本發明涉及火力發電領域，尤其涉及一種用于火電站鍋爐尾部煙道的煙氣飛灰取樣系統。
背景技術：
目前，燃煤發電仍然是我國最重要的發電方式，其發電量占到我國總發電量的70％以上。火電廠中，作為煤的燃燒產物之一，飛灰是鍋爐尾部煙氣的重要組成部分，對煙氣中的飛灰進行如飛灰粒徑、元素成分、物質構成等物理化學分析，對進行煤質分析、燃燒分析、煙道腐蝕預防、除塵設計和環境保護都具有非常重要的意義。
對飛灰進行分析的前提是對煙氣飛灰進行取樣收集，目前的飛灰取樣方式主要分為兩類。一類收集裝置是固定安裝在煙道中，工作人員定時打開取樣口，從取樣口中取出集灰槽，取樣周期一般為一天或半天，這種取樣方式的優點是取樣方便，工作人員不需要使用任何附加設備就可以完成取樣，取樣量大，能夠滿足多種分析需求，缺點是不夠靈活，因為設備固定安裝在煙道中，取樣位置固定，這種收集裝置一般設置在空氣預熱器入口和空氣預熱器出口位置，這兩處的煙氣溫度分別在300℃和150℃左右。另一類收集裝置為便攜式取樣裝置，常用的如平行采樣儀。這類裝置并不固定安裝在煙道內，因此具有采樣相對靈活的特點，凡是煙道中開有觀察孔的位置都可以進行取樣，但其仍然存在取樣位置受限的缺點，只有在開有觀察孔的位置才能取樣。一般來講，進入除塵器的煙氣溫度一般在130℃左右，無論何種取樣方式都無法獲得130℃以下的煙氣所含飛灰的特征。
由于煙氣中含有的硫酸蒸氣在150℃以下會結露析出，這是造成煙道和換熱元件腐蝕的重要原因。同時，析出的硫酸還與飛灰相互作用，由于飛灰的物理吸附和化學反應，使得硫酸腐蝕變的非常復雜。不同煙氣溫度下，硫酸析出量不同，與飛灰相互作用的硫酸總量也不同，導致飛灰會顯現出不同的物理化學性質。因此，對處于150℃以下的多種不同溫度的飛灰分別進行取樣分析，對于研究煙氣低溫結露特性和腐蝕規律具有重要的意義。
然而，以上的收集裝置都具有如下的缺點，即無法控制所采集飛灰的環境溫度。如前所述，固定安裝的收集裝置一般位于空氣預熱器前后，這兩個位置的煙氣溫度在300℃和150℃左右；采用平行采樣儀進行飛灰收集雖然相對靈活，但是由于煙道觀察孔開口位置固定，也無法采集各種溫度的飛灰，特別是空氣預熱器之后，一般找不到煙溫低于135℃的觀察孔。
低壓省煤器設置在空氣預熱器之后，其進口煙溫一般在150℃-135℃，其出口煙溫有時會降低到100℃左右，要研究低壓省煤器的工作環境，就需要采集處于100℃-150℃這一溫度范圍內甚至更低煙溫環境中的飛灰進行研究。
專利一種煙道外煙氣飛灰收集裝置和方法公開了一種煙道外煙氣飛灰收集裝置，其通過將鍋爐尾部煙氣引到煙道外進行收集，在對飛灰采集前利用換熱管對煙氣進行降溫，從而得到較低煙氣溫度環境下的飛灰。該方法雖然可以通過改變冷卻水進水閥門開度來控制換熱量，從而獲得不同的煙氣溫度，但是該方法不能預先對取樣煙氣的溫度進行預設，并不能真正起到控制飛灰所處的煙氣溫度的目的。
因此，需要一種新型的煙氣飛灰取樣系統，能夠起到控制煙溫的作用，從而獲得期望煙氣溫度環境下的飛灰。
技術實現要素：
1、本發明創造所要解決的技術問題：為克服上述存在的技術問題，本發明旨在提供一種煙氣飛灰取樣系統，其可以對所取灰樣所處的煙氣溫度環境進行控制。
2、解決其技術問題采用的技術方案：
一種煙氣飛灰取樣系統，包括煙氣入口、總煙氣閥門、換熱段、集灰段、風機、煙氣出口和恒溫水箱，其中總煙氣閥門、換熱段、集灰段和風機通過管道依次連接在煙氣入口和煙氣出口之間，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、第一煙氣閥門、第一溫度傳感器、除塵布袋、除塵腔殼體和第一通道出口，所述第二通道包括第二通道入口、第二煙氣閥門、第二溫度傳感器和第二通道出口。
一種煙氣飛灰取樣方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一、將權利要求1-6所述的煙氣飛灰取樣系統連接在鍋爐空氣預熱器后的煙道外側；步驟二、打開冷卻水閥門，然后打開第二煙氣閥門和風機，第一煙氣閥門保持關閉狀態；步驟三、調節恒溫水箱的預設溫度，直到第二通道中的煙氣溫度達到期望的煙氣溫度；步驟四、關閉第二煙氣閥門，打開第一煙氣閥門，記錄第一溫度傳感器的溫度；步驟五、運行10分鐘后，關閉煙氣風機、總煙氣閥門和第一煙氣閥門，然后關閉冷卻水閥門；步驟六、待煙氣飛灰取樣系統自然冷卻后，拆下第一通道，收集除塵布袋中截留的灰。
3、與現有技術相比具有的有益效果：
本發明提供的煙氣飛灰取樣系統，能夠控制飛灰所處煙氣的溫度，可以對處于不同煙氣溫度下的飛灰進行收集以便用于研究。
附圖說明
圖1所示為本發明實施例的結構示意圖。
具體實施方式
圖1所示為本發明實施例的結構示意圖
如圖1所示，本實施例提供的煙氣飛灰取樣系統位于煙道外部，包含煙氣入口1、總煙氣閥門2、換熱段3、集灰段4、風機5、煙氣出口6和恒溫水箱7，其中總煙氣閥門2、換熱段3、集灰段4和風機5通過管道依次連接在煙氣入口1和煙氣出口6之間。
換熱段3中包括換熱管31、換熱段殼體32和冷卻水閥門33，換熱段殼體32一般采用長方體形狀，換熱管31蛇形布置在換熱段殼體32內，冷卻水閥門33位于換熱管31的進水端。工作中，換熱管31不斷通入恒溫冷卻水，用于對煙氣精確降溫，以便在后面的集灰段4獲得處于期望煙氣溫度條件下中的飛灰。
恒溫水箱7作為提供恒溫冷卻水的裝置，其出水端與換熱管31的進水端連接，用于向換熱管31提供恒溫水，從而實現控制煙氣溫度的目的。恒溫水箱7可以如圖1所示采用閉式循環工作方式，散熱器8連接在換熱管31的出水端與恒溫水箱7的進水端之間，經過換熱段3升溫后的冷卻水進入散熱器8，降溫后流回恒溫水箱7循環利用。恒溫水箱7也可以采用開放式工作方式，換熱管31出口升溫后的水直接作為廢水排放，同時不斷向恒溫水箱7補充新的冷卻水，即系統不需要使用散熱器8。采用閉式循環工作方式時，因為不需要持續補充冷卻水，一般可以使用純凈水作為冷卻水來源。采用開放式工作方式時，可以使用廠內除鹽水或自來水作為冷卻水的來源，不斷向系統補充冷卻水。
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、第一煙氣閥門412、除塵腔殼體415和第一通道出口416，所述除塵腔殼體415中布置有第一溫度傳感器413和除塵布袋414、第二通道42依次布置有第二通道入口421、第二煙氣閥門422、第二溫度傳感器423和第二通道出口424。第一通道入口411和第一通道出口416分別通過法蘭與管道連接，便于拆裝；除塵布袋414能夠過濾煙氣中的飛灰，用于飛灰采集。第二溫度傳感器423用于預調煙氣溫度，第一溫度傳感器413位于除塵腔殼體415內部，用于記錄所收集灰樣所處的實際煙氣溫度。
安裝時，整個裝置沿煙氣流動方向布置，煙氣入口1和煙氣出口6與鍋爐空氣預熱器后的尾部煙道并聯連接，煙氣入口1位于鍋爐煙道的高壓側，煙氣出口6位于鍋爐煙道的低壓側。如果將從煙道中取出的煙氣直接排放到大氣中，由于鍋爐尾部煙道處于負壓狀態，將煙氣抽出煙道需要克服煙道內部負壓，需要的風機功率非常大；同時，由于鍋爐排煙溫度較高，也存在不安全因素。本發明設計的外部取灰裝置將煙氣出口6與煙道低風側連接，一方面可以使得取灰裝置入口和出口具有自然的壓差，對風機功率的要求大大降低，另一方面，本發明雖然為外部取灰裝置，但是煙氣仍然處于密閉系統中，降低了不安全因素，也不會造成環境污染。
取灰時，打開冷卻水閥門33，打開總煙氣閥門2、第二煙氣閥門422和風機5，第一煙氣閥門412保持關閉狀態，使煙氣經第二通道42流通；調節恒溫水箱7的預設溫度，直到第二通道42中的煙氣溫度達到期望的煙氣溫度；關閉第二煙氣閥門422，打開第一煙氣閥門412，使煙氣經第一通道41流通，在第一通道41內，煙氣中的飛灰被除塵布袋414過濾并留在布袋中，記錄此時第一溫度傳感器413測得的實際煙氣溫度；運行10分鐘后，關閉風機5、總煙氣閥門2和第一煙氣閥門412，然后關閉冷卻水閥門33；待煙氣飛灰取樣系統自然冷卻后，通過兩端法蘭拆下第一通道41，收集除塵布袋414中截留的灰。
現有技術中，使用換熱管對煙氣降溫后直接取灰，僅僅起到了降溫的作用，無法對煙氣溫度進行控制。本發明設計了第二通道42，取灰過程中，先通過改變冷卻水溫度對第二通道42中的煙溫進行控制，待煙氣達到期望溫度并穩定后，再切換到取灰用第一通道41，起到了控制取灰煙溫的目的。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，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，均應包含在本發明保護的范圍之內。