一种烟气多组分测量系统及使用方法与流程

1.本发明属于气态污染物测量技术领域，特别涉及一种烟气多组分测量系统及使用方法。


背景技术：

2.随着燃煤电厂烟气脱硝超低排放改造的进行，脱硝效率逐渐提高的同时氨逃逸也逐渐提高，由于氨逃逸对空预器以及尾部烟道的危害性，各电厂对调整脱硝出口nox的均匀性均提出了更高的要求，燃煤锅炉效率控制需要测量烟气co组分，随着科技发展，烟气组分的测量会出现各种需求，当前各烟气组分测量接口均布置于烟道壁上，各仪表的测量样气为非同一来源，对数据分析带来一定的困扰；当需要测量的组分种类增多时，在烟道壁上布置测量接口，需要对烟道壁进行加工改造，仪表安装较为复杂；烟道内的烟气流速不稳，经过各分析仪表的烟气压力差别较大，造成分析仪表检测误差；烟道内的烟气未经处理，存在较多的烟尘颗粒，各仪表与烟道直接连接，探头滤芯的工作负荷较大，影响使用寿命和有效工作时间。因而发明一种烟气多组分测量系统，避免烟气在分析过程中抽取不同的样气，且在烟气组分分析时，样气具有同一性、同时性，对脱硝烟气组分分析及锅炉稳定运行具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种烟气多组分测量系统及使用方法，以解决上述背景技术中脱硝烟气各组分测量来源不统一、烟气流速不稳、测量数据难以分析处理、烟道壁布置接口困难的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烟气多组分测量系统，包括高温室以及设于高温室内、沿气体流向由前至后依次连通设置的多组分测量装置、氧气测量装置、氨气测量装置和射流装置；所述多组分测量装置包括多组分测量池以及设于多组分测量池上的进样管、真空表、no稀释探头接口、no直抽法测量接口和co测量接口；所述氧气测量装置包括氧气测量池，所述氧气测量池与多组分测量池连通，其上设置氧气测量接口；所述氨气测量装置包括氨测量池，所述氨测量池上设置光谱法氨测量接口，所述氨测量池与氧气测量池之间通过连接管连通，所述连接管上设置抽取法氨测量接口；所述射流装置包括射流器，所述射流器的进气口与氨测量池连接，其出气口设置出气管，喷气口设置压缩空气进入管，所述压缩空气进入管上设置加热器和稳压阀；所述进样管、出气管和压缩空气进入管的外端均伸出高温室外。
5.进一步地，还包括吹扫装置，吹扫装置与plc控制系统连接，所述吹扫装置包括吹扫阀、排空阀和关断阀，所述吹扫阀设于射流器与氨测量池之间；所述关断阀设于进样管上；所述关断阀和多组分测量池之间的进样管上设置排空管，所述排空阀设于排空管上。
6.进一步地，所述高温室的内壁上对应no稀释探头接口的位置设置no稀释法测量接口法兰；所述氧气测量接口为氧气测量接口法兰；所述光谱法氨测量接口为光谱法氨测量接口法兰。
7.进一步地，所述多组分测量池上设有其他组分测量接口。
8.进一步地，所述进样管外端连接预除尘装置。
9.进一步地，所述no稀释法测量接口法兰、氧气测量接口法兰和光谱法氨测量接口法兰均设置在高温室内壁上。
10.进一步地，所述排空管的外端伸出高温室外。
11.利用一种烟气多组分测量系统进行的烟气多组分测量方法，包括以下步骤：步骤一、仪表安装，根据测量需求选择no和nh3测量方式，然后将各测量仪表与对应的测量接口连接，检查系统气密性，符合气密要求后，调节高温室的温度，再通过plc控制系统打开关断阀，关闭排空阀和吹扫阀，对各测量仪表进行调零；步骤二、通入压缩空气，通过调节加热器和稳压阀调节压缩空气进入射流器的温度和流量，稳定多组分测量池内的真空度；步骤三、待测烟气测量，待测烟气在射流器的带动下，从进样管进入，依次通过多组分测量池、氧气测量池、连接管、氨测量池，从射流器的出气管同压缩空气一起排至高温室外，各仪表抽取烟气进行烟气组分检测分析；步骤四、系统吹扫，通过plc控制系统关闭关断阀，打开排空阀，然后打开吹扫阀，压缩空气依次通过氨测量池、连接管、氧气测量池和多组分测量池，从排空管排至高温室外。
12.进一步地，所述步骤一中，高温室的温度为260~350℃。
13.进一步地，所述步骤二中，多组分测量池内的压力为-3~-15kpa；压缩空气进入射流器的流量为2nm
³
/min，温度为260℃。
14.本发明具有以下有益效果：1、本发明提供的一种烟气多组分测量系统及使用方法，通过进样管引入待测烟气，使各组分测量仪表所测的烟气来源一致，整个测量过程在高温室内进行，实现烟气保真，减少测量误差，避免不同烟气来源造成的测量分析困难。
15.2、本发明提供的一种烟气多组分测量系统及使用方法，通过设置no稀释法测量接口法兰和no直抽法测量接口，实现no稀释法和直抽法两种检测方法的兼容，通过设置抽取法氨测量接口和光谱法氨测量接口法兰，实现nh3抽取法和激光光谱抽取法两种检测方法的兼容，当检测精度要求较高时，可以采用两种方法对no和nh3进行同步测量，提高检测结果的精度，能够满足不同的测量需求，应用场景广泛。
16.3、本发明提供的一种烟气多组分测量系统及使用方法，避免在烟道壁上设置多个仪表接口，操作简便，节约安装成本，提升检测效率，同时，各检测仪表接触的烟气为过滤烟尘后的烟气，大大降低各探头滤芯的工作负荷，有效地提高了各测量仪表的使用寿命和有效工作时间。
17.4、本发明提供的一种烟气多组分测量系统及使用方法，通过控制稳压阀使压缩空气以稳定的流量进入系统内，避免由于烟气流速不稳，经过分析仪表的烟气压力差别较大，造成分析仪表检测误差，提高了检测结果的精确性。
附图说明
18.图1为本发明涉及的烟气多组分测量系统的流程示意图。
19.图中：1-高温室、2-多组分测量装置、2.1-多组分测量池、2.2-进样管、2.3-真空表、2.4
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no稀释探头接口、2.5
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no稀释法测量接口法兰、2.6
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no直抽法测量接口、2.7
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co测量接口、2.8-其他组分测量接口、3-氧气测量装置、3.1-氧气测量池、3.2-氧气测量接口法兰、4-氨气测量装置、4.1-氨测量池、4.2-连接管、4.3-抽取法氨测量接口、4.4-光谱法氨测量接口法兰、5-射流装置、5.1-射流器、5.2-压缩空气进入管、5.3-出气管、5.4-加热器、5.5-稳压阀、6-吹扫装置、6.1-吹扫阀、6.2-排空阀、6.3-关断阀。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，本发明提供的一种烟气多组分测量系统，包括高温室1以及设于高温室1内、沿气体流向由前至后依次连通设置的多组分测量装置2、氧气测量装置3、氨气测量装置4和射流装置5，测量系统通过plc控制系统进行控制调节。
22.多组分测量装置2包括多组分测量池2.1以及依次设于多组分测量池2.1上的进样管2.2、真空表2.3、no稀释探头接口2.4、no直抽法测量接口2.6、co测量接口2.7和其他组分测量接口2.8，no稀释探头接口2.4用于连接no稀释探头，稀释探头另一侧设置no稀释法测量接口法兰2.5，no稀释法测量接口法兰2.5用于连接no稀释法测量仪表。no直抽法测量接口2.6用于连接no直抽法测量仪表，co测量接口2.7用于连接直抽法co分析仪表。
23.氧气测量装置3包括氧气测量池3.1，氧气测量池3.1与多组分测量池2.1连通设置，其一端设置氧气测量接口法兰3.2，氧气测量接口法兰3.2用于连接氧气测量仪表，氧气测量仪表优选为氧化锆测量仪表。
24.氨气测量装置4包括氨测量池4.1，氨测量池4.1两端分别设置光谱法氨测量接口法兰4.4，光谱法氨测量接口法兰4.4用于连接激光光谱抽取法氨测试仪表，氨测量池4.1与氧气测量池3.1之间设置连接管4.2，连接管4.2上设置抽取法氨测量接口4.3，抽取法氨测量接口4.3用于连接抽取法氨测试仪表。
25.射流装置5包括射流器5.1，射流器5.1的进气口与氨测量池4.1连接，喷气口设置压缩空气进入管5.2，压缩空气进入管5.2的外端设于高温室1外部，且位于高温室1外的压缩空气进入管5.2上自里向外设置加热器5.4和稳压阀5.5，压缩空气从压缩空气进入管5.2进入，经过稳压阀5.5调节、加热器5.4加热后进入射流器5.1，射流器5.1的出气口设置出气管5.3，出气管5.3外端设于高温室1外部。
26.待测烟气从进样管2.2进入，依次通过多组分测量池2.1、氧气测量池3.1、连接管4.2、氨测量池4.1，最后从射流器5.1的出气管5.3同压缩空气一起排至高温室1外，no稀释法测量仪表、no直抽法测量仪表、co分析仪表、氧化锆测量仪表、抽取法氨测试仪表、激光光谱抽取法氨测试仪表等各仪表通过no稀释法测量接口法兰2.5、no直抽法测量接口2.6、co测量接口2.7、氧气测量接口法兰3.2、抽取法氨测量接口4.3、光谱法氨测量接口法兰4.4和
其他组分测量接口2.8抽取烟气进行烟气组分检测分析。通过设置no稀释法测量接口法兰2.5和no直抽法测量接口2.6，实现no稀释法和直抽法两种检测方法的兼容，通过设置抽取法氨测量接口4.3和光谱法氨测量接口法兰4.4，实现nh3抽取法和激光光谱抽取法两种检测方法的兼容，当检测精度要求较高时，可以采用两种方法对no和nh3进行同步测量，提高检测结果的精度，能够满足不同的测量需求，应用场景广泛。通过预设测量接口，降低检测仪表安装难度，提升检测效率。
27.一种烟气多组分测量系统还包括吹扫装置6，吹扫装置6包括吹扫阀6.1、排空阀6.2和关断阀6.3，进样管2.2上设置关断阀6.3，位于关断阀6.3和多组分测量池2.1之间的进样管2.2上设置排空管，排空管外端设于高温室1外，高温室1外的排空管上设置排空阀6.2；射流器5.1和氨测量池4.1之间设置吹扫阀6.1，关断阀6.3、排空阀6.2和吹扫阀6.1与高温室1外部的plc控制系统连接，通过plc控制系统控制关断阀6.3、排空阀6.2和吹扫阀6.1的开关。当系统需要进行吹扫时，关闭关断阀6.3，打开排空阀6.2，然后打开吹扫阀6.1，压缩空气依次通过氨测量池4.1、连接管4.2、氧气测量池3.1和多组分测量池2.1，最后从排空管排至高温室1外，实现系统的吹扫。检测烟气时，打开关断阀6.3，关闭排空阀6.2和吹扫阀6.1，压缩空气经过稳压阀5.5调节压力后，稳定多组分测量池2.1的真空度，经过加热器5.4进入射流器5.1，抽取烟气从射流器5.1的出气管5.3排出。
28.进样管2.2接收的烟气在传输过程中温度高于230℃，进样管2.2外端连接预除尘装置，过滤待测烟气中的烟尘颗粒。
29.关断阀6.3为常开阀，关断阀6.3打开时，阀前、阀后均为负压状态；关闭时，阀前、阀后均可承受1mpa压力，阀体耐温350℃以上。
30.排空阀6.2为常闭阀，阀体耐温350℃以上。
31.多组分测量池2.1的壁厚不低于2mm，烟气测量中，多组分测量池2.1内的压力保持在-3~-15kpa之间。
32.真空表2.3的量程为-50kpa~1000kpa。
33.no稀释探头接口2.4适配于各类型的no稀释探头，no稀释法测量接口法兰2.5适配于各类型的no稀释法测量仪表；no直抽法测量接口2.6适配于各类型的no直抽法测量仪表；co测量接口2.7适配于各类型的直抽法co分析仪表；其他组分测量接口2.8适配于各类其他组分测量仪表；氧气测量接口法兰3.2适配于各类型的氧化锆测量仪表，抽取法氨测量接口11适配于抽取法氨测试仪表，光谱法氨测量接口法兰4.4适配于各类型的激光光谱抽取法氨测试仪表。测量烟气时，各测量仪表与各接口对应连接且无泄漏，氨测量池内所内衬物质符合激光光谱抽取法氨测试仪表要求。
34.吹扫阀6.1为常闭阀，阀体耐温350℃以上。
35.射流器5.1的最大吸气流量不低于100nl/min。
36.加热器5.4的最大加热温度不低于230℃。
37.压缩空气进入管5.2和出气管5.3的管路内径不小于10mm，压缩空气进入压缩空气进入管5.2的流量为2nm
³
/min。
38.稳压阀5.5阀前压力0.7mpa，阀后可调压力区间为0.1~0.70.7mpa。
39.高温室1内温度设置在260~350℃之间，与烟气在烟道内温度相近，使烟气保真，进而提高组分检测的精确度，同时防止水蒸气冷凝，造成部件堵塞、腐蚀和分析仪器故障，高
温室1与外部环境采取隔热措施，其外壁温度不高于50℃。
40.进样管2.2、关断阀6.3、吹扫阀6.1位于紧邻高温室1内壁设置，no稀释法测量接口法兰2.5、氧气测量接口法兰3.2和光谱法氨测量接口法兰4.4设置在高温室1内壁上，no稀释法测量仪表、no直抽法测量仪表、co分析仪表、氧化锆测量仪表、抽取法氨测试仪表、激光光谱抽取法氨测试仪表等各仪表设于高温室1外。
41.作为一种优选方式，烟气多组分测量系统的各装置优选为不锈钢材质，整体耐温350℃以上。
42.一种烟气多组分测量系统的使用方法包括以下步骤：步骤一：仪表安装，根据测量需求选择对应的no和nh3测量方式，确定后将各测量仪表逐一连接到系统上对应的测量接口，然后检查各仪表连接的气密性，避免烟气漏泄，通过plc控制系统打开关断阀6.3，关闭排空阀6.2和吹扫阀6.1，对各测量仪表进行调零。
43.步骤二：通入压缩空气，调节加热器5.4，使压缩空气温度加热至230℃以上，调节稳压阀5.5，使压缩空气以2nm
³
/min的流量进入射流器5.1，稳定多组分测量池2.1内的压力，使其保持在-3~-15kpa之间。
44.步骤三：待测烟气测量，待测烟气在射流器5.1的带动下，从进样管2.2进入，依次通过多组分测量池2.1、氧气测量池3.1、连接管4.2、氨测量池4.1，最后从射流器5.1的出气管5.3同压缩空气一起排至高温室1外，各仪表抽取烟气进行烟气组分检测分析。
45.步骤四：系统吹扫，通过plc控制系统关闭关断阀6.3，打开排空阀6.2，然后打开吹扫阀6.1，压缩空气依次通过氨测量池4.1、连接管4.2、氧气测量池3.1和多组分测量池2.1，最后从排空管排至高温室1外。
46.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。