一种SCR脱硝系统氮氧化物取样装置的制作方法

一种scr脱硝系统氮氧化物取样装置
技术领域
1.本实用新型属于氮氧化物取样装置技术领域，特别涉及一种scr脱硝系统氮氧化物取样装置。


背景技术：

2.随着社会的发展，环境问题日益突出，氮氧化物nox是主要的大气污染物之一，氮氧化物(nox)对人体健康和环境有很大的副面影响，光化学反应使no2分解为no和o3，大气中臭氧对人体健康十分有害。no、no2参与形成光化学烟雾，形成酸雨，造成环境污染。氧化二氮是一种温室气体，会破坏臭氧层。电站、钢铁、水泥等行业是主要的nox排放源。
3.scr脱硝系统氮氧化物测量要得到真实的脱硝效率，必须要准确测量烟气中氮氧化物的浓度，而氮氧化物浓度的测量，除了仪表定期标准，运行检修之外，重要的一个条件是测量方式及取点位置要合理，取样具有代表性，取出来的气体必须能真实代表烟道中烟气的混合成分，反应烟道烟气组分浓度，否则测量值不准确，会严重影响脱硝效率的计算。
4.但多数机组普遍存在脱硫排放口nox与脱硝出口nox的测量值存在偏差。排放口和脱硝出口cems用标气校准都是合格的为什么还会存在偏差呢，下面对偏差原因进行分析：
5.(1)烟道漏风会对nox测量值产生一定的偏差。
6.(2)取样点设置位置。
7.绝大部分火电厂排放口测点选择的位置要么在烟囱要么在有足够直管段的净烟道，这说明排放口测点烟气混合均匀，取样具有代表性，测量准确。
8.脱硝系统由于锅炉结构的限制，脱硝系统反应区安装紧凑，烟气流场分布不均，目前国内主要通过cfd模型推演结果合理布置导流板解决这一问题。同时采用喷氨格栅进行多点喷氨来实现氨气均匀喷入，但实际上喷氨不能做到完全均匀，即使做了喷氨调平，由于阀门和流场的限制也只能改善这个情况。喷氨的不均导致反应区反应不均匀，由于脱硝出口反应区一出来就要进入空预器，根本来不及混合，所以cems系统单管取样抽取的脱硝出口的烟气通常是没有代表性的。
9.(3)取样探头设计不合理
10.cems取样探头大多数为单管取样，由于烟道内监测点单一及取样探头插入烟道内的长度较短，对于大截面的烟道取样代表性较差，在脱硝出口氮氧化物不均匀的情况下，采用单管取样，很难得到均匀且有代表性的样品。
11.以上原因可以说明，脱硝出口cems测点取样方式不具代表性是导致大多数火电厂排放口和脱硝出口测量值产生偏差的主要原因。
12.测量值产生偏差主要会产生以下危害：
13.(1)脱硝喷氨控制是基于脱硝出口nox测量的控制，nox取样不均，测量不准确，影响脱硝喷氨量的控制。
14.(2)脱硝出口nox取样不均，测量不准确，容易造成过量喷氨或喷氨不足，加剧氨逃逸或脱硝效率降低。
15.(3)脱硝出口nox与脱硫排放口nox显示不一致，容易引起社会对环保数据的质疑，造成不良影响。


技术实现要素：

16.技术问题：为了解决现有技术的缺陷，本实用新型提供了scr脱硝系统氮氧化物取样装置。
17.技术方案：本实用新型提供一种scr脱硝系统氮氧化物取样装置，其设置在包括空预器出口烟道、scr出口烟道和空气预热器的脱硝系统中，空气预热器两端分别连接空预器出口烟道和scr出口烟道。
18.所述取样装置包括母管联箱、阵列式取样管、连通管和测点取样孔；所述母管联箱设于scr出口烟道外部，阵列式取样管一端设于scr出口烟道内部，另一端与母管联箱的上部相连；连通管一端与母管联箱的下部相连，另一端与空预器出口烟道相连，连通管的管路上设有测点取样孔；所述阵列式取样管设置若干组，呈阵列式排布，其进样口在scr出口烟道内部均匀分布。
19.其中，所述母管联箱的上部和下部，是指在烟气流动方向的上游和下游，阵列式取样管连接母管联箱的烟气流动上游位置，连通管连接母管联箱的烟气流动下游位置，从而保证烟气能够依序从阵列式取样管、母管联箱流入连通管。
20.作为优选或者改进方案：
21.每个所述阵列式取样管的进样口，均同时连接若干个不同位置分布的阵列进样孔，所有的阵列进样孔在scr出口烟道内部均匀分布。
22.所述不同位置分布的阵列进样孔，其中，不同位置分布包括在水平方向的位置不同以及垂直方向的位置不同。
23.所述阵列式取样管位于scr出口烟道内部的部分通过烟道支撑点固定。
24.所述母管联箱的管路上设置排灰口和压缩空气吹扫口，所述排灰口设于母管联箱底部，所述压缩空气吹扫口设于母管联箱一端偏下位置。
25.所述母管联箱为管道式，母管联箱、阵列式取样管和连通管壁厚不小于2.5mm。
26.所述取样装置管路中的压差小于空气预热器的压差。
27.本实用新型在scr反应器出口与空预器中间的烟道上设置一套阵列式装置取出烟气，通过管道引至空预器后方，根据空预器的阻力，来设计阵列取样装置及取样母管联箱的管径、流速、流量；确保取样装置的阻力要远小于空预器阻力，这样烟气在压差的作用下通过取样装置输送到空预器后方的烟道内，在取样母管联箱处开孔将取出来的烟气送到cems设备中进行测量；
28.烟气中的粉尘会进入取样管路造成堵塞，所以设计联箱母管上安装一路杂用空气吹扫管道。吹扫管接入母管联箱两端偏下位置，压缩空气从厂区仪用压缩空气管路就近引入，用于取样管的事故吹扫，在管路发生堵灰情况下使用。
29.利用取样装置的压差小于空预器的压差，不需要额外的动力，烟气就可以通过取样装置实现自流。测点取样孔所取的烟气是scr出口烟道的混合烟气，测量更准确。
30.有益效果：与现有技术相比，本实用新型取样装置，阵列装置取出的烟气相对于现有单一取点方式取出的烟气相比，取样的氮氧化物均匀性更好，取出的样品更有代表性，测
量值更准确，得到更真实的脱硝效率，整体脱硝系统控制更为稳定。
附图说明
31.图1为本实用新型取样装置结构示意图。
32.图2为本实用新型取样装置中阵列式取样管排布示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型作出进一步说明。
34.实施例
35.一种scr脱硝系统氮氧化物取样装置，如图1和图2所示，该取样装置设置在包括空预器出口烟道9、scr出口烟道10和空气预热器11的scr脱硝系统中，空气预热器10两端分别连接空预器出口烟道9和scr出口烟道10。
36.该取样装置包括母管联箱1、阵列式取样管2、连通管3和测点取样孔4；母管联箱1设于scr出口烟道10外部，阵列式取样管2一端设于scr出口烟道(10)内部，另一端与母管联箱1的上部相连；连通管3一端与母管联箱1的下部相连，另一端与空预器出口烟道9相连，连通管3的管路上设有测点取样孔4；阵列式取样管2设置若干组，呈阵列式排布，每个阵列式取样管2的进样口，均同时连接若干个不同位置分布的阵列进样孔5，所有的阵列进样孔5在scr出口烟道10内部均匀分布。其中，不同位置分布包括在水平方向的位置不同以及垂直方向的位置不同。阵列进样孔6根据scr出口烟道截面积尺寸确定取样孔数量。测点取样孔4与连通管3成45
°
夹角。
37.阵列式取样管2位于scr出口烟道10内部的部分通过烟道支撑点6固定。
38.母管联箱1的管路上设置排灰口7和压缩空气吹扫口8，排灰口7设于母管联箱1底部，压缩空气吹扫口8设于母管联箱1一端偏下位置。
39.母管联箱1为管道式，母管联箱1、阵列式取样管2和连通管3壁厚不小于2.5mm。
40.所述取样装置管路中的压差小于空气预热器(10)的压差。
41.本实用新型的工作原理如下：
42.通过空预器压差，实现烟气依次经过阵列式取样管2、母管联箱1、连通管3，然后自流到空预器出口烟道9。在测点取样孔4将阵列式取样管2取出的混合烟气取出，送至cems进行测量，此测量方式具有较强的代表性，避免scr出口烟道内氮氧化物浓度不均匀导致测量偏差。从而降低scr反应器与脱硫出口氮氧化物的相对偏差。
43.综上所述，该实用新型能够解决脱硫出口与脱硝出口氮氧化物偏差，通过计算取样装置压差小于空预器压差，实现烟气自流。此种方式能够实现多点取样混合后测量氮氧化物的目的，对比单一取点优势明显，从而解决了脱硫出口与scr出氮氧化物偏差大的问题。
44.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。