SCR烟气多点取样及查漏疏堵装置、查漏及疏堵方法与流程

scr烟气多点取样及查漏疏堵装置、查漏及疏堵方法
技术领域
1.本发明属于scr烟气处理领域，具体涉及一种scr烟气多点取样及查漏疏堵装置、查漏及疏堵方法。


背景技术：

2.scr：selective catalytic reduction，简称scr。scr脱硝技术是指在280～420℃范围内，还原剂(如液氨、尿素和氨水等)在催化剂作用下，“有选择性”地与烟气中的nox反应，生成无污染的n2和h2o的nox减排技术。
3.cems：continuous emission monitoring system，简称cems。烟气排放连续监测系统是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置。
4.因scr烟气脱硝装置进、出口烟道截面较大且nox浓度分布不均匀，燃煤电厂cems单点取样监测值往往不具截面代表性；此外，cems取样探头到进入分析仪段管路较长，常规cems分析仪配套的抽气泵抽力有限，从取样到分析滞后时间较长(一般滞后约1～3分钟)。为解决上述取样代表性及滞后性问题，部分电厂安装了多点快速自引流烟气取样装置，即依靠脱硝进、出口烟道与除尘器入口烟道差压，自动快速抽取各路取样支管中烟气，并将cems取样探头从脱硝进出口烟道移位至cems小间附近取样母管中取样池位置。此套系统能有效提高scr装置进、出口cems测量值的代表性及滞后性，能显著提高喷氨总量控制效果。
5.目前此套系统运行的可靠性受取样管路的密闭性和飞灰堵塞影响较大。一方面，当取样管路泄漏后取样烟气中o2浓度增大、no浓度降低，导致实测nox浓度偏低，影响脱硝自动喷氨的准确性。另一方面，飞灰堵塞取样支管也会影响取样烟气的代表性，飞灰堵塞取样母管会导致整套系统无法运行，堵管后清堵工作也比较困难。且在脱硝装置实际运行过程中不易及时发现取样支管和母管是否存在泄露及堵塞问题。为此，本发明设计了一种可用于scr烟气多点取样及查漏疏堵装置。
6.中国专利文献cn211927423u公开了一种用于scr脱硝自引射多点采样系统的烟气取样装置，在短连接管吹扫管和支管吹扫喷管之间、取样母管端部安装吹扫空气炮，通过空气炮的定期吹扫实现对每一取样管路的定期吹扫，但是整套系统仅能进行混合取样，无法识别每一路取样支管是否存在飞灰堵塞情况。检测烟气时，检测探头直接插入取样母管内，烟气混合不均匀，截面代表性不强，后续喷氨控制较差；每个支管上设置空气炮，空气炮爆发力大，管路易震动，导致装置稳固性差，易出现泄露问题；而空气炮数量越多，震动越强，导致整个装置的稳固性、密封性差，使用寿命降低，存在安全隐患。
7.中国专利文献cn204495617u公开了一种应用于烟气分析系统的反吹装置，在取样管路上设置电磁阀组和高压供气管路，通过控制区域管路电磁阀组开关实现对取样探头和取样管路的自动吹扫，这种方法虽然能达到较好的防堵效果，但仅是针对烟气分析系统取样探头和取样管路的吹扫系统，未考虑多路取样系统吹扫及查漏问题。
8.中国专利文献cn212693378u公开了一种自扰动清灰的烟气多点取样装置，通过在
取样管端部安装扰动棒，通过扰动棒在不同烟气流速下的晃动实现自动清灰功能，此套系统运行过程中无法及时发现取样管路是否存在堵塞，仅能在停机后对取样管路进行检修时才能发现是否堵塞，另此套系统也未充分考虑如何保证整个取样管路密闭性问题。
9.综上所述，部分专利考虑了如何对取样管路进行防堵设计，但防堵效果各异；且大部分专利无有效手段对整个取样管路的密闭性做充分查验。


技术实现要素：

10.本发明的目的是提供一种scr烟气多点取样及查漏疏堵装置、查漏及疏堵方法，以解决多点取样装置管路飞灰堵塞及管路密闭性问题。
11.为达到上述目的，本发明采用的一个技术方案是：
12.一种scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，所述的装置包括气源、取样检测单元，所述的取样检测单元包括取样母管、一个或多个取样支管、烟气混合取样池以及烟气取样检测组件，所述的气源的出气端与所述的取样母管的第一端连通；
13.所述的取样母管的第一端与所述的气源之间连通的管路上设置有第一阀门，所述的第一阀门用于控制所述的取样母管与所述的气源的通断；所述的取样母管的第二端与所述的烟气混合取样池连通，该第二端与所述的烟气混合取样池之间连通的管路上设置有第二阀门，所述的第二阀门用于控制所述的取样母管与所述的烟气混合取样池的通断；
14.所述的取样支管的一端用于伸入至烟道内，另一端与所述的取样母管连通，所述的取样支管上设置有第三阀门，所述的第三阀门用于控制该取样支管与所述的取样母管的通断；
15.所述的烟气混合取样池与除尘器入口连通；
16.所述的烟气取样检测组件与所述的烟气混合取样池连通用于对所述的烟气混合取样池内的烟气进行检测。
17.优选地，所述的取样检测单元还包括压力检测部件，所述的压力检测部件设置在所述的取样母管的第一端与所述的气源之间连通的管路上，所述的压力检测部件用于检测气体压力。
18.优选地，所述的装置还包括第四阀门，所述的第四阀门设置在所述的气源的出气端，所述的第四阀门用于控制所述的气源的出气端开闭。
19.优选地，所述的取样检测单元还包括第五阀门，所述的第五阀门设置在所述的取样母管的第一端，所述第五阀门用于控制所述的取样母管的第一端的开闭。
20.优选地，所述的取样检测单元还包括取样管路，所述的取样管路的一端与所述的烟气混合取样池连通，另一端与所述的除尘器入口连通。
21.优选地，所述的取样检测单元还包括第六阀门，所述的第六阀门设置在所述的取样管路上，所述的第六阀门用于控制所述的烟气混合取样池与所述的除尘器入口的通断。
22.优选地，所述的装置还包括杂质清除部件，所述的杂质清除部件与所述的气源的出气端连通。
23.优选地，所述的取样检测单元设置有两个，两个所述的取样检测单元的取样支管分别与烟道的不同侧连通。
24.本发明采用的另一个技术方案是：
25.一种scr烟气查漏方法，该方法采用所述的scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，包括以下步骤：
26.1)、检查第二阀门、第三阀门以及取样母管与取样支管之间连通管路的气密性，包括：打开第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门，测试取样母管的第一端与气源之间连通的管路内的压力，当压力达到设定压力阈值后，关闭第一阀门，再在设定的时间阈值范围内观察取样母管的第一端与气源之间连通的管路内的压力值，若该压力维持压力阈值，则该第二阀门、第三阀门以及取样母管与取样支管之间的管路无泄露；否则需检查；
27.2)、检查取样母管至除尘器入口之间连通的管路的气密性，包括：关闭第三阀门，打开第一阀门、第二阀门，测试取样母管至除尘器入口之间连通的管路的压力，当压力达到设定压力阈值后，关闭第一阀门，再在设定的时间阈值范围内观察取样母管至除尘器入口之间连通的管路内的压力值，若该压力维持第二压力阈值，则取样母管至除尘器入口之间连通的管路无泄露；否则需检查。
28.本发明采用的又一个技术方案是：
29.一种scr烟气疏堵方法，该方法采用所述的scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，包括以下步骤：打开第一阀门和气源，当对待吹扫取样支管吹扫时，打开该取样支管上的第三阀门，并关闭第二阀门及其余取样支管上的第三阀门；当对取样母管吹扫时，打开第二阀门，关闭所有取样支管上的第三阀门。
30.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明通过设置取样检测单元、气源，多个取样支管内烟气在取样母管内混合后进入烟气混合取样池内进一步减速、混合，烟气混合的更均匀，截面代表性更强，后续喷氨控制更好；多点取样管路进行单点取样时，及时识别每一个取样支管及取样母管是否存在泄露、堵塞问题，以便及时进行检查、反吹疏通工作；装置结构稳定，操作使用安全性高，使用寿命长，能较好的保障多点取样管路运行，具有较好的防积灰、堵塞、查漏功能，使用方便、成本较低，可有效用于scr脱硝装置进、出口烟道。
附图说明
31.附图1为scr烟气多点取样及查漏疏堵装置的结构示意图；
32.附图2为取样母管及取样支管的连接示意图。
33.以上附图中：
34.1-气源，2-取样母管，3-取样支管，4-烟气混合取样池，5-第一阀门，6-第二阀门，7-第三阀门，8-第四阀门，9-第五阀门，10-第六阀门，11-压力检测部件，12-杂质清除部件，13-除尘器入口，14-烟道，15-取样管路。
具体实施方式
35.下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
36.如图1、图2所示的scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，装置包括气源1、取样检测单元，取样检测单元包括取样母管2、一个或多个取样支管3、烟气混合取样池4以及烟气取样检测组件。
37.气源1的出气端与取样母管2的第一端连通，气源1用于向取样母管2供送压缩空
气，实际应用中使用杂用压缩空气即可，节约成本。当使用杂用压缩空气，装置还包括杂质清除部件12，杂质清除部件12与气源1的出气端连通，杂用压缩空气内含有水气和油，杂质清除部件12为过滤器，可除去杂用压缩空气内的水气和油，提高压缩空气纯度。
38.取样母管2的第一端与气源1之间连通的管路上设置有第一阀门5，第一阀门5用于控制取样母管2与气源1的通断，第一阀门5为吹扫气动阀，可对第一阀门5远程控制，打开第一阀门5，气源1向取样母管2供送压缩空气；关闭第一阀门5，气源1停止向取样母管2供送压缩空气。
39.取样母管2的第二端与烟气混合取样池4连通，该第二端与烟气混合取样池4之间连通的管路上设置有第二阀门6，第二阀门6用于控制取样母管2与烟气混合取样池4的通断，第二阀门6为气动阀，可对第二阀门6远程控制。打开第二阀门6，取样母管2内烟气向烟气混合取样池4输送，关闭第二阀门6，取样母管2内烟气无法向烟气混合取样池4输送。
40.取样支管3的一端用于伸入至烟道14内，另一端与取样母管2连通，取样支管3上设置有第三阀门7，第三阀门7用于控制该取样支管3与取样母管2的通断；第三阀门7为气动阀，可对第三阀门7远程控制，打开第三阀门7，烟道14内烟气可通过取样支管3进入取样母管2内；关闭第三阀门7，烟道14内烟气停止进入取样母管2内。
41.当取样支管3设置多个时，多个取样支管3的长短可以根据烟道14内部流场分布均匀性而定。多个取样支管3的长度可相同，或者如图1中，取样支管3在烟道14内按长、中、短三个深度布置两组。
42.取样母管2直径大于取样支管3的直径，若取样母管2直径为100mm，取样支管3的直径为50mm。取样母管2和取样支管3均可采用q355材质。取样母管2与取样支管3之间的夹角大于0度小于等于90度，如图2中取样母管2与取样支管3垂直设置(图2中箭头表示烟气流通方向)，方便安装，取样支管3远离烟道14的端部安装有法兰，当取样支管3内有杂质时，可打开法兰对其内部进行清理。
43.烟气混合取样池4与除尘器入口13连通，多个取样支管3内烟气在取样母管2内混合后进入烟气混合取样池4内进一步减速、混合，烟气混合的更均匀，截面代表性更强。
44.烟气取样检测组件包括烟气取样探头和烟气检测仪，烟气取样探头和烟气检测仪连通，烟气取样探头插入至烟气混合取样池4内用于将烟气混合取样池4内的烟气输送至烟气检测仪，烟气检测仪用于对该烟气进行检测分析，烟气检测仪为cems小间，烟气混合取样池4靠近cems小间，便于烟气取样检测组件(为cems探头)插入至烟气混合取样池4内。
45.烟气混合取样池4为具有烟气容纳空间的壳体，若烟气混合取样池4为管状，其半径要比取样母管2半径大，取样母管2与烟气混合取样池4直接连通，或取样母管2与烟气混合取样池4之间通过管路连通，管路与烟气混合取样池4连接端部为扩口过渡。
46.取样母管2的第一端与气源1之间连通的管路上还设置有压力检测部件11，压力检测部件11用于检测管路内气体压力，压力检测部件11为压力表，压力表可将当前管路压力值远程传送到dcs系统中。
47.装置还包括第四阀门8，第四阀门8设置在气源1的出气端，第四阀门8用于控制气源1的出气端开闭，第四阀门8为手动球阀，手动球阀为整个压缩空气管路手动开、关总阀，系统正常运行时其为常开阀门。
48.取样检测单元还包括第五阀门9，第五阀门9设置在取样母管2的第一端，第五阀门
9用于控制取样母管2的第一端的开闭，第五阀门9为手动截止阀，压缩空气管路上第五阀门9可在第一阀门5出现故障时(如内漏)，将此侧的压缩空气进行手动关闭，以防止压缩空气泄漏到此侧取样母管2中，避免出现o2浓度失真、影响nox浓度测量及喷氨控制。
49.取样检测单元还包括取样管路15，取样管路15的一端与烟气混合取样池4连通，另一端与除尘器入口13连通。取样管路15上设置有第六阀门10，第六阀门10用于控制烟气混合取样池4与除尘器入口13的通断。第六阀门10为手动截止阀，系统正常运行时其为常开阀门，在取样管路15进行查漏时第六阀门10关闭。
50.烟道14分为a侧烟道和b侧烟道(图1中，a侧表示a侧烟道，b侧表示b侧烟道)，取样检测单元设置有两个，两个取样检测单元的取样支管3分别与烟道14的不同侧连通。若气源1同时连通a侧烟道14和b侧烟道14，b侧烟道14处设置一个取样检测单元(图1中未画出)，该取样检测单元同样包括取样母管2、一个或多个取样支管3、烟气混合取样池4以及烟气取样检测组件。
51.取样检测单元设置有两个时，气源1的出气端与一个取样母管2的第一端之间连通的管路包括第一管路和第二管路，气源1的出气端与第一管路的一端连通，第一管路的另一端与第二管路连通，第四阀门8、杂质清除部件12均设置在第一管路上，第一阀门5设置在第二管路上，第一阀门5较第五阀门9远离取样母管2的第一端，压力检测部件11设置在第一阀门5与第五阀门9之间的管路上。
52.第一管路与另一个取样检测单元的取样母管2的第一端之间通过第三管路连通，第一管路的另一端与第三管路、第二管路均连通，第三管路上设置有第一阀门5、压力检测部件11、第五阀门9，且第二管路、第三管路共用一个气源1、第四阀门8、杂质清除部件12。
53.多点取样管路15系统正常取样运行时，第四阀门8、第五阀门9全开，第一阀门5全关，此时无需通入气体，打开第二阀门6和第三阀门7使取样母管2与取样支管3连通，且烟气取样检测组件插入至烟气混合取样池4内，烟气混合取样池4与除尘器入口13连通，取样管路15上第六阀门6打开。受除尘器入口13负压抽吸作用，各取样支管3内烟气被抽吸到取样母管2中，初步混合后进入烟气混合取样池4中进一步减速、混合，cems探头就近抽取烟气混合取样池4中混合均匀的烟气进行分析。取样系统可根据运行模式需要，通过远程控制每一根取样支管3上第三阀门7开和关实现混合取样、顺序取样、单点取样。其中，多点取样管路15进行单点取样时可及时发现取样支管3及取样母管2是否存在堵塞问题，以便及时进行反吹疏通工作。
54.一种scr烟气查漏方法，该方法采用scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，包括以下步骤：
55.针对图1中结构，系统进行密闭性检查时，第四阀门8为常开，b侧管路第一阀门5(吹扫气动阀)为全关状态，即仅对a侧管路进行密闭性检查，检查可分两步进行，可先进行1)，再进行2)；或者可先进行2)，再进行1)。
56.1)、检查第二阀门6、第三阀门7以及取样母管2与取样支管3之间连通管路的气密性，包括：关闭第二阀门6和第三阀门7，打开第一阀门5和气源1，压缩空气进入取样母管2，测试取样母管2的第一端与气源1之间连通的管路内的压力，当压力达到设定压力阈值(压缩空气的压力约为0.6～0.8mpa)后，关闭第一阀门5，对气动阀之间整个管路进行保压试验，再在设定的时间阈值范围内(10-20分钟，如15分钟)观察取样母管2的第一端与气源1之
间连通的管路内的压力值，若该压力维持压力阈值(压力稳定)，则该第二阀门6、第三阀门7以及取样母管2与取样支管3之间的管路无泄露；否则需检查；
57.2)、检查取样母管2至除尘器入口13之间连通的管路的气密性，包括：第三阀门7和第六阀门10全关，打开第一阀门5、第二阀门6和气源1，测试取样母管2至除尘器入口13之间连通的管路的压力，当压力达到设定压力阈值(压缩空气的压力约为0.6～0.8mpa)后，关闭第一阀门5对整个取样管路15进行保压试验，再在设定的时间阈值范围内(10-20分钟，如15分钟)观察取样母管2至除尘器入口13之间连通的管路内的压力值，若该压力维持第二压力阈值，则取样母管2至除尘器入口13之间连通的管路无泄露；否则需检查。
58.通过上述方法，可对第二阀门6、第三阀门7以及取样母管2与取样支管3之间连通的管路的气密性、取样母管2至除尘器入口13之间连通的管路的气密性进行精密检测，对整个管路的密闭性做充分查验，及时发现取样支管3和取样母管2是否存在泄露问题，提高烟气检测精度，提高操作使用安全性。
59.一种scr烟气疏堵方法，该方法采用scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，包括以下步骤：打开第一阀门5和气源，当对待吹扫取样支管3吹扫时，打开该取样支管3上的第三阀门7，并关闭第二阀门6及其余取样支管3上的第三阀门7，向待吹扫取样支管3内通入气体吹扫；当对取样母管2吹扫时，打开第二阀门6，关闭所有取样支管3上的第三阀门7，向取样母管2内通入气体吹扫。
60.此套系统可通过对各取样支管3及取样母管2气动阀门的开关来定期进行吹扫疏堵，其吹扫频率和时间可和cems仪表反吹时间保持一致，每天进行1～2次的定时反吹。其吹扫模式可分为单点吹扫(可对各个取样支管3单独进行吹扫)、顺序吹扫(可对所有取样支管3按一定的顺序自动吹扫)。可将取样支管3、取样母管2内飞灰进行彻底清除，防止堵塞。
61.吹扫疏堵后，检测单根取样支管3内烟气，如果该取样支管3内烟气测不出数据，证明取样支管3内没有吹扫彻底，需要进一步清扫。
62.如图1所示的一种scr烟气多点取样及查漏疏堵装置，已用于某660mw燃煤机组scr脱硝装置出口烟道中。在单台反应器出口宽度方向安装2组3种规格的取样支管3l＝2500mm、1700mm、700mm，管子直径为φ57
×
3.5mm，各取样支管3汇入φ150
×
4mm取样母管2进行混合，取样支管3及取样母管2安装示意图见图2所示。每天可进行2次顺序吹扫，常规运行状态为混合取样。当脱硝出口和烟囱出口nox浓度出现倒挂时，可进行顺序取样，根据nox浓度实测值调节入口对应手动阀门的开度；在系统投运前或者运行过程中均可对整套系统的密闭性进行检查。改造完成后，出口多点取样装置烟气取样代表性显著增强，取样系统密闭性较好，取样管路无堵灰情况。
63.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。