一种锅炉性能试验烟气采样及分析系统的制作方法

1.本发明涉及一种火电行业锅炉试验系统，特别是涉及一种锅炉性能试验烟气采样及分析系统。


背景技术：

2.锅炉性能试验是电厂在生产过程中评价锅炉运行状态的最常用方法之一，在新机组考核验收、机组修前修后性能评估、日常运行方式评价等情况下，都需要对电站锅炉设备进行不同运行工况的性能指标测试，其中锅炉热效率试验是最主要的试验项目，因此，精准测量锅炉烟气中成分，保证试验结果的可靠性，对锅炉安全、环保、经济运行至关重要。
3.锅炉烟气取样位置一般在空气预热器进、出口烟道截面，目前通常采用网格法取样或者多代表点法取样，对于多代表点或网格法取出的各点样品，一般采用单点样品逐点分析，或者也可以采用混合为1个或2个样品进行分析。对于传统的单点逐点分析，往往是手动依次测定各个测点的数据，测试持续时间较长，采样测试时长达到2小时以上，在此过程中，工况的波动在所难免，这将对试验结果的准确性造成很大不利影响，有时需要对烟道断面参数进行反复多次的测试，重复工作量极大，这也是对试验人员体力和精力的巨大考验；对于采用混合1个或2个样品进行分析，虽然避免了单点逐点测量的巨大工作量，缩短了测试时间，但往往难以保证测量系统各点样品的混合均匀，各个取样通道往往容易堆积灰分、冷凝水而造成堵塞，造成混合样品没有代表性，对试验结果的准确性造成很大不利影响。另外，对于锅炉烟气采集及传输系统日常使用会遇到老化、损坏等问题，经常存在泄露的可能性，往往会因为潜在的未被发现的泄露而影响测量结果的准确性。因此，目前电站锅炉烟气采集与测量系统在测量准确性、代表性、灵活性方面均存在亟待解决和优化的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种锅炉性能试验烟气采样及分析系统，其测量精度高、代表性强、提高了测量的灵活性，满足电站锅炉性能试验烟气成分采集与分析的需求。
5.本发明是采用如下技术方案来实现的：
6.一种锅炉性能试验烟气采样及分析系统，包括标准气体组件、冰槽过滤器、烟气连接管件、烟气取样组件、抽气泵、烟气预处理装置、烟气分析仪表、浮子流量计、电磁阀和切换控制装置；
7.烟气取样组件用于设置在烟道中，烟气取样组件的出口依次通过电磁阀、冰槽过滤器和浮子流量计与烟气连接管件相连接，标准气体组件与烟气连接管件相连接，烟气连接管件通过抽气泵和烟气预处理装置与烟气分析仪表的输入端连接，烟气分析仪表的输出端与电脑的输入端连接，电脑的输出端与切换控制装置的输入端连接，切换控制装置用于控制电磁阀的开启和关闭。
8.本发明进一步的改进在于，还包括压缩空气吹扫组件，通过切换控制装置设定各
个电磁阀状态，使得烟气连接管件与压缩空气吹扫组件相连通，进而对烟气连接管件进行吹扫疏通。
9.本发明进一步的改进在于，所述切换控制装置通过电脑预先设定的程序对各个电磁阀进行控制，从而实现在锅炉烟气采样、压缩空气吹扫和烟气采样系统标定之间的切换。
10.本发明进一步的改进在于，所述冰槽过滤器包括方体保温箱，设置在方体保温箱内底部的冰块，以及设置在冰块上的玻璃过滤器，所述冰槽过滤器对应烟气取样组件分组设置，每组包括三个烟气通道，一端连接烟气取样组件，另一端连接浮子流量计。
11.本发明进一步的改进在于，所述玻璃过滤器采用双瓶结构，双瓶结构周围放置冰块，一端连接烟气进口连接管，另一端连接烟气出口连接管，双瓶内部相通结构。
12.本发明进一步的改进在于，所述标准气体组件采用若干瓶氮气、若干瓶预设浓度氧气、若干瓶预设浓度一氧化碳气、若干瓶预设浓度二氧化碳气以及若干瓶预设浓度一氧化氮气。
13.本发明进一步的改进在于，所述标准气体组件的出口处设置有减压阀。
14.本发明进一步的改进在于，所述压缩空气吹扫组件包括压缩空气罐、杂用压缩空气连接管和吹扫连接管。
15.本发明进一步的改进在于，所述烟气预处理装置设置烟气旁路连接管，用以防止抽气泵气流过大，损伤预处理。
16.本发明进一步的改进在于，所述浮子流量计对应玻璃过滤器设置，通过烟气连接分管连接到烟气连接管件。
17.本发明至少具有如下有益的技术效果：
18.本发明提供的锅炉性能试验烟气采样及分析系统，由于冰槽过滤器对应烟气取样组件分组设置，且分别对应连接浮子流量计，调整浮子流量计，保证了烟气混合均匀，提高了烟气测量精度；由于切换控制装置对各个电磁阀状态进行控制，实现了系统不同功能的切换，提高了系统的灵活性，同时标准气体组件实现了烟气采样系统的泄露气密性检查，避免了系统潜在的未被发现的泄露，进而有利于测量结果的不确定度评定。该系统适用于大多数燃煤电厂锅炉性能试验烟气采样系统。
附图说明
19.图1为本发明的结构示意图。
20.图2为本发明中冰槽过滤器的结构示意图。
21.附图标记说明：
22.1、标准气体组件，2、冰槽过滤器，3、烟气连接管件，4、烟气取样组件，5、抽气泵，6、烟气预处理装置，7、烟气分析仪表，8、浮子流量计，9、电磁阀，10、切换控制装置，11、压缩空气吹扫组件，12、标准气瓶，13、减压控制阀，14、气瓶固定装置，21、方体保温箱，22、玻璃过滤器，23、冰块，41、法兰盖板，42、烟气取样管，43、前置过滤器。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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
本发明一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。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，都应当属于本发明保护的范围。
24.在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
25.如图1所示，本发明提供的一种锅炉性能试验烟气采样及分析系统，包括标准气体组件1、冰槽过滤器2、烟气连接管件3、烟气取样组件4、抽气泵5、烟气预处理装置6、烟气分析仪表7、浮子流量计8、电磁阀9、切换控制装置10和压缩空气吹扫组件11。
26.所述标准气体组件包括标准气瓶12、减压控制阀13、气瓶固定装置14，所述烟气取样组件包括法兰盖板41、烟气取样管42、前置过滤器43，所述烟气取样组件4、冰槽过滤器2、浮子流量计8、抽气泵5、烟气预处理装置6、烟气分析仪表7通过烟气连接管件3相连接。烟气连接管件3采用聚四氟乙烯材质。
27.如图2所示，所述冰槽过滤器包括方体保温箱21、玻璃过滤器22、冰块23，所述冰槽过滤器2对应烟气取样组件4分组设置，每组包括三个烟气通道，一端连接烟气取样组件4，另一端连接浮子流量计8。所述玻璃过滤器22采用双瓶结构，双瓶周围放置冰块23，一端连接烟气进口连接管，一端连接烟气出口连接管，双瓶内部相通结构。
28.所述标准气体组件1采用若干瓶氮气、若干瓶预设浓度氧气、若干瓶预设浓度一氧化碳气、若干瓶预设浓度二氧化碳气、若干瓶预设浓度一氧化氮气等，其通过烟气连接管与系统连接。所述压缩空气吹扫组件11包括压缩空气罐、杂用压缩空气连接管、吹扫连接管。
29.所述烟气取样组件4通过法兰盖板41和烟道固定连接，烟道的横截面为长方形结构，各烟气取样管42沿烟道横截面宽度方向的不同深度布置，且该横截面与烟气流动方向相垂直。
30.所述烟气预处理装置6设置烟气旁路连接管，用以防止抽气泵气流过大，损伤预处理。
31.所述浮子流量计8对应玻璃过滤器设置，通过烟气连接分管连接到烟气连接总管。
32.所述切换控制装置10通过电脑预先设定的程序对各个电磁阀9进行控制，从而实现在锅炉烟气采样、压缩空气吹扫、烟气采用系统标定等功能之间的切换。
33.实际应用时，首先，在试验前，按照测量系统及测点位置布置采样系统，并对系统进行检查，确保气路通畅、密封良好；其次，对采样系统进行样气标定及潜在的泄露检查，通过切换控制装置10设定各个电磁阀9状态，使采样系统通入标准气体组件1标准气体，同时启动抽气泵5，保持采样系统合适的压力，通过烟气分析仪7读取数据即可；试验开始后，通过切换控制装置10调整电磁阀9状态，使采样系统通过烟气取样管42与烟道连通，同时启动抽气泵5，启动烟气预处理装置6，抽取烟气，各个烟气取样管42的烟气分别进入对应的玻璃过滤器22，调整浮子流量计8，保证每一路烟气通道烟气流量一样，烟气在冰块23的冷凝作用下除湿除灰，最后通过烟气连接分管连接到烟气连接总管混合均匀，烟气进入烟气预处
理装置6进一步的降温除灰，再通过烟气分析仪7读取数据即可；试验结束后或者烟气管路出现堵塞的情况下，通过切换控制装置10设定各个电磁阀9状态，使烟气采样系统与压缩空气吹扫组件11相连通，保持合适的压缩空气压力，对烟气采样通道进行吹扫疏通，保持采样系统的稳定性。
34.进一步，为了提升采样系统的灵活性，通过电磁阀9状态的不同组合设定，可以实现单点采样巡测和多点同时采样功能的切换，可以针对不同的应用场景。
35.进一步，所述烟气预处理装置6设置烟气旁路连接管，用以防止抽气泵气流过大，损伤预处理。
36.进一步，烟气取样管42的数目为若干根，按照网格法布置并与烟道的尺寸相匹配，通过各烟气取样管42抽取烟道内的烟气，再送入冰槽过滤器2中进行充分冷凝，然后在抽气泵5的作用下进入到烟气连接总管，最后进入烟气分析仪7中进行分析处理。
37.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。