專利名稱：電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的試驗器材，具體是指電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，用于電站鍋爐脫硝系統性能試驗的nh3、SO3電加熱取樣。
背景技術：
氮氧化物(N0、N02等，簡稱NOx)是化石燃料燃燒產生的主要大氣污染物之一，NOx與大氣中的水和氧氣反應生成硝酸，是酸雨的主要貢獻者；高濃度的NOx對呼吸系統有強烈的刺激性；N0x通過光化學反應產生光化學霧，光化學霧影響可見度，刺激人的眼睛和呼吸系統，光化學霧中的主要物質之一是03，03是一種對呼吸道具有強烈刺激的氣體。可見，NOx直接或間接地對人、植物、建筑物和環境造成顯著的危害。從世界范圍來看，燃料燃燒尤其是燃煤發電是大氣中的NOx主要的主要來源之一。隨著火電機組和發電量的不斷增加 而增長，若不采取有效控制措施，預計到2020年和2030年，全國NOx排放量將達到2363 2914萬噸和3154 4296萬噸，將超過美國成為世界第一大NOx排放國，而火力發電NOx排放占排放總量的比率將達到50%左右。“十二五”期間，氮氧化物的排放已成為大氣污染物防治工作的重點之一。2011年新出臺的《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223-2011)中規定從2012年I月I日起，新建燃煤鍋爐的氮氧化物排放標準不得高于100mg/m3(某些爐型除外)[4]。目前，燃煤鍋爐的脫氮方式主要通過有爐內脫硝(低氮燃燒器、深度分級配風)和煙氣脫硝(SCR、SNCR)，而SCR煙氣脫硝技術無論在新建機組還是對舊機組的改造中，應用都是最廣泛的。因此，對于燃煤鍋爐SCR煙氣脫硝系統的性能試驗已逐漸成為確保系統可靠及環境保護的一項重要工作。針對電站鍋爐的SCR煙氣脫硝系統，氨逃逸與S02/S03的轉化率是兩個極為嚴格的考核標準。因此，在進行脫硝系統性能試驗時，煙氣中NH3與SO3含量的測量精度直接影響系統的氨逃逸及S02/S03的轉化率。由于受到測量技術以及直接測試儀器的準確性的影響，目前對于煙氣中NH3與SO3含量的測試大多采用現場取樣，實驗室測量的方式進行。針對NH3與SO3在取樣過程中遇冷容易冷凝，較易被采樣設備吸收，還面臨煙氣含塵量極高，對試驗結果影響較大等問題，本案提出了一套可廣泛用于電站鍋爐脫硝性能試驗中的NH3與SO3的取樣方法。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，實現在電站鍋爐脫硝性能試驗中對NH3或SO3采樣時可以預先方便、穩定加熱煙氣，減少NH3或SO3在取樣槍中的吸附損失，以及在取樣時能有效過濾煙塵的效果，以確保測試的準確性。本實用新型的這一目的是通過如下的技術方案來實現的電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，其特征在于該系統包括取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器，所述的取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器依次連通，來自電站鍋爐的煙氣經取樣槍取樣后作為樣品進入氣體收集裝置中，氣體收集裝置以吸收的方式除去鍋爐煙氣中的部分氣體，除去部分氣體的煙氣余氣進入與氣體收集裝置連通的流量計中，流經流量計的煙氣余氣進入抽氣器后排出。本實用新型的取樣系統能準確測試出鍋爐煙氣中諸如NH3與SO3等氣體的濃度，能夠廣泛用于電站鍋爐脫硝性能試驗中，可以確保測試的準確性。本實用新型中，該系統還包括氧量計，所述氧量計自帶抽氣 泵，所述流量計以三通連接方式分別與抽氣器和氧量計連通，流經流量計的煙氣余氣分兩路分別進入抽氣器與氧量計中，一路煙氣余氣經抽氣器后排出，另一路煙氣余氣流向氧量計，以測量所取煙氣中的O2含量，防止測量過程中因為漏氣而影響試驗結果。本實用新型中，當所需要收集的氣體為NH3時，所述的氣體收集裝置為NH3收集裝置，所述氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的NH3,該NH3收集裝置為以串聯方式連接的兩個裝入硫酸溶液的玻璃容器，實現對電站鍋爐煙氣中NH3的兩級吸收，確保NH3與硫酸溶液全部反應。本實用新型中，當所需要收集的氣體為SO3時，所述的氣體收集裝置為SO3收集裝置，所述氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的SO3，該SO3收集裝置包括水浴鍋和玻璃蛇形管，玻璃蛇形管放置在該水浴鍋內，該水浴鍋內還承盛裝有溫度為80°c的熱水，熱水淹沒玻璃蛇形管的盤繞段，來自電站鍋爐煙氣中的SO3在玻璃蛇形管內收集。為了有效去除煙氣中的灰塵，且保障NH3或SO3在取樣過程中不被冷凝或被取樣設備所吸附，確保所取樣品能準確測出煙氣中NH3或SO3的濃度，本案發明了一種專門用于NH3或SO3取樣的溫度可控電加熱槍,所述取樣槍為電加熱取樣槍，它包括槍頭、槍體和抽氣連接頭，槍體的頭部與槍頭連接，尾部與抽氣連接頭連接，抽氣連接頭連接抽氣裝置，所述槍體為雙層不銹鋼管，槍體的內、外管之間通過支架固定，所述電加熱取樣槍還包括石英管、電加熱絲、封蓋、熱電偶和溫度調節控制器，所述石英管插裝在槍體的內管中，所述封蓋與槍體的尾部固定連接，封蓋具有與抽氣連接頭連通的通道，石英管的頭部與槍頭的內腔連通，尾部通過封蓋的通道與抽氣連接頭連通，電加熱絲纏繞在槍體的內管上，熱電偶固定安裝在封蓋上，位于槍體的內、外管之間，且靠近內管的外壁，電加熱絲和熱電偶分別通過電源線和連接導線與溫度調節控制器連接，溫度調節控制器能夠接收熱電偶傳輸來的溫度信號，并且能夠控制電加熱絲的加熱溫度，來自電站鍋爐的煙氣在石英管內加熱，經抽氣連接頭后作為樣品收集。本實用新型中，所述槍體的內、外管之間的支架為多個四角支架，多個四角支架沿槍體的軸線方向依次布置；所述封蓋為T字型的圓柱體，所述封蓋的通道沿封蓋的中心線貫通開設。本實用新型中，所述電加熱取樣槍還包括固定圓盤，固定圓盤套裝在槍體外管的尾部。本實用新型中，所述槍頭與槍體的頭部螺紋連接，所述槍頭包括焊接成一體的鳥嘴頭和不銹鋼套筒頭，所述鳥嘴頭具有煙氣吸入口，所述套筒頭為雙層筒體結構，其中內筒具有內筒腔，所述內筒的內筒腔內填塞有過濾煙塵的石英棉，煙氣吸入口與內筒腔連通，所述外筒具有外筒腔，內筒的筒壁上開設有多個與外筒腔連通的連通小孔，所述外筒腔與所述槍體的內、外管均隔絕，與所述石英管的頭部連通。與現有技術相比，本實用新型有如下顯著效果(I)本實用新型取樣系統不但能夠收集鍋爐煙氣中的NH3氣體，而且還能夠收集集鍋爐煙氣中的SO3氣體。(2)本實用新型取樣系統通過對流經電加熱取樣槍的鍋爐煙氣進行加熱，防止NH3與SO3在取樣過程中遇冷容易冷凝，提高試驗結果的準確性。(3)本實用新型取樣系統中的電加熱取樣槍采用石英管石英作為鍋爐煙氣的流道，石英對于NH3與SO3的吸附很少，以減少NH3或SO3在取樣槍中的吸附損失。(4)本實用新型取樣系統中的電加熱取樣槍在槍頭設有過濾煙塵的石英棉，過濾 煙氣中的含塵量，消除對試驗結果的影響。(5)氨逃逸與S02/S03轉化率作為考核電站鍋爐SCR脫硝系統性能的兩個極為重要的標準，要準確測量難度較大。本實用新型技術方案的提出，可以有效解決NH3與503在取樣過程中遇冷容易冷凝，較易被采樣設備吸收，以及煙氣中高濃度的含塵量也會對測試結果產生影響等問題，確保了電站鍋爐SCR脫硝系統性能試驗中氨逃逸與S02/S03轉化率測量的準確性。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明。圖I是本實用新型取樣系統實施例一的整體結構示意圖；圖2是本實用新型取樣系統實施例一中氣體收集裝置的結構示意圖；圖3是本實用新型取樣系統實施例一中電加熱取樣槍的整體結構示意圖；圖4是電加熱取樣槍中槍頭的放大圖；圖5是本實用新型取樣系統實施例二中氣體收集裝置的結構示意圖。附圖標記說明101、取樣槍； 102、SO3收集裝置； 103、流量計；104、抽氣器； 105、氧量計； 106、NH3收集裝置；I、槍體； 2、槍頭； 3、石英棉； 4、四角支架； 5、石英管；6、電加熱絲； 7、套管； 8、熱電偶； 9、抽氣連接頭；10、固定圓盤； 11、溫度調節控制器； 12、連接導線； 13、電源線；14、封蓋； 21、鳥嘴頭； 22、套筒頭； 23、連通小孔
具體實施方式
實施例一如圖I至圖4所示的電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，該系統包括取樣槍101、氣體收集裝置、流量計103和抽氣器104，取樣槍101、氣體收集裝置、流量計103和抽氣器104依次連通，來自電站鍋爐的煙氣經取樣槍101取樣后作為樣品進入氣體收集裝置中，氣體收集裝置以吸收的方式除去鍋爐煙氣中的部分氣體，除去部分氣體的煙氣余氣進入與氣體收集裝置連通的流量計103中，流經流量計103的煙氣余氣進入抽氣器104后排出。[0036]為了確保在取樣過程中不漏氣，需在取樣過程中連續測量所取煙氣的O2含量，這可以通過三通接一路煙氣至自帶抽氣泵的氧量計來實現，該系統還包括氧量計105，氧量計105自帶抽氣泵，流量計103以三通連接方式分別與抽氣器104和氧量計105連通，流經流量計103的煙氣余氣分兩路分別進入抽氣器104與氧量計105中，一路煙氣余氣經抽氣器104后排出，另一路煙氣余氣流向氧量計105，以測量所取煙氣中的O2含量。如圖2所示，本實用新型中氣體收集裝置為NH3收集裝置106，氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的NH3,該NH3收集裝置106為以串聯方式連接的兩個裝入硫酸溶液的玻璃容器，實現對電站鍋爐煙氣中NH3的兩級吸收，確保NH3與硫酸溶液全部反應。如圖3至圖4所示的取樣槍為電加熱取樣槍，它包括槍頭2、槍體I和抽氣連接頭9，槍體I的頭部與槍頭2連接，尾部與抽氣連接頭9連接，抽氣連接頭9連接抽氣裝置，槍體I為雙層不銹鋼管，槍體I的內、外管之間通過支架固定，電加熱取樣槍還包括石英管5、電加熱絲6、封蓋14、熱電偶8和溫度調節控制器11，石英管5插裝在槍體I的內管中，封蓋14與槍體I的尾部固定連接，封蓋14具有與抽氣連接頭9連通的通道，石英管5的頭部 與槍頭2的內腔連通，尾部通過封蓋14的通道與抽氣連接頭9連通，電加熱絲6纏繞在槍體I的內管上，熱電偶8通過套管7固定安裝在封蓋14上，熱電偶8通過螺栓固定在套管7中，熱電偶8位于槍體I的內、外管之間，且靠近內管的外壁，電加熱絲6和熱電偶8分別通過電源線13和連接導線12與溫度調節控制器11連接，溫度調節控制器11可實現溫度設定、自動控溫的功能，溫度調節控制器11能夠接收熱電偶8傳輸來的溫度信號，并且能夠控制電加熱絲6的加熱溫度，來自電站鍋爐的煙氣在石英管5內加熱，經抽氣連接頭9后作為樣品收集。本實施例中，槍體I的內、外管之間的支架為多個四角支架4，多個四角支架4沿槍體I的軸線方向依次布置。封蓋14為T字型的圓柱體，封蓋14的通道沿封蓋14的中心線貫通開設。電加熱取樣槍還包括固定圓盤10，固定圓盤10套裝在槍體I外管的尾部。取樣時，取樣槍通過固定圓盤10以螺栓連接方式固定，用墊片作密封。本實施例中，槍頭2與槍體I的頭部螺紋連接，槍頭2包括焊接成一體的鳥嘴頭21和不銹鋼套筒頭22，鳥嘴頭21具有煙氣吸入口，套筒頭22為雙層筒體結構，其中內筒具有內筒腔，內筒的內筒腔內填塞有過濾煙塵的石英棉3，煙氣吸入口與內筒腔連通，外筒具有外筒腔，內筒的筒壁上開設有多個與外筒腔連通的連通小孔23，外筒腔與槍體I的內、外管均隔絕，與石英管5的頭部連通。在進行NH3、SO3采樣時，填入的石英棉3能夠過濾鍋爐煙氣中的煙塵。本實用新型的電加熱取樣槍可用于電站鍋爐脫硝系統性能試驗的NH3、SO3等氣體的電加熱取樣。該電加熱取樣槍在電站鍋爐脫硝性能試驗中對NH3或SO3采樣時可以預先方便、穩定加熱煙氣，減少NH3或SO3在取樣槍中的吸附損失，以及在取樣時能有效過濾煙塵的效果。為了確保所取樣品測試的準確性，在取樣過程中，一次需累計取300L左右的煙氣，因此，本案采用可以控制取樣速率，保持等速10 15L/min取樣，且能計算所取煙氣總體積的流量計。實施例二[0045]本實用新型電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統實施例二和實施例一不同的是，氣體收集裝置為圖5所示的SO3收集裝置102，氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的SO3，該SO3收集裝置102包括水浴鍋和玻璃蛇形管，玻璃蛇形管放置在該水浴鍋內，該水浴鍋內還承盛裝有溫度為80°C的熱水，熱水淹沒玻璃蛇形管的盤繞段，來自電站鍋爐煙氣中的SO3在玻璃蛇形管內收集。該實施例的取樣方法和實施例一相同，在此不再敘述。本實用新型中，來自鍋爐的高溫煙氣以10 15L/min的流速經過被電加熱到250°C左右的取樣槍，進入NH3或SO3收集裝置，煙氣中的NH3或SO3在此裝置中被收集，收集的NH3和SO3被帶回實驗室測試。另外，除去NH3或SO3的煙氣經過流量計后由三通一路接到抽氣器，另外一路接到氧量計，排氣直接排放。本實用新型的上述多個實施例并不是對本實用新型保護范圍的限定，本實用新型的實施方式不限于此，根據本實用新型的上述內容，按照本領域的普通技術知識和慣用手段，在不脫離本實用新型上述基本技術思想前提下，對本實用新型的上述結構做出的其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，其特征在于該系統包括取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器，所述的取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器依次連通，來自電站鍋爐的煙氣經取樣槍取樣后作為樣品進入氣體收集裝置中，氣體收集裝置以吸收的方式除去鍋爐煙氣中的部分氣體，除去部分氣體的煙氣余氣進入與氣體收集裝置連通的流量計中，流經流量計的煙氣余氣進入抽氣器后排出。
2.根據權利要求I所述的取樣系統，其特征在于該系統還包括氧量計，所述氧量計自帶抽氣泵，所述流量計以三通連接方式分別與抽氣器和氧量計連通，流經流量計的煙氣余氣分兩路分別進入抽氣器與氧量計中，一路煙氣余氣經抽氣器后排出，另一路煙氣余氣流向氧量計，以測量所取煙氣中的O2含量。
3.根據權利要求I所述的取樣系統，其特征在于所述的氣體收集裝置為NH3收集裝置，所述氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的NH3,該NH3收集裝置為以串聯方式連接的兩個裝入硫酸溶液的玻璃容器，實現對電站鍋爐煙氣中NH3的兩級吸收，確保NH3與硫酸溶液全部反應。
4.根據權利要求I所述的取樣系統，其特征在于所述的氣體收集裝置為SO3收集裝置，所述氣體收集裝置除去的部分氣體是指鍋爐煙氣中的SO3，該SO3收集裝置包括水浴鍋和玻璃蛇形管，玻璃蛇形管放置在該水浴鍋內，該水浴鍋內還承盛裝有溫度為80°C的熱水，熱水淹沒玻璃蛇形管的盤繞段，來自電站鍋爐煙氣中的SO3在玻璃蛇形管內收集。
5.根據權利要求I至4任一項所述的取樣系統，其特征在于所述取樣槍為電加熱取樣槍，它包括槍頭、槍體和抽氣連接頭，槍體的頭部與槍頭連接，尾部與抽氣連接頭連接，抽氣連接頭連接抽氣裝置，所述槍體為雙層不銹鋼管，槍體的內、外管之間通過支架固定，所述電加熱取樣槍還包括石英管、電加熱絲、封蓋、熱電偶和溫度調節控制器，所述石英管插裝在槍體的內管中，所述封蓋與槍體的尾部固定連接，封蓋具有與抽氣連接頭連通的通道，石英管的頭部與槍頭的內腔連通，尾部通過封蓋的通道與抽氣連接頭連通，電加熱絲纏繞在槍體的內管上，熱電偶固定安裝在封蓋上，位于槍體的內、外管之間，且靠近內管的外壁，電加熱絲和熱電偶分別通過電源線和連接導線與溫度調節控制器連接，溫度調節控制器能夠接收熱電偶傳輸來的溫度信號，并且能夠控制電加熱絲的加熱溫度，來自電站鍋爐的煙氣在石英管內加熱，經抽氣連接頭后作為樣品收集。
6.根據權利要求5所述的取樣系統，其特征在于所述電加熱取樣槍還包括固定圓盤，固定圓盤套裝在槍體外管的尾部。
7.根據權利要求5所述的取樣系統，其特征在于所述槍頭與槍體的頭部螺紋連接，所述槍頭包括焊接成一體的鳥嘴頭和不銹鋼套筒頭，所述鳥嘴頭具有煙氣吸入口，所述套筒頭為雙層筒體結構，其中內筒具有內筒腔，所述內筒的內筒腔內填塞有過濾煙塵的石英棉，煙氣吸入口與內筒腔連通，所述外筒具有外筒腔，內筒的筒壁上開設有多個與外筒腔連通的連通小孔，所述外筒腔與所述槍體的內、外管均隔絕，與所述石英管的頭部連通。
專利摘要本實用新型公開了一種電站鍋爐煙氣脫硝系統性能試驗的取樣系統，該系統包括取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器，所述的取樣槍、氣體收集裝置、流量計和抽氣器依次連通，來自電站鍋爐的煙氣經取樣槍取樣后作為樣品進入氣體收集裝置中，氣體收集裝置以吸收的方式除去鍋爐煙氣中的部分氣體，除去部分氣體的煙氣余氣進入與氣體收集裝置連通的流量計中，流經流量計的煙氣余氣進入抽氣器后排出。該實用新型實現在電站鍋爐脫硝性能試驗中對NH3或SO3采樣時可以預先方便、穩定加熱煙氣，減少NH3或SO3在取樣槍中的吸附損失，以及在取樣時能有效過濾煙塵的效果，確保測試的準確性。
文檔編號G01N1/34GK202533295SQ20112053796
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者廖永進, 張斌, 李方勇, 楊青山 申請人:廣東電網公司電力科學研究院