本實用新型涉及火力發(fā)電氣態(tài)污染物監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為防止鍋爐燃燒產(chǎn)生過多的NOx污染環(huán)境，脫硝技術(shù)在火力發(fā)電廠已廣泛應(yīng)用，脫硝過程中因種種因素導(dǎo)致氨逃逸率大，逃逸的氨氣與三氧化硫反應(yīng)生成硫酸銨對脫硝下游設(shè)備腐蝕，而且污染環(huán)境，因此準(zhǔn)確、靈敏、快速監(jiān)測氨逃逸率是脫硝系統(tǒng)優(yōu)化運行的前提。

目前氨逃逸率測量儀表基本都是采用波長調(diào)制光譜技術(shù)，根據(jù)測量方式，主要有：

1、傳統(tǒng)抽取式

利用射流泵或蠕動泵等動力裝置將煙氣抽取到煙道外，并通過多級濾芯對煙氣中的粉塵進(jìn)行過濾。過濾后的煙氣進(jìn)入測量氣室，測量氣室采用加熱器進(jìn)行加熱，加熱溫度約為180℃。激光發(fā)射端與激光接受端分別布置與測量氣室兩端，用來發(fā)射和接收測量信號。由于伴熱溫度只有180℃左右，遠(yuǎn)低于測點溫度(300℃左右)，溫度不同會導(dǎo)致樣氣體成分發(fā)生變化，測量結(jié)果不能代表煙道內(nèi)氨逃逸率的真實情況。

2、原位對傳式

激光發(fā)射端與激光接收端直接安裝于煙道兩側(cè)，激光發(fā)射端發(fā)射的激光穿過煙道被煙氣中的氨氣吸收后，由煙道對側(cè)的激光接收端接收測量信號。由于負(fù)荷變化、煙道壁震動、起停爐煙道變形往往使得發(fā)射和接收單位無法對準(zhǔn)，接收單元無法探測到激光信號，煙氣中粉塵使得激光光強(qiáng)衰減非常嚴(yán)重以致無法透過煙道，測量精度較低。

上述測量方式均存在一定的缺陷，特別是在對煙道內(nèi)煙氣進(jìn)行抽取或者測量的過程中，煙道內(nèi)煙氣流場不均，造成的抽取煙氣或者測量誤差較大，致使測量結(jié)果不能真實反映煙道內(nèi)氨逃逸率的濃度，即測量結(jié)果不具有代表性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中的測量系統(tǒng)精度較差的主要原因在于，當(dāng)采用傳統(tǒng)的抽取方式時，測量氣室采用加熱器進(jìn)行加熱，加熱溫度與遠(yuǎn)低于測點的溫度；當(dāng)采用原位對傳式時，由于負(fù)荷變化、煙道壁震動、起停爐煙道變形往往使得發(fā)射和接收單位無法對準(zhǔn)，接收單元無法探測到激光信號，煙氣中粉塵使得激光光強(qiáng)衰減非常嚴(yán)重以致無法透過煙道；而現(xiàn)有的一些采用取樣方式測量時，氨氣在一些區(qū)域內(nèi)分布不均勻，樣氣的取樣點又非常單一，從而導(dǎo)致取樣結(jié)果存在誤差，準(zhǔn)確度不高。

本實用新型提供了一種氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)，旨在改善現(xiàn)有技術(shù)中的抽取的煙氣或者對煙氣測量的結(jié)果不能真實反映煙道內(nèi)氨逃逸率的濃度，即測量結(jié)果不具有代表性問題。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型實施例提供了一種氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)，包括多點均勻取樣器、前置過濾器、測量件、射流泵、反射鏡、激光發(fā)射器、激光接收器和數(shù)據(jù)分析儀；前述測量件設(shè)置有供激光發(fā)射器發(fā)射的激光通過的測量通道，所述激光發(fā)射器設(shè)置于所述測量通道的一端，所述反射鏡設(shè)置于所述測量通道的另一端，所述激光發(fā)射器和所述激光接收器均設(shè)置在所述側(cè)量通道的同一端，所述激光接收器能夠接收通過所述反射鏡反射的激光，所述數(shù)據(jù)分析儀通過信號傳輸線分別與所述激光發(fā)射器和所述激光接收器連接，所述測量通道的靠近所述反射鏡的一端設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述測量通道的另一端設(shè)置有出風(fēng)口，所述射流泵與所述出風(fēng)口連通；所述前置過濾器的一端與所述進(jìn)風(fēng)口連通，所述前置過濾器的另一端與所述多點均勻取樣器連通，所述多點均勻取樣器設(shè)置有取樣件，所述取樣件包括多個取樣點。

可選的，前述取樣件包括混合管和至少兩根取樣管，所述混合管的一端為開口端，所述混合管的另一端為第一封閉端，所述開口端與所述前置過濾器連通，所述取樣管設(shè)置于所述第一封閉端且與所述混合管連通，每個所述取樣管均設(shè)置有至少一個所述取樣點。

可選的，前述第一封閉端開設(shè)有數(shù)量與所述取樣管的數(shù)量相同的通孔，所述取樣管與所述通孔插接，所述取樣管與所述混合管之間通過環(huán)形墊片密封。

可選的，前述取樣管為L形，所述取樣管包括沿所述混合管的軸向設(shè)置的第一取樣管和沿所述混合管徑向設(shè)置的第二取樣管，所述第一取樣管的一端與所述第一封閉端連接，所述第一取樣管的另一端與所述第二取樣管連通，所述第二取樣管繞所述混合管的軸線旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置。

可選的，前述第二取樣管的遠(yuǎn)離所述第一取樣管的一端為第二封閉端，所述第二取樣管的側(cè)壁開設(shè)有至少兩個孔狀的取樣點，所述取樣點與所述第一取樣管的距離大于所述取樣點與所述第二封閉端的距離。

可選的，前述取樣點沿所述取樣管的軸線旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置。

可選的，前述多個所述旋轉(zhuǎn)對稱的取樣孔為取樣點組，所述第二取樣管設(shè)置有至少兩組取樣點組，多個所述取樣點組之間沿所述第二取樣管的長度方向并排設(shè)置。

可選的，前述取樣點設(shè)置有過濾網(wǎng)，所述過濾網(wǎng)將所述取樣點包覆。

可選的，前述混合管與所述前置過濾器可拆卸連接。

可選的，前述前置過濾器設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述混合管設(shè)置有與所述內(nèi)螺紋嚙合的外螺紋。

本實用新型實施例的有益效果是：煙氣通過多點均勻取樣器的均勻取樣，經(jīng)由前置過濾器、測量件、射流泵、反射鏡、激光發(fā)射器、激光接收器和數(shù)據(jù)分析儀的綜合作用從而得到氨逃逸率的數(shù)值，本測量系統(tǒng)可應(yīng)用于脫硝出口氨逃逸率測量，是一種對現(xiàn)有氨逃逸率測量系統(tǒng)的優(yōu)化，主要采用多點均勻取樣的方式進(jìn)行取樣，使得到的樣氣更具代表性，測量結(jié)果更能反應(yīng)煙道內(nèi)真實情況。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施方式的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實用新型實施例1提供的氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的前置過濾器和多點均勻取樣器的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖3是圖2的取樣管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施例2提供的前置過濾器和多點均勻取樣器的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖5是圖4的均勻取樣的原理圖。

圖中：

100氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)；

101多點均勻取樣器；

102取樣管；1021第一取樣管；1022第二取樣管；1023取樣孔；1024第二封閉端；

103混合管；1031開口端；1032第一封閉端；

201前置過濾器；

301反射鏡；

401測量通道；

501激光發(fā)射器；

502激光接收器；

601數(shù)據(jù)分析儀；

701射流泵。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施方式中的附圖，對本實用新型實施方式中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本實用新型一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞剑绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施方式的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施方式?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，指示方位或位置關(guān)系的術(shù)語為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

實施例1

請參照圖1所示，本實用新型實施例提供的氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)100，包括多點均勻取樣器101、前置過濾器201、測量件、射流泵701、反射鏡301、激光發(fā)射器501、激光接收器502和數(shù)據(jù)分析儀601。

前述的測量件設(shè)置有供激光發(fā)射器501發(fā)射的激光通過的測量通道401，激光發(fā)射器501設(shè)置于測量通道401的一端，反射鏡301設(shè)置于測量通道401的另一端，激光發(fā)射器501和激光接收器502均設(shè)置在測量通道401的同一端，激光發(fā)射器501和激光接收器502的作用是相互配合的，兩者的相對位置確定，激光接收器502能夠接收通過反射鏡301反射的激光，數(shù)據(jù)分析儀601通過信號傳輸線分別與激光發(fā)射器501和激光接收器502連接，數(shù)據(jù)分析儀601直接與激光發(fā)射器501和激光接收器502電連接，得到的結(jié)果從該儀器的顯示屏中顯示出來，測量通道401的靠近反射鏡301的一端設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，測量通道401的另一端設(shè)置有出風(fēng)口，射流泵701與出風(fēng)口連通；前置過濾器201的一端與進(jìn)風(fēng)口連通，前置過濾器201的另一端與多點均勻取樣器101連通，多點均勻取樣器101設(shè)置有取樣件，煙氣首先通過多點均勻取樣器101進(jìn)入，再通過前置過濾器201的過濾，經(jīng)過進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入測量通道401，煙氣進(jìn)入此系統(tǒng)的吸力是由與出風(fēng)口連通的射流泵701提供的。

請參照圖2所示，多點均勻取樣器101設(shè)置有取樣件，取樣件包括混合管103和取樣管102，在本實施例中，混合管103的截面寬度至少為取樣管102的兩倍，取樣管102的數(shù)量為兩根，也可以是兩根以上，混合管103的一端設(shè)置為開口端1031，另外一端設(shè)置為第一封閉端1032，混合管103的開口端1031與前置過濾器201連接，混合管103和前置過濾器201的連接方式可以是固定連接，也可以是活動連接，活動連接的方式是這樣設(shè)置的，在前置過濾器201與混合管103連接的部位設(shè)置內(nèi)螺紋，混合管103的開口端1031設(shè)置與前置過濾器201的內(nèi)螺紋相匹配的外螺紋，活動連接也可以直接設(shè)置為插接，即是在前置過濾器201上開設(shè)與混合管103大小相匹配的通孔，混合管103直接與該通孔插接，在插接的部位可設(shè)置環(huán)形的防風(fēng)墊片，使通過混合管103的樣氣不會從混合管103和前置過濾器201的連接部位泄露，且保證取樣管102具有足夠的吸力，能夠?qū)⑼獠康臉託馕霚y量通道401。

在本實施例中，取樣管102與混合管103的第一封閉端1032連通，實現(xiàn)兩者的連通的方式，可以是活動連接也可以是固定連接，活動連接的方式是，在第一封閉端1032開設(shè)與取樣管102管徑大小相匹配的通孔，取樣管102與該通孔插接，而當(dāng)混合管103在第一封閉端1032的管壁較薄的時候，需將取樣管102與該通孔的插接端設(shè)置成楔形，而通孔的大小需與取樣管102的楔形部位相匹配，以至于取樣管102楔形的一端插入通孔后能構(gòu)與該通孔緊密配合；另外一種活動連接的方式是，第一封閉端1032與混合管103活動連接，將第一封閉端1032設(shè)置為混合管103的端蓋，取樣管102與該端蓋連接，該端蓋能夠緊密的蓋合在混合管103的遠(yuǎn)離前置過濾器201的一端；固定連接的方式是，將第一封閉端1032與取樣管102設(shè)置為一體成型，端蓋上開設(shè)與取樣管102管徑相匹配的通氣孔，取樣管102與固定在通氣孔上。

請參照圖2和圖3所示，取樣管102包括第一取樣管1021和第二取樣管1022，第一取樣管1021的一端與混合管103連通，第一取樣管1021的另外一端與第二取樣管1022連通，第一取樣管1021和第二取樣管1022設(shè)置成L形，也可以是其他的形狀，但需保證第二取樣管1022分布在混合管103第一封閉端1032的四周，第一取樣管1021和第二取樣管1022的連接方式設(shè)置活動連接，這里設(shè)置為活動連接的方式，該活動連接是可拆卸的連接，設(shè)置成這種連接方式主要是因為第一取樣管1021和第二取樣管1022連接為包含彎曲部位的管件，而煙氣中包含大量的煙塵，很容易造成彎曲部位的煙塵堆積，嚴(yán)重的甚至?xí)氯庸?；第二取樣?022的遠(yuǎn)離第一取樣管1021的一端繞混合管103的軸線旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置。

在本實施例中，前述第二取樣管1022的遠(yuǎn)離第一取樣管1021的一端設(shè)置為第二封閉端1024，在第二取樣管1022的側(cè)壁上開設(shè)兩個或兩個以上的取樣孔1023，取樣孔1023繞第二取樣管1022的軸線方向旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置，旋轉(zhuǎn)對稱的多個取樣孔1023為取樣孔組，沿第二取樣管1022的軸線方向設(shè)置兩組或者兩組以上的取樣孔組，多個取樣孔組之間沿第二取樣管1022的軸線方向并排設(shè)置；這里也可以不設(shè)置取樣孔1023，而是直接將第二封閉端1024設(shè)置成開口，即該開口為多點均勻取樣器101的直接取樣部位。這兩種設(shè)置方式均實現(xiàn)了樣氣的多點和均勻的取樣，保證樣氣在最大程度上和煙道內(nèi)的實際情況相接近。

在本實施例中，在所有取樣孔1023的位置設(shè)置煙塵濾網(wǎng)，該濾網(wǎng)作為樣氣的第一道過濾裝置，可以將相對較大粒徑的煙塵進(jìn)行初步過濾，再在前置過濾器201中進(jìn)行較精確的過濾，避免過多的煙塵其進(jìn)入系統(tǒng)后會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

本實用新型實施例的氨逃逸率多點均勻取樣測量系統(tǒng)100的工藝流程為：在射流泵701的動力抽吸作用下，煙氣通過設(shè)置在多點均勻取樣器101上的多個取樣點進(jìn)入取樣件，在取樣件里混合均勻后的煙氣經(jīng)前置過濾器201過濾后進(jìn)入測量通道401。激光發(fā)射器501發(fā)射的激光光束射入測量通道401內(nèi)，被樣氣中的氨氣選擇吸收后，由測量通道401的遠(yuǎn)離激光發(fā)射器501的一端設(shè)置的反射鏡301反射并由激光接收器502接收。激光接收器502將接收的光信號轉(zhuǎn)化為電信號傳輸至數(shù)據(jù)分析儀進(jìn)行分析，從而得到氨逃逸率的數(shù)值，將得到的氨逃逸率的數(shù)值進(jìn)行分析，得到煙氣中的NOx的含量等情況。

實施例2

請參照圖4和圖5所示，本實施例與實施例1的主要區(qū)別在于，這里直接將取樣孔1023開設(shè)在取樣管側(cè)壁上，不再將取樣管進(jìn)行彎曲設(shè)置，并且取樣孔1023的大小不一樣，主要是為實現(xiàn)各取樣孔1023的均勻取樣，這里將取樣孔1023的數(shù)量設(shè)置為三個，且三個取樣孔1023沿取樣管的軸線方向并排設(shè)置，取樣孔1023的數(shù)量也可以是兩個或者三個以上，這里僅是將三個取樣孔1023的方式作為例子做說明，與其他的設(shè)置方式原理相同，其主要原理如下：

孔徑大小應(yīng)滿足進(jìn)氣流量相同：Q1＝Q2＝Q3--------------------(1)；

阻力S與孔的截面面積A成反比，既S＝C*A-1，(式中C表示常數(shù))---------------------------------(2)；

L是定值，通過計算流體沿程損失可計算壓力降P1、P2、P3，且P1>P2>P3；

流量與壓差計算公式：Q＝C*[△P/S)]^(1/2)-------(3)；

將式(2)帶入式(3)可知A＝C*Q2/△P；

那么A1:A2:A3＝1/(P1-P):1/(P2-P):1/(P3-P)。

由上述結(jié)果可以得出，在保證各取樣孔1023的進(jìn)氣流量相同的情況下，取樣孔1023的截面面積為A1＜A2＜A3，這樣的設(shè)置方式主要是為了保證多點取樣的均勻，也是為了保證測量結(jié)果更接近實際情況。

在本實施例中，前述混合管103的一端與前置過濾器201連通，混合管103與前置過濾器201的連接是可拆卸的，且在混合管103和取樣管102之間加設(shè)環(huán)形墊片，環(huán)形墊片將混合管103和取樣管102的連接部位密封；混合管103的另一端與取樣管102連通，取樣管102的遠(yuǎn)離混合管103的一端為第二封閉端1024，取樣管102的側(cè)壁開設(shè)兩個或者兩個以上的取樣孔1023，各取樣孔1023沿取樣管102的軸線方向并排設(shè)置，為了增大取樣孔1023的樣氣取樣量，增加取樣孔1023的數(shù)量，設(shè)置方式是沿取樣管102的軸線方向并排設(shè)置的取樣孔1023為取樣孔1023組，取樣管102上設(shè)置至少兩組取樣孔1023組，多個取樣孔1023組繞取樣管102的軸線方向旋轉(zhuǎn)對稱設(shè)置。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。