專利名稱：煙氣含氧量測量方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明關于煙氣處理技術，特別關于煙氣處理過程中的煙氣含氧量測量方法及系 統。
背景技術：
目前經常采用氧化鋯探頭測量煙氣中的含氧量，氧化鋯探頭作為一種含氧量測量 元件，反應迅速，維護量小。如圖1所示，鍋爐101的爐膛中產生的煙氣，經過尾部煙道102 之后，通過空預器入口煙道103進入空預器104，從空預器出口煙道105之后，依次經過除灰 器106、吸風機108及煙囪108進入大氣中，煙氣經過的煙道為主煙道。氧化鋯探頭109在 空預器入口煙道103位置從主煙道的側壁插入煙氣中測量含氧量。氧化鋯探頭對測量的要 求較高，氧化鋯探頭很容易受到煙氣中灰塵的粘污而影響準確度；同時必須將氧化鋯探頭 置于主煙氣流中才可以準確的測量含氧量，但是氧化鋯探頭的長度大約為lm，而主煙道的 寬度達十幾米，所以很難將氧化鋯探頭布置在主煙氣流或全負荷的主汽流中，因而氧化鋯 探頭測氧量的準確性較差。并且現代大容量鍋爐煙道通流面積很大，又經常拐彎，所以煙道通流面積內速度 不均勻，部分區域還可能存在渦流，影響了煙氣中含氧量的測量。
發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種煙氣含氧量測量方法及系統，以避免氧化鋯探 頭被灰塵沾污，精確測量煙氣的含氧量。為了實現上述目的，本發明實施例提供一種煙氣含氧量測量方法，所述的方法包 括從空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理；將除灰 處理后的所述待測煙氣經旁路煙道送入所述空預器后端的主煙道；檢測所述旁路煙道中待 測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據輸出。為了實現上述目的，本發明實施例還提供一種煙氣含氧量測量系統，所述的系統 包括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；所述的系統還包括除灰裝 置，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理； 旁路煙道，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的主煙 道；含氧量測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據 輸出。本發明實施例的有益技術效果利用本發明的技術方案，可以避免含氧量測量裝 置被灰塵沾污，能精確測量煙氣的含氧量。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還 可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術利用氧化鋯探頭測量煙氣含氧量的結構示意圖；圖2為本發明實施例的煙氣含氧量測量系統的結構示意圖；圖3為本發明另一實施例的煙氣含氧量測量系統的結構示意圖；圖4為本發明再一實施例的煙氣含氧量測量系統的結構示意圖；圖5為本發明又一實施例的煙氣含氧量測量系統的結構示意圖；圖6為本發明實施例旋風子除灰裝置的結構示意圖；圖7為本發明實施例錐形除灰裝置的結構示意圖；圖8為本發明實施例的煙氣含氧量測量系統的結構框圖；圖9為本發明實施例提供的煙氣含氧量測量方法的流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發明保護的范圍。圖2為本發明實施例提供的煙氣含氧量測量系統的結構示意圖；圖2只示出了圖 1空預器前后的主煙道部分，在圖1的基礎上進行了改進。煙氣含氧量測量系統包括除灰裝 置201、旁路煙道202及含氧量測量裝置，氧量測量裝置可以為氧化鋯探頭109，本發明不限 于此。除灰裝置201安裝在主煙道204中的空預器104的入口附近(前端)，旁路煙道202 的入口與除灰裝置201的煙氣出口相連接，以固定除灰裝置201，旁路煙道202通過主煙道 204的側壁垂直插入主煙道204內部，可以通過旁路煙道202插入主煙道204的深度調節除 灰裝置201在主煙道204中的位置。較佳地，除灰裝置201位于主煙道204的中心位置。氧化鋯探頭109通過旁路煙道202的側壁插入旁路煙道202中，可以通過焊接或 螺母固定。如圖2所示的旁路煙道202安裝位置，氧化鋯探頭109要先通過主煙道204的 側壁垂直插入主煙道204內部，然后再通過旁路煙道202的側壁插入旁路煙道202中，本發 明不限于此。旁路煙道202如圖3所示安裝時，氧化鋯探頭109只需通過旁路煙道202的 側壁插入旁路煙道202中即可。氧化鋯探頭109插入旁路煙道202的方式不限上述兩種，只要是氧化鋯探頭位于 旁路煙道202中即可。但是由于旁路煙道202的直徑很小(大約為100mm)，一般要將氧化 鋯探頭109沿著旁路煙道202縱向插入，如圖4及圖5所示。旁路煙道202的出口位于空預器104的出口附近。當引風機107起動后，煙氣在 引風機107的抽力作用下流動，煙氣經過空預器后，形成壓力差，使得空預器104的入口附 近的壓力大于空預器出口附近的壓力。除灰裝置201安裝在空預器104的入口附近，而旁 路煙道202的出口位于空預器104的出口附近，所以除灰裝置201的入口和旁路煙道202 的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除灰裝置201。除灰裝置201對進入的煙氣進行除灰，并將除灰后的所述煙氣送入所述的旁路煙 道；而煙氣中除掉的灰塵將通過除灰裝置201的底部出口排出。除灰裝置602可以為旋風子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。為了防止灰塵堵塞除灰裝置201的底部出口， 在除灰裝置201的底部出口安裝一個彈簧片，彈簧片的一端固定，彈簧片在煙氣流動產生 的風力作用下振動，可以攪動除灰裝置的底部出口的灰塵，防止除灰裝置201的底部出口 被堵塞。圖6為本發明實施例旋風子除灰裝置的結構示意圖，如圖6所示，帶箭頭的實線表 示煙氣，虛線表示灰塵。煙氣主煙道的部分煙氣經過旋風子除灰裝置的入口 601進入旋風 子除灰裝置，除灰后的煙氣經旋風子除灰裝置的出口 602進入旁路煙道，灰塵經灰塵出口 603進入主煙道中，灰塵出口 603有一個彈簧片604，主煙道中煙氣的流動帶動彈簧片604 震動，防止灰塵出口 603堵塞。圖7為本發明實施例錐形除灰裝置的結構示意圖，如圖7所示，煙氣經錐形除灰裝 置的入口 701進入錐形除灰裝置，除灰后的煙氣經錐形除灰裝置的出口 702進入旁路煙道。 705為轉向葉片，用于阻擋灰塵。錐形除灰裝置產生的灰塵經過灰渣出口 703進入主煙道。 704為錐形除灰裝置的彈簧片，煙氣流動產生的風力作用下振動，攪動除灰裝置的底部出口 的灰塵，防止出灰口被堵塞。經過除灰裝置201除灰的煙氣進入旁路煙道202后，將經過氧化鋯探頭109，氧化 鋯探頭109在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的含氧量。氧化鋯探頭為智能傳感 器，測出氧濃度差電勢E，并將氧濃度差電勢E傳說到計算機203顯示，根據氧濃度差電勢E
與含氧量的對應關系表查表得到煙氣中的含氧量。氧濃度差電勢E由奈斯特公式決定E=RT/nFlnp2/p1 其中，R為體常數，8.3143J/mol.k;F 為法拉第常數，9. 6487 X 104c/mol (庫侖 /mol)；T為絕對溫度；η為一個氧分子輸送電子數，η = 4;Pl為被測氣體氧分壓，Ρ2為參比氣體氧分壓力。分布控制系統(Distribute Control System DCS)根據測量的煙氣含氧量，進行 燃燒風量的控制。圖8為本發明實施的煙氣含氧量測量系統的結構框圖。煙氣含氧量測量系統包 括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；如圖8所示，煙氣含氧量測量 系統還包括除灰裝置801、旁路煙道802及含氧量測量裝置803，除灰裝置801位于所述空 預器前端的主煙道中，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測 煙氣進行除灰處理；旁路煙道802，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入 所述空預器后端的主煙道；旁路煙道802的出口位于所述空預器后端的主煙道中。含氧量 測量裝置803，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據輸出。 所述的含氧量測量裝置803含氧量測量裝置可以為氧化鋯探頭，本發明不限于此。所述的除灰裝置801還用于將除灰處理過程中產生的灰塵排放到空預器前端的 所述主煙道中。所述的系統還包括吸風機，用于對所述的待測煙氣采樣量進行調節。除灰裝置801可以為旋風子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。除灰裝置801的灰塵出口處固定一彈簧片，彈簧片的一端固定在灰塵出口處，彈簧片在煙氣產生的風 力作用下振動，攪動灰塵出口處的灰塵，防止灰塵出口堵塞。除灰裝置安裝于所述主煙道的 空預器的入口，旁路煙道的出口位于所述主煙道的空預器的出口附近，除灰裝置801的入 口和旁路煙道802的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除 灰裝置801。經過除灰裝置801除灰的煙氣進入旁路煙道802后，將經過氧化鋯探頭109，氧化 鋯探頭109在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的含氧量。氧化鋯探頭為智能傳感 器，測出氧濃度差電勢E，并將氧濃度差電勢E傳說到計算機顯示，根據氧濃度差電勢E與含 氧量的對應關系表查表得到煙氣中的含氧量。DCS根據測量的煙氣含氧量，進行燃燒風量的 控制。圖9為本發明實施的煙氣含氧量測量方法流程圖，如圖9所示，所述的方法包括步驟S901 從空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除 灰處理；對所述的待測煙氣進行除灰處理包括將除灰處理過程中產生的灰塵排放到空預 器前端的所述主煙道中。步驟S902 將除灰處理后的所述待測煙氣經旁路煙道送入所述空預器后端的主 煙道；步驟S903 檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據輸
出ο除灰裝置802可以為旋風子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。除灰裝置 801的灰塵出口處固定一彈簧片，彈簧片的一端固定在灰塵出口處，彈簧片在煙氣產生的風 力作用下振動，攪動灰塵出口處的灰塵，防止灰塵出口堵塞。除灰裝置安裝于所述主煙道的 空預器的入口，旁路煙道的出口位于所述主煙道的空預器的出口，除灰裝置801的入口和 旁路煙道802的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除灰裝 置 801。經過除灰裝置801除灰的煙氣進入旁路煙道802后，將經過氧化鋯探頭109，氧化 鋯探頭109在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的含氧量。氧化鋯探頭為智能傳感 器，測出氧濃度差電勢E，并將氧濃度差電勢E傳說到計算機顯示，根據氧濃度差電勢E與含 氧量的對應關系表查表得到煙氣中的含氧量。DCS根據測量的煙氣含氧量，進行燃燒風量的 控制。本發明實施例的有益技術效果將除灰裝置位于空預器的入口，旁路煙道的出口 位于空預器的出口，可以利用空預器出入口的壓力差不同將煙氣送入除灰裝置中；利用本 發明的技術方案，可以避免氧化鋯探頭被灰塵沾污，精確測量煙氣的含氧量；能夠準確的進 行燃燒風量的控制。以上所述的具體實施方式
，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步 詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發明 的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種煙氣含氧量測量方法，其特征在于，所述的方法包括從空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理； 將除灰處理后的所述待測煙氣經旁路煙道送入所述空預器后端的主煙道； 檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據輸出。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，對所述的待測煙氣進行除灰處理包括 將除灰處理過程中產生的灰塵排放到空預器前端的所述主煙道中。
3.一種煙氣含氧量測量系統，所述的系統包括主煙道和空預器，所述的空預器設置 于所述的主煙道中；其特征在于，所述的系統還包括除灰裝置，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進 行除灰處理；旁路煙道，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的主 煙道；含氧量測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數 據輸出。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置還用于將除灰處理過程中 產生的灰塵排放到空預器前端的所述主煙道中。
5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述的含氧量測量裝置為氧化鋯探頭。
6.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置位于所述空預器前端的主 煙道中。
7.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述旁路煙道的出口位于所述空預器后端 的主煙道中。
8.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置為旋風子除灰裝置。
9.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置為錐形除灰裝置。
10.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述旋風子除灰裝置的出灰口處固定一彈黃片。
11.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述錐形除灰裝置的出灰口處固定一彈簧片。
全文摘要
本發明提供一種煙氣含氧量測量方法及系統，所述的系統包括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；除灰裝置，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理；旁路煙道，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的主煙道；含氧量測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的含氧量，并將檢測的含氧量數據輸出。利用本發明的技術方案，可以避免氧化鋯探頭被灰塵沾污，能精確測量煙氣的含氧量。
文檔編號G01N1/34GK102095773SQ20091025275
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者趙振寧 申請人:華北電力科學研究院有限責任公司