用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，屬一種氣體測量裝置，所述測量裝置包括MO1取樣單元、MO2加熱氣艙單元、M03真空單元與M04電氣控制單元，通過將原位氨逃逸測量法替換為與其原理基本相同的抽取法測量氨逃逸測量技術(shù)，直接通過M01取樣單元中的取樣管在線抽取煙道中的樣氣傳輸至后續(xù)的MO2加熱氣艙單元中進(jìn)行測量，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間較快，可以達(dá)到秒級測量。抽取法測量是將待測煙氣從煙道中抽取出來，進(jìn)行灰塵過濾處理，這樣最大的優(yōu)點(diǎn)是將灰塵對激光的干擾減小，極大的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。并且檢測氣池可采用不銹鋼管制成，從而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生熱不規(guī)則變形，不會(huì)導(dǎo)致激光線跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致信號丟失問題。
【專利說明】用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種氣體測量裝置，更具體的說，本發(fā)明主要涉及一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]當(dāng)前，隨著國內(nèi)燃煤發(fā)電廠脫硝改造大規(guī)模的進(jìn)行，目前國內(nèi)燃煤發(fā)電廠脫硝主要工藝方法為選擇性催化還原法(Selective Catalytic Reduction簡稱SCR法)脫硝工藝被證明是應(yīng)用最多且脫硝效率最高、最為成熟的脫硝技術(shù)，是目前世界上先進(jìn)的火電廠煙氣脫硝主流技術(shù)之一。將氨氣噴入火電廠鍋爐燃煤產(chǎn)生的煙氣中；把含有NH3(氣)的煙氣通過一個(gè)含有專用催化劑的反應(yīng)器；在催化劑的作用下，噴入的NH3 (氣)同NOx發(fā)生反應(yīng)，將煙氣中的NOx轉(zhuǎn)化成H20和N2等過程，脫硝效率> 90%,在工藝過程中，有少量氨氣未參與還原反應(yīng)，將出SCR脫硝反應(yīng)器出口逃逸出去，此部分的氨氣叫做逃逸氨(也叫氨逃逸)，按照行業(yè)一般設(shè)計(jì)要求，正常工況下，SCR氨逃逸小于3PPM，或者叫逃逸氨濃度小于3PPM。一般清況下，SCR脫硝反應(yīng)器出口的工作參數(shù)如下:
I氣態(tài)S02大于2000PPm ；
2氣態(tài)S03大于20PPm ；
3水蒸汽體積比3%至5%之間；
4煙氣溫度260°C至380°C之間；
5煙氣含塵量30g/Nm3至50g/Nm3之間；
6煙道工作壓力微負(fù)壓；
6煙道結(jié)構(gòu)為矩形鋼結(jié)構(gòu)煙道，長*高尺寸在6000*8000 (mm)以上；
6煙氣流速在5至15米/秒；
總體來說,屬于高含塵、高溫、高水分、且有一定的腐蝕性氣體,待測工作環(huán)境高溫、振動(dòng)、室外環(huán)境。
[0005]目前國內(nèi)外測量氨逃逸的在線測量方法，主要為TDLAS激光原位測量法，(TDLAS是Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy的簡稱)。中文翻譯為可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜，該技術(shù)主要是利用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的窄線寬和波長隨注入電流改變的特性實(shí)現(xiàn)對分子的單個(gè)或幾個(gè)距離很近很難分辨的吸收線進(jìn)行測量。激光原位在線TDLAS技術(shù)的特點(diǎn)是:分析儀器直接安裝在測量現(xiàn)場，通過一束穿過被測氣體的激光光束來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場在線氣體分析。TDLAS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)多種氣體如CO、C02、02、HF、HCl、CH4、NH3、H20、H2S、HCN、C2H2、C2H4等的自動(dòng)檢測，適用于鋼鐵、冶金、石化、環(huán)保、生化、航天等多種領(lǐng)域。但是國內(nèi)外的國情不同，激光原位在線測量發(fā)電廠逃逸氨的案例在歐美國家不多并且極為罕見，主要原因是歐美國家燃煤發(fā)電廠脫硝工程氨逃逸檢測為非連續(xù)在線測量，為定期抽取檢查測量。我國發(fā)電廠逃逸氨的測量為連續(xù)在線測量。
[0006]當(dāng)前，隨著國內(nèi)電站大規(guī)模脫硝工程改造，應(yīng)用TDLAS技術(shù)進(jìn)行原位安裝法測量電站脫硝反應(yīng)器的氨逃逸的技術(shù)較多，從目前工程實(shí)踐上來看，普遍存在如下缺點(diǎn):一是由于我國燃煤發(fā)電廠多燃燒高灰分燃煤，同時(shí)SCR脫硝反應(yīng)器布置在除塵器之前，因此SCR脫硝反應(yīng)器出口煙氣含塵量很高，在30g/Nm3至50g/Nm3之間，屬于高含塵煙氣。相對比冶金、鋼鐵、化工等領(lǐng)域煙氣煙塵含量高很多。激光傳過待測樣氣，產(chǎn)生大量的光線折射和漫反射，嚴(yán)重影響了激光穿透能力，導(dǎo)致激光透光率低，因此導(dǎo)致測量偏差大，甚至測量不出來。二是發(fā)電廠脫硝反應(yīng)器出口煙道截面尺寸較大，且為鋼結(jié)構(gòu)煙道，在機(jī)組冷態(tài)工礦下安裝，機(jī)組投入運(yùn)行后，煙道溫度升高，煙道有不規(guī)則的形變，因?yàn)閷?dǎo)致激光光束偏離原來冷態(tài)路線，導(dǎo)致激光信號丟失，從而引起測量錯(cuò)誤或測量無信號。三是因?yàn)門DLAS激光儀表需要定期標(biāo)定，否則，運(yùn)行時(shí)間一長，會(huì)引起數(shù)據(jù)漂移。標(biāo)定時(shí)需要從現(xiàn)場拆卸后進(jìn)行標(biāo)定，因?yàn)楝F(xiàn)場通訊電纜和光纜已經(jīng)封閉在線盒中，標(biāo)定十分困難，基本無法實(shí)現(xiàn)定期標(biāo)定。因此，從過去兩年實(shí)踐情況上來看，原位在線激光分析法進(jìn)行氨逃逸不太適合于燃煤發(fā)電廠，無法解決上述三大問題。為此，我們提出采用煙氣抽取法進(jìn)行逃逸氨測量。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的之一在于針對上述不足，提供一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，以期望解決現(xiàn)有技術(shù)中直接采用激光原位測量氨氣存在的因煙氣的高含塵量導(dǎo)致測量偏差大，因煙道的不規(guī)則形變導(dǎo)致激光光束偏離原來冷態(tài)路線造成激光信號丟失，以及裝置激光測量儀標(biāo)定困難等技術(shù)問題。
[0009]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明所提供的一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，所述測量裝置包括:
MOl取樣單元，包括取樣腔，所述取樣腔的前端安裝有取樣管，所述取樣管與取樣腔相連通，所述取樣腔的內(nèi)部還安裝有用于過濾由取樣管引入樣氣的一級過濾器，所述取樣腔還通過伴熱取樣管線與加熱氣艙相連通，用于將第一次過濾后的樣氣傳輸至加熱氣艙；
M02加熱氣艙單元，包括加熱氣艙，所述加熱氣艙的內(nèi)部安裝有用于過濾來自于MOl取樣單元的樣氣的二級過濾器，所述二級過濾器還通過管道接入?yún)R氣排，所述匯氣排通過管道與檢測氣池相連通，所述檢測氣池的兩端分別安裝有激光檢測器的發(fā)射端與接收端，且檢測氣池還通過管道與疏水冷卻器相連通，用于由激光檢測器檢測當(dāng)前樣氣中的氨氣含量；所述加熱氣艙的內(nèi)部還安裝有加熱強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，用于維持加熱氣艙內(nèi)部的溫度；M03真空單元，包括疏水冷卻器，所述疏水冷卻器通過管道與疏水排空口相連通，所述疏水冷卻器與疏水排空口之間的管道上設(shè)有第八電磁閥；所述疏水冷卻器還通過管道與真空泵相連通，所述真空泵與疏水冷卻器之間的管道上還設(shè)有第六電磁閥，用于由真空泵在檢測氣池、匯氣排、二級過濾器、取樣腔與一級過濾器相互之間的管道導(dǎo)通時(shí)，使檢測氣池、匯氣排、二級過濾器、取樣腔與一級過濾器的內(nèi)部形成真空負(fù)壓，從而使樣氣依次進(jìn)入MOl取樣單元與M02加熱氣艙單元。
[0010]作為優(yōu)選，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述取樣腔的外部還安裝有加熱結(jié)構(gòu)，用于維持取樣腔內(nèi)部的樣氣的溫度。[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述MOl取樣單元中還包括反吹子單元，所述反吹子單元中設(shè)有加熱器，所述加熱器分別通過兩路管道與取樣腔相連通，且兩路管道上分別安裝有第一電磁閥與第二電磁閥，其中一路管道的出口置于一級過濾器附近，另一管道的出口置于一級過濾器的后端；所述一級過濾器與伴熱取樣管線之間還安裝有氣動(dòng)關(guān)斷閥，所述氣動(dòng)關(guān)斷閥通過氣源管道接入壓縮空氣總門，所述氣源管道上安裝有第三電磁閥；用于在取樣腔反吹的過程中使來自于壓縮空氣總門的壓縮空氣進(jìn)入加熱器中加熱，加熱后再由加熱器與取樣腔之間的兩路管道同時(shí)進(jìn)入取樣腔中完成反吹，且由壓縮空氣總門向氣動(dòng)關(guān)斷閥提供開啟與關(guān)閉的動(dòng)力。
[0012]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述二級過濾器與匯氣排之間的管道上依次安裝有調(diào)節(jié)閥、高溫流量計(jì)與止回閥；所述匯氣排通過管道與檢測氣池的樣氣入口相連通。
[0013]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述二次過濾器為并排安裝的三個(gè)，且均由伴熱取樣管線與取樣腔相連通；所述匯氣排還通過管道與標(biāo)氣入口相連通，所述匯氣排與標(biāo)氣入口之間的管道上安裝有第九電磁閥；所述匯氣排還通過管道與壓縮空氣總門相連通，所述壓縮空氣總門與匯氣排之間的管道上安裝有第四電磁閥；所述壓縮空氣總門與匯氣排之間的管道還通過第一支路管道延伸至激光檢測器的發(fā)射端附近，并同時(shí)與熱氣艙相連通，所述第一支路管道上安裝有第五電磁閥，用于向激光檢測器的發(fā)射端提供儀表冷卻風(fēng)；所述熱氣艙還通過管道延伸至激光檢測器的接收端附近，用于向激光檢測器的接收端提供儀表冷卻風(fēng)。
[0014]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述檢測氣池上還安裝有熱電阻與真空壓力表，用于測量檢測氣池內(nèi)部樣氣的溫度與壓力，所述匯氣排與標(biāo)氣入口之間的管道還并聯(lián)有第二支路管道，所述第二支路管道上安裝有第一手動(dòng)排空閥。
[0015]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述M03真空單元中還包括備用真空泵，所述備用真空泵通過管道與疏水冷卻器相連通，且備用真空泵與疏水冷卻器之間的管道上安裝有第七電磁閥。
[0016]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述疏水冷卻器與真空泵、備用真空泵之間的管道上還安裝有針形調(diào)節(jié)閥與溫度流量計(jì)；所述疏水冷卻器與疏水排空口之間的管道還并聯(lián)有第三支路管道，所述第三支路管道上安裝有第二手動(dòng)排空閥。
[0017]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述的測量裝置還包括M04電氣控制單元，所述第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、第五電磁閥、第六電磁閥、第七電磁閥、第八電磁閥、第九電磁閥均接入M04電氣控制單元，用于由M04電氣控制單元按照測量裝置不同的工作狀態(tài)控制各個(gè)電磁閥的開啟與關(guān)閉。
[0018]更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述檢測氣池為不銹鋼管，且不銹鋼管的端部設(shè)有用于安裝激光檢測器的發(fā)射端與接收端的法蘭結(jié)構(gòu)。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:通過將原位氨逃逸測量法替換為與其原理基本相同的抽取法測量氨逃逸測量技術(shù)，直接通過MOl取樣單元中的取樣管在線抽取煙道中的樣氣傳輸至后續(xù)的M02加熱氣艙單元中進(jìn)行測量，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間較快，可以達(dá)到秒級測量。抽取法測量是將待測煙氣從煙道中抽取出來，進(jìn)行灰塵過濾處理，這樣最大的優(yōu)點(diǎn)是將灰塵對激光的干擾減小，極大的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。并且檢測氣池可采用不銹鋼管制成，從而結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生熱不規(guī)則變形，不會(huì)導(dǎo)致激光線跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致信號丟失問題。同時(shí)本發(fā)明所提供的一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置結(jié)構(gòu)簡單，分體式的單元結(jié)構(gòu)有利于后期對激光檢測儀進(jìn)行標(biāo)定，可安裝于各類脫硝反應(yīng)器進(jìn)行氨氣在線檢測，且尤其適宜作為發(fā)電廠SCR脫硝反應(yīng)器出口的氨逃逸檢測裝置。
[0020]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為用于說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中抽取法測量氨逃逸測量技術(shù)的主要流程圖；
圖中，I為MOl取樣單元、101為取樣腔、102為取樣管、103為一級過濾器、2為M02加熱氣艙單元、201為加熱氣艙、202為二級過濾器、203為匯氣排、204為檢測氣池、205為檢測器的發(fā)射端、206為檢測器的接收端、207為調(diào)節(jié)閥、208為高溫流量計(jì)、209為止回閥、210為第九電磁閥、211為第四電磁閥、212為第一支路管道、213為第五電磁閥、214為熱電阻、215為真空壓力表、216為第二支路管道、217為第一手動(dòng)排空閥、3為M03真空單元、301為疏水冷卻器、302為疏水排空口、303為第八電磁閥、304為真空泵、305為第六電磁閥、306為備用真空泵、307為針形調(diào)節(jié)閥、308為第三支路管道、309為第二手動(dòng)排空閥、310為第七電磁閥、31為反吹子單元、311為加熱器、312為第一電磁閥、313為第二電磁閥、314為氣動(dòng)關(guān)斷閥、315為氣源管道、316為第三電磁閥、4為M04電氣控制單元、5為壓縮空氣總門、6為標(biāo)氣入口。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0024]參考圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，在本實(shí)施例中，該測量裝置包括:
MOl取樣單元1，包括取樣腔101，所述取樣腔101的前端安裝有取樣管102，所述取樣管102與取樣腔101相連通，所述取樣腔101的內(nèi)部還安裝有用于過濾由取樣管102引入樣氣的一級過濾器103，所述取樣腔101還通過伴熱取樣管線104與加熱氣艙201相連通，用于將第一次過濾后的樣氣傳輸至加熱氣艙201 ;伴熱取樣管線104的作用是避免樣氣在傳輸過程中溫度降低；前述一級過濾器103的過濾精度優(yōu)選為2微米左右；
M02加熱氣艙單元2，包括加熱氣艙201，所述加熱氣艙201的內(nèi)部安裝有用于過濾來自于MOl取樣單元I的樣氣的二級過濾器202，所述二級過濾器202還通過管道接入?yún)R氣排203，所述匯氣排203通過管道與檢測氣池204相連通，所述檢測氣池204的兩端分別安裝有激光檢測器的發(fā)射端205與接收端206，且檢測氣池204還通過管道與疏水冷卻器301相連通，用于由激光檢測器檢測當(dāng)前樣氣中的氨氣含量；所述加熱氣艙201的內(nèi)部還安裝有加熱強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，用于維持加熱氣艙201內(nèi)部的溫度；前述二級過濾器202的過濾精度為0.1微米左右；
M03真空單元3，包括疏水冷卻器301，所述疏水冷卻器301通過管道與疏水排空口 302相連通，所述疏水冷卻器301與疏水排空口 302之間的管道上設(shè)有第八電磁閥303 ;所述疏水冷卻器301還通過管道與真空泵304相連通，所述真空泵304與疏水冷卻器301之間的管道上還設(shè)有第六電磁閥305，用于由真空泵304在檢測氣池204、匯氣排203、二級過濾器202、取樣腔101與一級過濾器103相互之間的管道導(dǎo)通時(shí)，使檢測氣池204、匯氣排203、二級過濾器202、取樣腔101與一級過濾器103的內(nèi)部形成真空負(fù)壓，從而使樣氣依次進(jìn)入MOl取樣單元與M02加熱氣艙單元2。
[0025]結(jié)合圖2所示，在本實(shí)施例中，抽取法測量氨逃逸測量技術(shù)的主要流程為待測煙氣首先經(jīng)過MOl取樣單元的取樣管抽取出來，在MOl取樣單元完成一級煙氣過濾，然后經(jīng)過高溫伴熱管線(伴熱溫度180°C )，進(jìn)行M02加熱氣艙單元，在M02加熱氣艙單元，加熱氣艙單元主要完成二級過濾，匯流，進(jìn)入加熱單元的檢測氣室。其中加熱單元作用是將待測樣氣溫度保持在220°C左右。然后待測樣氣進(jìn)入M03真空單元，真空單元主要樣氣降溫、氣體除水，進(jìn)入真空泵，然后排入大氣中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，為避免NH3溶于管道凝結(jié)水中，取樣腔101的外部還安裝有加熱結(jié)構(gòu)，用于維持取樣腔101內(nèi)部的樣氣的溫度，最好使樣氣始終維持在180攝氏
度左右。
[0027]再參考圖1所示，在本發(fā)明用于解決技術(shù)問題更加優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施例中，為避免MOl取樣裝置內(nèi)的灰塵過多影響氣體取樣，在MOl取樣單元中還可增設(shè)反吹子單元31，該反吹子單元31中設(shè)有加熱器311，該加熱器最好采用鑄鋁電加熱器，并將該加熱器311分別通過兩路管道與取樣腔101相連通，且在兩路管道上分別安裝有第一電磁閥312與第二電磁閥313，其中一路管道的出口置于一級過濾器103附近，另一管道的出口置于一級過濾器103的后端；所述一級過濾器103與伴熱取樣管線104之間還安裝有氣動(dòng)關(guān)斷閥314，所述氣動(dòng)關(guān)斷閥314通過氣源管道315接入壓縮空氣總門5，所述氣源管道315上安裝有第三電磁閥316 ;用于在取樣腔101反吹的過程中使來自于壓縮空氣總門5的壓縮空氣進(jìn)入加熱器311中加熱，加熱后再由加熱器311與取樣腔101之間的兩路管道同時(shí)進(jìn)入取樣腔101中完成反吹，且由壓縮空氣總門5向氣動(dòng)關(guān)斷閥314提供開啟與關(guān)閉的動(dòng)力。
[0028]進(jìn)一步的，為使M02加熱氣艙單元2中流經(jīng)氣體的可調(diào)性，還可在二級過濾器202與匯氣排203之間的管道上依次安裝有調(diào)節(jié)閥207 (該調(diào)節(jié)閥最好采用針形調(diào)節(jié)閥)、高溫流量計(jì)208與止回閥209 ;所述匯氣排203通過管道與檢測氣池204的樣氣入口相連通。并且為增加二級過濾的樣氣的效率，還可將上述二級過濾器202設(shè)置為并排安裝的三個(gè)，且均由伴熱取樣管線104與取樣腔101相連通；所述匯氣排203還通過管道與標(biāo)氣入口 6相連通，所述匯氣排203與標(biāo)氣入口 6之間的管道上安裝有第九電磁閥210 ;所述匯氣排203還通過管道與壓縮空氣總門5相連通，所述壓縮空氣總門5與匯氣排203之間的管道上安裝有第四電磁閥211 ;所述壓縮空氣總門5與匯氣排203之間的管道還通過第一支路管道212延伸至激光檢測器的發(fā)射端205附近，并同時(shí)與加熱氣艙201相連通，所述第一支路管道212上安裝有第五電磁閥213，用于向激光檢測器的發(fā)射端205提供儀表冷卻風(fēng)；所述加熱氣艙201還通過管道延伸至激光檢測器的接收端206附近，用于向激光檢測器的接收端206提供儀表冷卻風(fēng)。
[0029]上述與壓縮空氣總門5連通的管道上還可增設(shè)減壓閥來調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力，保證系裝置中的哥哥單元正常運(yùn)行。
[0030]優(yōu)選地，上述檢測氣池204上還安裝有熱電阻214與真空壓力表215，用于測量檢測氣池204內(nèi)部樣氣的溫度與壓力，所述匯氣排203與標(biāo)氣入口 6之間的管道還并聯(lián)有第二支路管道216，所述第二支路管道216上安裝有第一手動(dòng)排空閥217。而檢測氣池204最好采用不銹鋼管，且不銹鋼管的端部設(shè)有用于安裝激光檢測器的發(fā)射端205與接收端206的法蘭結(jié)構(gòu)。不銹鋼管作為檢測氣池204后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生熱不規(guī)則變形，不會(huì)導(dǎo)致激光線跑偏現(xiàn)象，導(dǎo)致信號丟失問題。
[0031]為保證裝置中各單元真空狀態(tài)的可靠性與穩(wěn)定性，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，可再在M03真空單元3中增設(shè)一臺備用真空泵306，并將該備用真空泵306通過管道與疏水冷卻器301相連通，且備用真空泵306與疏水冷卻器301之間的管道上安裝有第七電磁閥310。
[0032]另一方面，為增加M03真空單元的可調(diào)性，可在疏水冷卻器301與真空泵304、備用真空泵306之間的管道上安裝針形調(diào)節(jié)閥307與溫度流量計(jì)311 ;并在疏水冷卻器301與疏水排空口 302之間的管道并聯(lián)第三支路管道308，在第三支路管道308上安裝第二手動(dòng)排空閥309。
[0033]正如上述實(shí)施例所提到的，裝置中采用了多個(gè)電磁閥，而由電磁閥的功能可知，其可根據(jù)邏輯控制實(shí)現(xiàn)開啟與關(guān)閉的狀態(tài)，因此上述實(shí)施例中的測量裝置中還可以增設(shè)M04電氣控制單兀4,并將上述第一電磁閥312、第二電磁閥313、第三電磁閥316、第四電磁閥211、第五電磁閥213、第六電磁閥305、第七電磁閥310、第八電磁閥303、第九電磁閥210均接入M04電氣控制單元4，用于由M04電氣控制單元4按照測量裝置不同的工作狀態(tài)控制各個(gè)電磁閥的開啟與關(guān)閉，例如實(shí)現(xiàn)樣氣在線檢測、反吹掃與校準(zhǔn)標(biāo)定等功能。
[0034]下面再結(jié)合裝置實(shí)現(xiàn)抽取法測量氨逃逸測量技術(shù)的具體步驟，對本上述幾個(gè)實(shí)施例所述的測量裝置結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的說明:
取樣單元的作用是完成從煙道中取樣，待測樣氣在真空系統(tǒng)作用下，由煙道經(jīng)過取樣管抽出，進(jìn)入取樣腔，取樣腔布置由過濾器，絕大部分灰塵在此被過濾到取樣腔中。過濾后氣體經(jīng)過氣動(dòng)截止閥PVl進(jìn)入高溫伴熱取樣管線進(jìn)入M02加熱氣艙單元。
[0035]而為了防止積灰過多造成堵塞，取樣單元具有反吹功能，由過濾的壓縮空氣(壓力6bar左右)經(jīng)過加熱器331，空氣溫度升高至180°C左右，經(jīng)過第一電磁閥進(jìn)312入取樣腔，將取樣腔的積灰吹回?zé)煹馈Ｍ瑫r(shí)升溫后壓縮空氣經(jīng)過第二電磁閥對一級過濾器103的濾芯進(jìn)行反方向吹掃，將濾芯的中灰塵吹掃至煙道。為了防止吹掃后壓縮空氣進(jìn)入后面的M02加熱氣艙單元，同時(shí)保持吹掃壓力，設(shè)置一個(gè)氣動(dòng)關(guān)斷閥314，由第三電磁閥316提供控制氣源。當(dāng)在第一電磁閥312和第二電磁閥313打開時(shí)，取樣單元進(jìn)入吹掃狀態(tài)，此時(shí)第三電磁閥316打開，氣動(dòng)管段閥314關(guān)閉。
[0036]正常情況下，取樣單元每工作I小時(shí)，反吹5分鐘。正常連續(xù)取樣，各設(shè)備狀態(tài)如下:
1)第一電磁閥312、第二電磁閥313、第三電磁閥316、第四電磁閥211關(guān)閉狀態(tài)；
2)第八電磁閥、第九電磁閥關(guān)閉；
3)真空泵304或者備用真空泵306輪流運(yùn)行；
a)真空泵304入口的第六電磁閥305打開與真空泵304運(yùn)行，且備用入口第七電磁閥310關(guān)閉與備用真空泵306停止；
b)備用真空泵306入口第七電磁閥打開與備用真空泵306運(yùn)行且真空泵304入口第六電磁閥關(guān)閉與真空泵304停止； 4)第一手動(dòng)排空閥217關(guān)閉、第一手動(dòng)排空閥309關(guān)閉；
5)取樣單元?dú)鈩?dòng)關(guān)斷閥314打開；
自動(dòng)吹掃過程中，各電磁閥及其他閥門的狀態(tài)如下:
外反吹第一電磁閥3012、第二電磁閥313、第三電磁閥316、第四電磁閥211呈打開狀態(tài)，疏水器排水電磁閥EV8打開；
真空泵304的第六電磁閥305、備用真空泵306的第七電磁閥310、標(biāo)氣入口的第九電磁閥210關(guān)閉；
第一手動(dòng)排空閥217關(guān)閉、第二手動(dòng)排空閥309關(guān)閉；
真空泵304與備用真空泵306均停止運(yùn)行；
氣動(dòng)關(guān)斷閥314關(guān)閉。
[0037]手動(dòng)吹掃狀態(tài)如下:
第一電磁閥312、第二電磁閥313、第三電磁閥316打開；
檢測氣池的第四電磁閥呈關(guān)閉狀態(tài)，疏水冷卻器301的第八電磁閥關(guān)閉；
真空泵304的第六電磁閥、備用真空泵306的第七電磁閥、標(biāo)氣入口的第九電磁閥關(guān)
閉；
第一手動(dòng)排空閥217關(guān)閉、第二手動(dòng)排空閥309關(guān)閉；
真空泵304與備用真空泵306均停止運(yùn)行；
氣動(dòng)關(guān)斷閥314關(guān)閉。
[0038]M02加熱氣艙單元在檢測裝置連續(xù)取樣的工作過程為:經(jīng)過取樣單元過濾后樣氣，通過伴熱取樣管線進(jìn)入加熱氣艙201，首先進(jìn)入二級過濾器202，然后進(jìn)針型流量調(diào)節(jié)閥，經(jīng)過高溫流量計(jì)，進(jìn)入止回閥，進(jìn)入?yún)R氣排，進(jìn)入檢測氣池。
[0039]檢測氣池的尺寸最好為為長度800mm直徑40mm不繡鋼316L管狀結(jié)構(gòu)，兩側(cè)有對接法蘭。檢測氣池為本單元的核心部件，其設(shè)計(jì)為一側(cè)進(jìn)氣，另外一側(cè)出氣。檢測氣池設(shè)置有測量氣體溫度熱電阻和壓力表，用于測量被測量氣體的壓力和溫度。加熱氣艙設(shè)計(jì)有電加熱強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，保持整體氣艙內(nèi)部溫度為220°C左右。氣體經(jīng)過加熱氣艙中檢測氣池時(shí)，完成氣體中NH3的測量。
[0040]M03真空單元在檢測裝置連續(xù)取樣的工作過程為:經(jīng)過檢測氣池的樣氣，經(jīng)過連接管路，進(jìn)入真空單元，由于樣氣溫度較高(220°C左右)和含有大量的水蒸汽，首先進(jìn)入疏水冷卻，進(jìn)行散熱降溫和除水。疏水冷卻器的作用是降低樣氣溫度，氣溫度降低至50°C以下。在降溫過程中形成的凝結(jié)水，經(jīng)過管壁留至疏水器的下部。在取樣單元吹掃過程中，通過打開第四電磁閥和第八電磁閥，在壓縮空氣的作用下，凝結(jié)水被吹出。
[0041]真空單元設(shè)計(jì)有兩臺隔膜真空泵，正常連續(xù)取樣工況下，通過M04電氣控制單元中的PLC控制真空泵運(yùn)行和對應(yīng)閥的切換。
[0042]檢測裝置的標(biāo)定過程為:來自于標(biāo)氣入口 6的標(biāo)準(zhǔn)氣體可以通過第一手動(dòng)排空閥217或者第九電磁閥210進(jìn)入?yún)R氣排203，然后進(jìn)入檢測氣池204，然后氣體經(jīng)過檢測氣池204進(jìn)入疏水冷卻器301經(jīng)過第八電磁閥303排出。
[0043]標(biāo)定過程中，各電磁閥及其他閥門的狀態(tài)如下:
I)第一電磁閥312、第二電磁閥313、第三電磁閥316、第四電磁閥211、第五電磁閥213、第六電磁閥305、第七電磁閥310關(guān)閉； 2)第九電磁閥210打開、第八電磁閥303打開；
3)第一手動(dòng)排空閥217與第二手動(dòng)排空閥309關(guān)閉；
4)真空泵304與備用真空泵306停止運(yùn)行；
5)加熱氣艙201的加熱強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的電源斷開；
除上述以外，本發(fā)明還具有如下特點(diǎn):
一、煙氣濾塵處理，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩級煙塵處理系統(tǒng)，一級過濾器和二級過濾器，一級過濾器濾芯為2微米的陶瓷過濾器或金屬燒結(jié)網(wǎng)過濾器，二級過濾器濾芯為0.1微米的陶瓷過濾器。
[0044]二、抽取過程中，至氣體檢測氣室之前，整段煙氣工藝過程保持高溫狀態(tài)，全程保持在180°C至240°C之間，避免的水蒸汽的冷凝形成水滴帶來的氨溶于水的問題。同時(shí)也避免NH3與S03、H2O反應(yīng)生成NH4HSO4帶來銨鹽結(jié)晶和粘結(jié)問題。
[0045]三、檢測裝置的各個(gè)單元中整體為微負(fù)壓狀態(tài)，因此設(shè)計(jì)出高可靠性并且長期穩(wěn)定的真空系統(tǒng)的極為重要，真空單元中采用兩套并聯(lián)運(yùn)行的隔膜真空泵組作為本系統(tǒng)的真空系統(tǒng)，一臺運(yùn)行，一臺備用，通過控制系統(tǒng)進(jìn)行定期切換方式來保持系統(tǒng)的可靠性。
[0046]除上述以外，還需要說明的是在本說明書中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說明書中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0047]盡管這里參照本發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開、附圖和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于所述測量裝置包括: MOl取樣單元(1)，包括取樣腔(101)，所述取樣腔(101)的前端安裝有取樣管(102)，所述取樣管(102)與取樣腔(101)相連通，所述取樣腔(101)的內(nèi)部還安裝有用于過濾由取樣管(102)引入樣氣的一級過濾器(103)，所述取樣腔(101)還通過伴熱取樣管線(104)與加熱氣艙(201)相連通，用于將第一次過濾后的樣氣傳輸至加熱氣艙(201); M02加熱氣艙單元(2)，包括加熱氣艙(201)，所述加熱氣艙(201)的內(nèi)部安裝有用于過濾來自于MOl取樣單元(I)的樣氣的二級過濾器(202 )，所述二級過濾器(202 )還通過管道接入?yún)R氣排(203)，所述匯氣排(203)通過管道與檢測氣池(204)相連通，所述檢測氣池(204)的兩端分別安裝有激光檢測器的發(fā)射端(205)與接收端(206)，且檢測氣池(204)還通過管道與疏水冷卻器(301)相連通，用于由激光檢測器檢測當(dāng)前樣氣中的氨氣含量；所述加熱氣艙(201)的內(nèi)部還安裝有加熱強(qiáng)制風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，用于維持加熱氣艙(201)內(nèi)部的溫度; M03真空單元(3)，包括疏水冷卻器(301)，所述疏水冷卻器(301)通過管道與疏水排空口(302)相連通，所述疏水冷卻器(301)與疏水排空口(302)之間的管道上設(shè)有第八電磁閥(303);所述疏水冷卻器(301)還通過管道與真空泵(304)相連通，所述真空泵(304)與疏水冷卻器(301)之間的管道上還設(shè)有第六電磁閥(305)，用于由真空泵(304)在檢測氣池(204)、匯氣排(203)、二級過濾器(202)、取樣腔(101)與一級過濾器(103)相互之間的管道導(dǎo)通時(shí)，使檢測氣池(204)、匯氣排(203)、二級過濾器(202)、取樣腔(101)與一級過濾器(103)的內(nèi)部形成真空負(fù)壓，從而使樣氣依次進(jìn)入MOl取樣單元與M02加熱氣艙單元(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述取樣腔(101)的外部還安裝有加熱結(jié)構(gòu)，用于維持取樣腔(101)內(nèi)部的樣氣的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述MOl取樣單元中還包括反吹子單元(31)，所述反吹子單元(31)中設(shè)有加熱器(311)，所述加熱器(311)分別通過兩路管道與取樣腔(101)相連通，且兩路管道上分別安裝有第一電磁閥(312)與第二電磁閥(313)，其中一路管道的出口置于一級過濾器(103)附近，另一管道的出口置于一級過濾器(103)的后端；所述一級過濾器(103)與伴熱取樣管線(104)之間還安裝有氣動(dòng)關(guān)斷閥(314)，所述氣動(dòng)關(guān)斷閥(314)通過氣源管道(315)接入壓縮空氣總門(5)，所述氣源管道(315)上安裝有第三電磁閥(316);用于在取樣腔(101)反吹的過程中使來自于壓縮空氣總門(5)的壓縮空氣進(jìn)入加熱器(311)中加熱，加熱后再由加熱器(311)與取樣腔(101)之間的兩路管道同時(shí)進(jìn)入取樣腔(101)中完成反吹，且由壓縮空氣總門(5)向氣動(dòng)關(guān)斷閥(314)提供開啟與關(guān)閉的動(dòng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述二級過濾器(202)與匯氣排(203)之間的管道上依次安裝有調(diào)節(jié)閥(207)、高溫流量計(jì)(208)與止回閥(209);所述匯氣排(203)通過管道與檢測氣池(204)的樣氣入口相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述二級過濾器(202)為并排安裝的三個(gè)，且均由伴熱取樣管線(104)與取樣腔(101)相連通；所述匯氣排(203)還通過管道與標(biāo)氣入口(6)相連通，所述匯氣排(203)與標(biāo)氣入口(6)之間的管道上安裝有第九電磁閥(210);所述匯氣排(203)還通過管道與壓縮空氣總門(5)相連通，所述壓縮空氣總門(5)與匯氣排(203)之間的管道上安裝有第四電磁閥(211);所述壓縮空氣總門(5)與匯氣排(203)之間的管道還通過第一支路管道(212)延伸至激光檢測器的發(fā)射端(205)附近，并同時(shí)與加熱氣艙(201)相連通，所述第一支路管道(212)上安裝有第五電磁閥(213)，用于向激光檢測器的發(fā)射端(205)提供儀表冷卻風(fēng)；所述加熱氣艙(201)還通過管道延伸至激光檢測器的接收端(206)附近，用于向激光檢測器的接收端(206)提供儀表冷卻風(fēng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述檢測氣池(204)上還安裝有熱電阻(214)與真空壓力表(215)，用于測量檢測氣池(204)內(nèi)部樣氣的溫度與壓力，所述匯氣排(203)與標(biāo)氣入口(6)之間的管道還并聯(lián)有第二支路管道(216)，所述第二支路管道(216)上安裝有第一手動(dòng)排空閥(217)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述M03真空單元(3 )中還包括備用真空泵(306 )，所述備用真空泵(306 )通過管道與疏水冷卻器(301)相連通，且備用真空泵(306)與疏水冷卻器(301)之間的管道上安裝有第七電磁閥(310)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述疏水冷卻器(301)與真空泵(304)、備用真空泵(306)之間的管道上還安裝有針形調(diào)節(jié)閥(307)與溫度流量計(jì)(311);所述疏水冷卻器(301)與疏水排空口(302)之間的管道還并聯(lián)有第三支路管道(308 )，所述第三支路管道(308 )上安裝有第二手動(dòng)排空閥(309 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、8任意一項(xiàng)所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述的測量裝置還包括M04電氣控制單元(4)，所述第一電磁閥(312)、第二電磁閥(313)、第三電磁 閥(316)、第四電磁閥(211)、第五電磁閥(213)、第六電磁閥(305)、第七電磁閥(310)、第八電磁閥(303)、第九電磁閥(210)均接入M04電氣控制單元(4)，用于由M04電氣控制單元(4)按照測量裝置不同的工作狀態(tài)控制各個(gè)電磁閥的開啟與關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于脫硝反應(yīng)器氨逃逸在線測量裝置，其特征在于:所述檢測氣池(204)為不銹鋼管，且不銹鋼管的端部設(shè)有用于安裝激光檢測器的發(fā)射端(205)與接收端(206)的法蘭結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01N1/34GK104007072SQ201410185817
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月5日
【發(fā)明者】賈金柱, 杜煜 申請人:賈金柱, 杜煜