差压变送器的数值大于300Pa，②防堵保护阀完全开启状态下，差压变送器的数值大于30Pa，才允许上述防堵保护阀处于常开位，否则关闭防堵保护阀或报警提示运行人员存在堵灰风险。也即通过前述结构实现了静压差和流量信号的监测，满足一定的差压条件以及流量条件，才允许采样装置投运，这样有效防止了采样装置中堵灰的发生。

优选，差压变送器的正压端连接在节流器上游、所有一次仪表下游的烟气混合段上。

为了方便控制，上述安装结构还包括控制模块，防堵保护阀和差压变送器均分别与控制模块连接，控制模块根据前述判定条件自动控制防堵保护阀。本申请控制模块选用能实现前述功能的任何现有控制模块都可以，优选为西门子s7-300控制模块。

作为常识，烟气流动的方向也即上游到下游的方向。为了制备方便、节约成本，同时保证取样的可靠性、实时性与准确性，优选，W型烟气混合采样装置由公径为DN80～DN150的管材制成。

优选，上述管材的横截面(流通截面)为圆形。

为了兼顾烟气取样的代表性和实时性，以及防止取样孔堵灰，优选，多点取样段上设置的取样孔直径不小于15mm，且背气流设置。

上述多点取样段壁面一侧迎气流，另一侧背气流，取样孔设置在背气流一侧，可以尽量减少取样烟气的含尘浓度。

为尽量延长W型烟气混合采样装置的使用寿命，在多点取样段的迎气流一侧，设有防磨层或防磨结构。

为了简化结构，同时保证装置的使用寿命，优选，防磨结构为防磨角钢。

为了起到更好的防护作用，防磨角钢的两内侧面均与多点取样段所用管材的外表面相切。作为常识，角钢由互成角度的两个面组成，两内侧面指两个面相对的面，相背的面为两外侧面。

优选，多点取样段为由4根取样分管依次首尾相接形成的W型，每根取样分管上的取样孔数量≥3。

为了进一步降低上述W型烟气混合采样装置堵灰的可能，用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构，还包括热风反吹子系统，热风反吹子系统至少包括反吹管路、反吹控制阀和反吹隔离阀，反吹隔离阀设在烟气混合段上，反吹控制阀设在反吹管路上，反吹管路与烟气混合段连通、且位于反吹隔离阀上游。当投用热风反吹子系统时，反吹隔离阀关闭、反吹控制阀打开；而系统正常投运时，反吹隔离阀打开、反吹控制阀关闭。

当安装结构包括一次仪表时，反吹管路位于所有一次仪表的下游。

本实用新型未提及的技术均参照现有技术。

本实用新型用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构，实为多点混合取样的一种具体实现方式，尤其适用于脱硝装置出口NOx、氨逃逸、CO和/或O2浓度的混合采样测量，通过W型多点取样段的设置使所采集的样品可代表整个截面平均浓度，进而提高了测量的准确性，克服了现有技术中样品代表性差的问题；利用脱硝装置出口烟道和空预器出口烟道的压差，可使所采集的样品快速自动进入测量仪表，保证了测量的实时性，进一步通过负压发生器的设置，更好地保证了测量的实时性，克服了现有技术中迟滞时间长的问题；结构简单、易维护，克服了现有技术中维护工作量大等不足；进一步还延长了装置的使用寿命，防止了装置的堵灰。

附图说明

图1为本实用新型用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装空间示意图。

图2为本实用新型实施例1中W型烟气混合采样装置的安装结构示意图(图中省略了一次仪表)。

图3为本实用新型实施例3中W型烟气混合采样装置的安装结构示意图(图中省略了一次仪表)。

图4为本实用新型实施例4中W型烟气混合采样装置的安装结构示意图(图中省略了一次仪表)。

图5为本实用新型实施例5中W型烟气混合采样装置的安装结构示意图(图中省略了一次仪表)。

图6为烟气横掠多点取样段的示意图。

图中，1为脱硝装置出口烟道，2为空预器出口烟道，3为多点取样段，4为过渡连接段，5为烟气混合段，6为反吹管路，7为反吹控制阀，8为反吹隔离阀，9为取样孔，10为防磨角钢；11为脱硝装置，12为空预器，13为烟气流动方向，14为多点取样段的迎气流一侧，15为背气流一侧；16为负压发生器，17是节流器，18是防堵保护阀，19是差压变送器。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

一种用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构，包括脱硝装置出口烟道和空预器出口烟道，还包括W型烟气混合采样装置，W型烟气混合采样装置由公径为DN100的管材制成，管材的横截面为圆形；W型烟气混合采样装置包括依次连通的多点取样段、过渡连接段和烟气混合段；多点取样段呈W型布置在脱硝出口烟道截面上，烟气混合段与空预器出口烟道相连通，多点取样段为由4根取样分管依次首尾相接形成的W型，每根取样分管上的取样孔数量为3个，取样孔直径为30mm，且背气流设置，在多点取样段的迎气流一侧，设有防磨角钢，防磨角钢的两内侧面均与多点取样段所用管材的外表面相切。

在过渡连接段和空预器出口烟道之间的烟气混合段上，安装有氨逃逸浓度测量的一次仪表。

脱硝装置出口烟气经多个取样孔进入W型烟气混合采样装置内，将自动从多点取样段流向过渡连接段，再汇入烟气混合段，在烟气混合段内混合，然后通过设在烟气混合段上的气体浓度测量仪表得到相应气体的浓度。由于烟气在W型烟气混合取样装置内以较大倾角或垂直向下流动，因此其内部积灰的倾向并不明显，本装置充分利用了锅炉风烟系统固有的特性，在可靠性方面具有独到优势；通过防磨角钢的设置，使装置的使用寿命得到显著延长，且不会对采样造成任何影响。

实施例2

与实施例1基本相同，所不同的是：每根取样分管上的取样孔数量为5个，取样孔直径为25mm；在过渡连接段和空预器出口烟道之间的烟气混合段上，安装有NOx浓度测量、CO浓度测量和O2浓度测量的一次仪表。

实施例3

与实施例2基本相同，所不同的是：为提高混合取样的实时性，上述烟气混合段上设有负压发生器，以提高管内流速，上述负压发生器为环形射流器结构，且设在所有一次仪表的下游。

实施例4

与实施例2基本相同，所不同的是：用于脱硝装置出口的W型烟气混合采样装置的安装结构，还包括热风反吹子系统，热风反吹子系统至少包括反吹管路、反吹控制阀和反吹隔离阀，反吹隔离阀设在烟气混合段上，反吹控制阀设在反吹管路上，反吹管路与烟气混合段连通，反吹管路位于反吹隔离阀上游、所有一次仪表的下游。当投用热风反吹子系统时，反吹隔离阀关闭、反吹控制阀打开；而系统正常投运时，反吹隔离阀打开、反吹控制阀关闭。进一步降低了W型烟气混合采样装置堵灰的可能。

实施例5

与实施例2基本相同，所不同的是：为了防止启停机阶段烟气温度低以及空预器差压低导致上述取样装置中出现冷凝液(冷凝液会进一步导致恶性堵灰)，烟气混合段上还设有节流器、防堵保护阀和差压变送器，其中，节流器位于防堵保护阀的上游，所有的一次仪表位于节流器的上游，差压变送器的正压端连接在节流器上游、所有一次仪表下游的烟气混合段上，差压变送器的负压端连接在防堵保护阀下游的烟气混合段上。节流器的作用是就是在节流件前后产生压差，通过测得相应的压差达到测量流量的目的，进而能获得流速，优选，烟气混合段内的流速不小于5m/s；通过差压变送器的测量数值来决定防堵保护阀的开关，当同时满足以下两个判定条件时：①防堵保护阀完全关闭状态下，差压变送器的数值大于300Pa，②防堵保护阀完全开启状态下，差压变送器的数值大于30Pa，才允许上述防堵保护阀处于常开位，否则关闭防堵保护阀或报警提示运行人员存在堵灰风险。也即通过前述结构实现了静压差和流量信号的监测，满足一定的差压条件以及流量条件，才允许采样装置投运。

实施例6

与实施例5基本相同，所不同的是：为了方便控制，上述安装结构还包括控制模块，防堵保护阀和差压变送器均分别与控制模块连接，控制模块根据实施例5中的三个判定条件自动控制防堵保护阀。控制模块为西门子s7-300控制模块。

实施例7

与实施例4基本相同，所不同的是：烟气混合段上设有负压发生器，以提高管内流速，上述负压发生器为环形射流器结构，负压发生器设在反吹管路的上游和所有一次仪表的下游。