一種煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備的製作方法

2023-04-30 20:16:31

本發明涉及煙氣監測設備技術領域，尤其涉及一種煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備。

背景技術：

在電廠溼式石灰石脫硫系統中，都會用到cems系統，cems是英文continuousemissionmonitoringsystem的縮寫，是指對大氣汙染源排放的氣態汙染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續監測,並將信息實時傳輸到主管部門的裝置，被稱為「煙氣自動監控系統」，亦稱「煙氣排放連續監測系統」或「煙氣在線監測系統」。cems的取樣管處於煙道中，溼式石灰石脫硫系統排出的煙氣常常達到99%的相對溼度，且煙氣中夾帶石膏漿液，因此取樣管的採樣探頭容易被汙染、堵塞，嚴重時甚至會報廢，元件損壞率高，維護費用高。汙染的採用探頭，可採用超聲波清洗，但安裝時還需要對系統進行重新標定，會影響脫硫系統中脫硫效率的計算。

針對這種情況，有的生產廠家在採樣頭入口處加裝加熱裝置，雖然提高了煙氣溫度，但是煙氣中的漿液含量並未降低，探頭堵塞問題沒有得到根本的解決。因此，cems系統的採樣探頭容易被石膏漿液堵塞，且在煙氣作用下容易造成探頭腐蝕成為採樣過程中的技術難題。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種結構設計簡單合理，能夠對採樣煙氣進行除雜除溼、有效避免採樣探頭堵塞的煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備。

為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備，包括順次連接的除霧裝置、防堵裝置、加熱除溼裝置和煙氣採樣機，所述除霧裝置設置於豎向管道內部，所述防堵裝置設置於橫向煙氣管道內部，所述加熱除溼裝置包括圓周向由外向內依次設置的外套管、內套管和加熱管組件，所述加熱管組件包括第一中間管、第二中間管和設置於第一中間管、第二中間管圓周外側的加熱管，所述第一中間管和第二中間管同軸設置、且中間設有間隙，所述外套管兩端均設有端板。

作為進一步的優化，內套管圓周向設有擴散孔，所述外套管下方設有多個軸向均勻排布的排水孔。

作為進一步的優化，加熱管採用耐腐材料。

作為進一步的優化，防堵裝置包括沿煙氣流向順次排布的第一擋板、第二擋板和第三擋板，所述第一擋板和第三擋板設置於煙氣管道上方、且下端向煙氣來向傾斜，所述第二擋板設置於煙氣管道下方、且上端向煙氣來向傾斜。

作為進一步的優化，第一擋板與水平方向的夾角為α，所述第二擋板與水平方向的夾角為β，所述第三擋板與水平方向的夾角為γ，α為57-63°，β為42-48°，γ為72-78°。

作為進一步的優化，除霧裝置頂端設有反衝洗噴淋組件。

作為進一步的優化，反衝洗噴淋組件包括噴管、噴頭和設置於噴管中的酸性溶液。

作為進一步的優化，煙氣採樣機的採樣管前端與加熱管組件相連。

採用上述技術方案所產生的有益效果在於：本發明的煙氣採樣設備，可對溼法脫硫煙氣中夾帶的石膏漿液進行有效的去除，進而避免煙氣連續自動監測系統的採樣探頭堵塞，設備採用除霧、防堵、加熱除溼相結合的方法，降低了煙氣的相對溼度，滿足了分析儀的工作要求，進而保證了煙氣連續自動監測系統安全穩定可靠的運行，該設備的使用提高了監測的有效性，為運行人員提供了準確的監控信息，同時也延長了設備的維護周期，減少了操作人員的工作量，降低備品備件數量和標氣消耗量，具有良好的社會經濟效益。

附圖說明

圖1是本發明一種煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備的結構示意圖。

圖2是圖1中的ι的局部放大圖。

圖3是圖1中加熱除溼裝置的結構示意圖。

圖中：100、除霧裝置；110、反衝洗噴淋組件；200、防堵裝置；210、第一擋板；220、第二擋板；230、第三擋板；300、加熱除溼裝置；310、外套管；311、排水孔；320、內套管；321、擴散孔；330、加熱管組件；331、第一中間管；332、第二中間管；333、加熱管；340、端板；400、煙氣採樣機。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

如圖1至圖3所示，一種煙氣連續自動監測系統中的防堵除溼採樣設備，包括順次連接的除霧裝置100、防堵裝置200、加熱除溼裝置300和煙氣採樣機400，所述除霧裝置100設置於豎向管道內部，所述防堵裝置200設置於橫向煙氣管道內部，所述加熱除溼裝置300包括圓周向由外向內依次設置的外套管310、內套管320和加熱管組件330，所述加熱管組件330包括第一中間管331、第二中間管332和設置於第一中間管331、第二中間管332圓周外側的加熱管333，所述第一中間管331和第二中間管332同軸設置、且中間設有間隙，所述外套管310兩端均設有端板340。在整個設備前端豎直設置的煙氣管道內設置的除霧裝置100，能夠減少溼煙氣中夾帶的石灰石漿液和水滴，將石灰石漿液留下，煙氣則能順利通過除霧裝置100，進入防堵裝置200。防堵裝置200設置多個不同傾角的擋板，根據不同方位和角度進行設置，能夠進一步減少溼煙氣中夾帶的漿液，煙氣進入防堵裝置200內，將漿液留下，煙氣繼而進入後續的加熱除溼裝置300。加熱除溼裝置300是經過特別設計的雙套筒結構，溼煙氣到達加熱除溼裝置300後，經加熱器組件330加熱後，溫度控制在245℃左右，煙氣經加熱自由膨脹後，由內套管320擴散到整個外套管310的空間內，外套管310與管外溫度較低（約50℃）的流動煙氣接觸，將煙氣中的水蒸氣凝結成水，聚集在外套管310底部。內部的第一中間管331和第二中間管332設置為斷開的形式，可以防止混入的漿液直接進入樣氣中，內套管320能夠使膨脹的加熱氣體擴散，同時防止外套管310凝結的水進入內套管320。

作為進一步的優化，內套管320圓周向設有擴散孔321，所述外套管310下方設有多個軸向均勻排布的排水孔311。內套管320中的煙氣經加熱膨脹後由內套管320圓周向設置的擴散孔321進入外套管310中，外套管310與管外溫度較低的流動煙氣接觸，將煙氣中的水蒸氣凝結成水，聚集在外套管310底部，由底部排水孔311排出，對煙氣進行有效的加熱除溼，保證煙氣含水量得到有效降低，避免對採樣探頭造成損傷。

作為進一步的優化，加熱管333採用耐腐材料。由於煙氣中存在一些具有腐蝕性的氣體，對管體腐蝕作用較強，尤其是加熱管333這種通電加熱的設備，加熱管333外壁需要具有耐腐蝕性，才能有效的保證其使用壽命，降低其發生故障的頻率，所以加熱管333採用耐腐材料製作而成。

作為進一步的優化，防堵裝置200包括沿煙氣流向順次排布的第一擋板210、第二擋板220和第三擋板230，所述第一擋板210和第三擋板230設置於煙氣管道上方、且下端向煙氣來向傾斜，所述第二擋板220設置於煙氣管道下方、且上端向煙氣來向傾斜。第一擋板210、第二擋板220和第三擋板230在煙氣管道內側上下交替設置，且向煙氣來向傾斜，能夠有效的阻擋煙氣中的雜質和漿液，避免其進入後續的加熱除溼裝置300。

作為進一步的優化，第一擋板210與水平方向的夾角為α，所述第二擋板220與水平方向的夾角為β，所述第三擋板230與水平方向的夾角為γ，α為57-63°，β為42-48°，γ為72-78°。經過多次試驗所得，在進行第一擋板210、第二擋板220和第三擋板230角度的設計時，上部的第一擋板210和第三擋板230設置角度略大，下部的第二擋板220設置角度略小，該種設置的除雜效果最好，故對應設置成上述角度範圍。

作為進一步的優化，除霧裝置100頂端設有反衝洗噴淋組件110。在除霧裝置100的上方設置的噴淋裝置110，可以定期噴灑溶液對除霧裝置100的表面進行清洗，防止石灰石漿液在除霧裝置100表面結垢，阻礙溼煙氣流通。由於該採樣裝置為連續採樣，所以反衝洗過程一般設置於採樣過程中，一般除霧裝置100的反衝洗頻率為8-9小時一次，每次25-30分鐘，由此便可以起到良好的除霧效果。

作為進一步的優化，反衝洗噴淋組件110包括噴管111、噴頭112和設置於噴管111中的酸性溶液。反衝洗噴淋組件110的噴管111可從上方和側部對所需進行反衝洗的設備進行噴淋，噴管111配合噴頭112處於所需位置，此處使用酸性溶液，由於脫硫過程中使用了石灰石，所以煙氣中存在石灰石漿液，酸性溶液可以較好的石灰石漿液進行中和進行有效去除，保證良好的衝洗效果，避免裝置堵塞。

作為進一步的優化，煙氣採樣機400的採樣管前端與加熱管組件330相連。加熱管組件330中的氣體為經過除霧、除雜、除水分的氣體，加熱管組件330末端接採樣管便於保證採樣氣體對採樣探頭造成較小的影響。

本發明的煙氣採樣設備，可對溼法脫硫煙氣中夾帶的石膏漿液進行有效的去除，進而避免煙氣連續自動監測系統的採樣探頭堵塞，設備採用除霧、防堵、加熱除溼相結合的方法，降低了煙氣的相對溼度，滿足了分析儀的工作要求，進而保證了煙氣連續自動監測系統安全穩定可靠的運行，該設備的使用提高了監測的有效性，為運行人員提供了準確的監控信息，同時也延長了設備的維護周期，減少了操作人員的工作量，降低備品備件數量和標氣消耗量，具有良好的社會經濟效益。

以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。