專利名稱：循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種循環(huán)流化床鍋爐飛灰取樣裝置，尤其是一種能夠適用循環(huán)流
化床鍋爐旋風(fēng)分離器進(jìn)口和出口高溫?zé)煔猸h(huán)境進(jìn)行飛灰取樣的取樣裝置。
背景技術(shù)：
循環(huán)流化床技術(shù)是一種高效低污染燃燒技術(shù)，近幾年來，大型電站循環(huán)流化床鍋 爐大量投入商業(yè)運(yùn)行。由于該技術(shù)屬于新的技術(shù)，人們對(duì)其運(yùn)行特性了解不深，目前國內(nèi)外 也很少有關(guān)于大型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行優(yōu)化方面的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，無法起到指導(dǎo)運(yùn)行的作 用，因此需要開展大型循環(huán)流化床鍋爐整體運(yùn)行特性及燃燒調(diào)整優(yōu)化試驗(yàn)研究。為了掌握 大型循環(huán)流化床鍋爐整體運(yùn)行特性及對(duì)其開展燃燒調(diào)整優(yōu)化試驗(yàn)，就必須在鍋爐不同運(yùn)行 條件負(fù)荷、床溫、配風(fēng)下，測量高溫旋風(fēng)分離器進(jìn)出口顆粒濃度和粒度，以確定高溫旋風(fēng)分 離器分離效率、切割粒徑、鍋爐實(shí)際運(yùn)行的循環(huán)倍率以及和設(shè)計(jì)值偏離情況；而要測量高溫 旋風(fēng)分離器進(jìn)出口顆粒濃度和粒度，就必須在旋風(fēng)分離器進(jìn)口和出口高溫?zé)煔庵羞M(jìn)行飛灰 取樣。
目前國內(nèi)外所擁有的飛灰取樣裝置其結(jié)構(gòu)和組成一般為包括可伸進(jìn)鍋爐尾部進(jìn) 行飛灰取樣的管狀取樣槍，管狀取樣槍的結(jié)構(gòu)為在一取樣管的前端連接有取樣頭，該取樣 頭開有進(jìn)煙口并與取樣管管腔連通，取樣管后端設(shè)有取樣筒及取樣接管，在取樣管中穿有 靠背管，靠背管后端與差壓測量裝置連接，可測量鍋爐煙道內(nèi)各測試點(diǎn)的壓力。
上述取樣裝置只能在鍋爐尾部進(jìn)行飛灰等速取樣，即只能在不超過40(TC煙氣環(huán)
境下工作，而要在高達(dá)IIO(TC煙氣環(huán)境下的旋風(fēng)分離器進(jìn)口和出口飛灰等速取樣，必須重
新研制開發(fā)新的飛灰取樣裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種能夠適用循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分 離器進(jìn)口和出口高溫?zé)煔猸h(huán)境進(jìn)行飛灰等速取樣的取樣裝置。 解決上述技術(shù)問題，可以通過以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) —種循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，包括取樣槍，其結(jié)構(gòu)為在一取樣管的前 端連接有取樣頭，該取樣頭開有進(jìn)煙口并與取樣管管腔連通，取樣管后端設(shè)有放置取樣飛 灰的取樣筒及取樣接管，在取樣管中穿有靠背管，靠背管后端與差壓測量裝置(圖中未畫 出)連接，其特征是所述的取樣管外套有用于冷卻水通過的水冷套管，其冷卻水進(jìn)、出的 進(jìn)口和出口設(shè)在水冷套管后端。 所述的水冷套管由內(nèi)外水冷管構(gòu)成，內(nèi)外水冷管之間以及內(nèi)水冷管內(nèi)壁與取樣管 外壁之間留有供冷卻水流通的空隙，內(nèi)外水冷管的前端封閉但管腔相互連通，內(nèi)外水冷管 的后端分別接出水管、進(jìn)水管。 使用本取樣裝置時(shí)，將取樣槍伸入到旋風(fēng)分離器進(jìn)口或出口中預(yù)定的測點(diǎn)內(nèi)，然 后啟動(dòng)相關(guān)的設(shè)備，高溫的飛灰煙氣由取樣頭的進(jìn)煙口進(jìn)入取樣管內(nèi)，同時(shí)冷卻水由水冷套管后端的外層管進(jìn)口流入、流經(jīng)內(nèi)層管和取樣管之間的空隙內(nèi)，然后從內(nèi)層管出水口流
出，在冷卻水流動(dòng)的過程中會(huì)將取樣管的熱量帶走，從而降低取樣管的溫度，保證本取樣槍
能夠在高溫?zé)煔獾沫h(huán)境下實(shí)現(xiàn)飛灰取樣。
在上述基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做以下的改進(jìn) 所述的取樣接管后端接有抽氣泵，取樣接管和抽氣泵之間依次串聯(lián)有硅膠過濾 器、流量計(jì)和閥門。 所述的外水冷管后端以悶蓋封閉，在管側(cè)壁上開有口連接進(jìn)水管，所述的內(nèi)水冷 管后端穿出悶蓋并固定其上，在管側(cè)壁上開有口連接出水管，所述內(nèi)水冷管的前端口與外 水冷管前端面留有空隙連通內(nèi)外水冷管前端內(nèi)腔；所述內(nèi)水冷管的后端設(shè)有接頭，通過密 封旋蓋與取樣筒及取樣接管連接。 所述的靠背管的外壁與取樣管的內(nèi)壁之間留有空隙，靠背管前端、后端均穿出取 樣管，前端由一堵頭固定。 所述的取樣槍前端結(jié)構(gòu)為一具有階梯外壁的管狀套筒，階梯外壁的臺(tái)階面與外 水冷管前端封閉連接，套筒的后端連接取樣管前端，套筒的內(nèi)孔鑲套裝有取樣環(huán)，取樣環(huán)的 前端堵有堵頭，所述的靠背管前端穿出堵頭并固定在堵頭上，套筒的前端開有橫向孔連通 取樣環(huán)內(nèi)腔，橫向孔的孔口裝有取樣頭。 所述的位于取樣管后端的接頭通過密封旋蓋連接取樣筒，接頭和取樣筒的接觸面 之間設(shè)有密封墊片，所述的取樣筒的后端連接有取樣接管，該取樣接管的管腔與所述的取 樣管連通。 所述的取樣頭是可拆裝地安裝在所述的套筒內(nèi)，在實(shí)際使用中，可根據(jù)不同的飛
灰濃度選擇具有不同大小的取樣口的取樣頭。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下的有益效果 由于本實(shí)用新型的取樣槍的取樣管外設(shè)有水冷管，采用冷卻水來冷卻煙氣，使取 樣裝置可以在1 IO(TC煙氣環(huán)境下工作，可以針對(duì)不同的鍋爐負(fù)荷和煙氣流速和溫度進(jìn)行飛 灰等速取樣。高溫水冷飛灰取樣裝置采用普通不銹鋼制造，采用夾套式水冷裝置進(jìn)行冷卻 以保護(hù)取樣裝置，在取樣槍尾部設(shè)置一個(gè)取樣筒，取樣槍頭部的取樣口大小可以根據(jù)實(shí)際 的飛灰濃度進(jìn)行選擇，取樣槍尾部設(shè)置抽氣風(fēng)機(jī)和流量調(diào)節(jié)裝置可以進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，以 實(shí)現(xiàn)近等速取樣。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中的取樣槍結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2中取樣槍前端A部的局部放大圖； 圖4是圖2中取樣槍后端B部的局部放大圖。
具體實(shí)施方式實(shí)施例1 如圖1至4所示的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置是本實(shí)用新型的實(shí)施例，包 括取樣槍17，其結(jié)構(gòu)為在一取樣管7的前端連接有取樣頭2，該取樣頭開有進(jìn)煙口并與取樣管7管腔連通，取樣管7的后端設(shè)有放置取樣飛灰的取樣筒及取樣接管，在取樣管中穿有靠 背管16，靠背管的外壁與取樣管7的內(nèi)壁之間留有空隙，靠背管前端、后端均穿出取樣管7， 前端由一堵頭1固定，后端與差壓測量裝置連接。 本實(shí)用新型的特點(diǎn)就是在取樣管7外套有用于冷卻水通過的水冷套管，水冷套管 由內(nèi)外水冷管6、5構(gòu)成，內(nèi)外水冷管6、5之間以及內(nèi)水冷管6內(nèi)壁與取樣管7外壁之間留 有供冷卻水流通的空隙，內(nèi)外水冷管的前端封閉但管腔相互連通，內(nèi)外水冷管的后端分別 接出水管、進(jìn)水管，方便與裝有冷卻水的設(shè)備連接。 內(nèi)外水冷管前端封閉的結(jié)構(gòu)為一具有階梯外壁的管狀套筒3，階梯外壁的臺(tái)階 面與外水冷管5的前端封閉連接，套筒3的后端連接取樣管7前端，套筒3的內(nèi)孔鑲套裝有 取樣環(huán)4，取樣環(huán)4的前端堵有堵頭1 (前述的靠背管16前端穿出堵頭并固定在堵頭上)， 套筒3的前端開有橫向孔連通取樣環(huán)4的內(nèi)腔，橫向孔的孔口裝有前述的取樣頭2，取樣頭 2是可拆裝地安裝在所述的套筒3橫向孔的孔口內(nèi)，在實(shí)際使用中，可根據(jù)不同的飛灰濃度 選擇具有不同大小的取樣口的取樣頭。 外水冷管5后端以悶蓋15封閉，在管側(cè)壁上開有口連接進(jìn)水管8，所述的內(nèi)水冷管 6后端穿出悶蓋15當(dāng)中開的適配孔并固定其上，穿出部分在管側(cè)壁上開有口連接出水管9。 內(nèi)水冷管6的前端口與外水冷管5前端面留有空隙連通內(nèi)外水冷管5、6前端內(nèi) 腔；內(nèi)水冷管的后端設(shè)有接頭IO，通過密封旋蓋11連接取樣筒12，接頭10和取樣筒12的 接觸面之間設(shè)有密封墊片14，取樣筒12的后端連接有取樣接管13，該取樣接管13的管腔 與所述的取樣管7連通，取樣接管13后端接有抽氣泵18，取樣接管和抽氣泵之間依次串聯(lián) 有硅膠過濾器19、流量計(jì)20和閥門21。 本實(shí)施例的水冷套管為雙層管，當(dāng)然也可做成多層套管，由直徑不等的管套疊成，
多層套管直接套在取樣管外，多層套管中相鄰的兩管的內(nèi)壁和外壁之間均留有供冷卻液體
通過的空隙，且所述冷卻管中相鄰的兩管之間開有連通兩者管腔的通道；多層套管中位于
最外面的管和位于最里面的管對(duì)應(yīng)開有冷卻水進(jìn)口和出口 。 以下以水作為冷卻水說明本取樣裝置在使用中需要注意的問題 —、取樣裝置的連接 1將取樣槍和抽氣泵連接； 2將進(jìn)水管和出水管和取樣槍連接； 3打開水閥，檢查接頭的密封性； 4將取樣筒放入取樣槍中； 5將硅膠放入過濾器中，旋緊蓋子保持密封； 6檢查裝置各連接頭是否旋緊密封； 7開啟抽氣泵，檢查流量計(jì)流量是否連續(xù)可調(diào)，水冷取樣槍頭部取樣嘴口是否有明 顯吸力。 二、取樣裝置的操作 1、取樣前準(zhǔn)備 l測量煙道尺寸，根據(jù)電站性能試驗(yàn)規(guī)程對(duì)煙道進(jìn)行分區(qū)，根據(jù)煙氣流量計(jì)算煙道 截面平均煙速，采用靠背管測量各點(diǎn)的煙氣速度； 2選擇取樣嘴的尺寸，計(jì)算取樣煙氣的流量；
5[0043] 3根據(jù)煙氣中飛灰濃度，確定取樣時(shí)間(> 20s)，保證取樣筒中有足夠的灰樣 5-10g 2、取樣的具體步驟 1)連接好取樣裝置，調(diào)節(jié)進(jìn)水管上的閥門，使冷卻水量達(dá)到最大。然后將取樣槍插 入煙道中，測量取樣槍露在旋風(fēng)分離器外面的長度，以確保測取樣槍的取樣頭位于煙道中 相應(yīng)的測點(diǎn)。 2)調(diào)節(jié)抽氣泵和流量計(jì)，確保抽吸流量與取樣點(diǎn)的風(fēng)速對(duì)應(yīng)，注意這只是一個(gè)預(yù) 備性的過程，主要目的是使裝置的抽吸流量調(diào)節(jié)到需要值，其間不進(jìn)行飛灰取樣，取樣濾杯 中的飛灰應(yīng)舍棄不用。在調(diào)好風(fēng)量后，取出濾杯，并換上新的濾杯，以便進(jìn)行正式的取樣。 3)將取樣槍移至剛才預(yù)備試驗(yàn)的測點(diǎn)，開啟真空泵，同時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)。在停止風(fēng)機(jī)時(shí) 必須同時(shí)停止計(jì)時(shí)。風(fēng)機(jī)停止之后，取出取樣濾杯，放入預(yù)先準(zhǔn)備好的信封中，按規(guī)定密封 并貼上標(biāo)簽。記錄人員必須記下取樣點(diǎn)位置、這一連續(xù)采樣所歷經(jīng)的時(shí)間、風(fēng)機(jī)的流量、冷 卻水的流量等。 4)按上述步驟進(jìn)行下一點(diǎn)的測量。 三、注意事項(xiàng) 1取樣槍在高溫?zé)煹拦ぷ鲿r(shí)，應(yīng)保證足夠壓力的冷卻水冷卻取樣槍， 一旦發(fā)現(xiàn)冷卻
水不夠或出水汽化嚴(yán)重，應(yīng)盡快將取樣槍拉出，防止取樣槍因高溫?zé)龎模?2注意裝置各接點(diǎn)的密封，防止因漏風(fēng)造成誤差； 3推薦裝置間斷工作，防止風(fēng)機(jī)連續(xù)工作過長發(fā)熱； 4取樣裝置重50kg左右，使用時(shí)，請(qǐng)注意安全，建議操作人員大于3人。 本實(shí)用新型的裝置曾在廣東連州電廠、陽山電廠等大型循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離
器進(jìn)口和出口高達(dá)IIO(TC溫度水平的高溫?zé)煔庵羞M(jìn)行了飛灰取樣試驗(yàn)，測量高溫旋風(fēng)分離
器進(jìn)出口顆粒濃度和粒度，確定了高溫旋風(fēng)分離器分離效率、切割粒徑、鍋爐實(shí)際運(yùn)行的循
環(huán)倍率以及與設(shè)計(jì)值偏離情況；從而掌握了大型循環(huán)流化床鍋爐整體運(yùn)行特性并對(duì)其進(jìn)行
燃燒調(diào)整優(yōu)化，從而指導(dǎo)大型電站循環(huán)流化床鍋爐優(yōu)化運(yùn)行。該取樣裝置也可以推廣應(yīng)用
到煤粉爐的高溫?zé)煔庵酗w灰取樣。 本實(shí)用新型的裝置在"大型電站循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行特性及燃燒優(yōu)化技術(shù)研究" 科研項(xiàng)目中對(duì)高達(dá)IIO(TC溫度水平的循環(huán)流化床鍋爐高溫旋風(fēng)分離器首次進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn) 研究而研發(fā)了該高溫等速飛灰取樣裝置，通過該裝置，申請(qǐng)人順利完成了高溫旋風(fēng)分離器 內(nèi)部運(yùn)行機(jī)理研究，使得該科研項(xiàng)目順利實(shí)施，從而使該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益發(fā)揮出來，該項(xiàng)目 總的直接經(jīng)濟(jì)效益為每年至少為2583萬元以上。
權(quán)利要求一種循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，包括取樣槍(17)，其結(jié)構(gòu)為在一取樣管(7)的前端連接有取樣頭(2)，該取樣頭(2)開有進(jìn)煙口并與取樣管(7)管腔連通，取樣管(7)后端設(shè)有放置取樣飛灰的取樣筒(12)及取樣接管(13)，在取樣管中穿有靠背管(16)，靠背管(16)后端與差壓測量裝置連接，其特征是所述的取樣管(7)外套有用于冷卻水通過的水冷套管，其冷卻水進(jìn)、出的進(jìn)口和出口設(shè)在水冷套管后端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的水冷套管由直徑不等的管套疊構(gòu)成，多層套管中相鄰的兩管的內(nèi)壁和外壁之間均留有供冷卻液體通過的空隙，且相鄰的兩管之間開有連通兩者管腔的孔，冷卻水進(jìn)口和出口分別開在多層套管中位于最外面的管和位于最里面的管的后端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的水冷套管由內(nèi)外水冷管構(gòu)成，內(nèi)外水冷管之間以及內(nèi)水冷管內(nèi)壁與取樣管外壁之間留有供冷卻水流通的空隙，內(nèi)外水冷管的前端封閉但管腔相互連通，內(nèi)外水冷管的后端分別接出水管、進(jìn)水管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的取樣接管(13)后端接有抽氣泵(18)，取樣接管和抽氣泵之間依次串聯(lián)有硅膠過濾器(19)、流量計(jì)(20)和閥門(21)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的外水冷管(5)后端以悶蓋(15)封閉，在管側(cè)壁上開有口連接進(jìn)水管(8)，所述的內(nèi)水冷管(6)后端穿出悶蓋(15)并固定其上，所述內(nèi)水冷管(6)的前端口與外水冷管(5)前端面留有空隙連通內(nèi)外水冷管(5、6)前端內(nèi)腔；所述內(nèi)水冷管的后端設(shè)有接頭(IO)，通過密封旋蓋(11)與取樣筒(12)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的靠背管(16)的外壁與取樣管(7)的內(nèi)壁之間留有空隙，靠背管(16)前端、后端均穿出取樣管(7)，前端由一堵頭(1)固定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的取樣槍(17)前端結(jié)構(gòu)為一具有階梯外壁的管狀套筒(3)，階梯外壁的臺(tái)階面與外水冷管前端封閉連接，套筒(3)的后端連接取樣管前端，套筒(3)的內(nèi)孔鑲套裝有取樣環(huán)(4)，取樣環(huán)的前端堵有堵頭(l)，所述的靠背管前端穿出堵頭并固定在堵頭上，套筒的前端可有橫向孔連通取樣環(huán)(4)內(nèi)腔，橫向孔的孔口裝有取樣頭(2)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的位于取樣管(7)后端的接頭(10)通過密封旋蓋(11)連接取樣筒(12)，接頭和取樣筒的接觸面之間設(shè)有密封墊片(14)，所述的取樣筒(12)的后端連接有取樣接管(13)，該取樣接管(13)的管腔與所述的取樣管(7)連通。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，其特征在于所述的取樣頭(2)是可拆裝地安裝在所述的套筒(3)橫向孔的孔口內(nèi)，可根據(jù)不同的飛灰濃度選擇具有不同大小的取樣口的取樣頭。
專利摘要一種循環(huán)流化床鍋爐水冷飛灰取樣裝置，包括取樣槍(17)，其結(jié)構(gòu)為在一取樣管(7)的前端連接有取樣頭(2)，該取樣頭(2)開有進(jìn)煙氣口并與取樣管(7)管腔連通，取樣管(7)后端設(shè)有放置取樣飛灰的取樣筒(12)及取樣接管(13)，在取樣管中穿有靠背管(16)，靠背管(16)后端與差壓測量裝置連接，其特征是所述的取樣管(7)外套有用于冷卻水通過的水冷套管，其冷卻水進(jìn)、出的進(jìn)口和出口設(shè)在水冷套管后端。由于取樣槍取樣管外設(shè)有水冷管，使取樣裝置可以在1100℃煙氣環(huán)境下工作，可以針對(duì)不同的鍋爐負(fù)荷和煙氣流速和溫度進(jìn)行飛灰等速取樣；取樣槍頭部的取樣頭可以根據(jù)實(shí)際的飛灰濃度進(jìn)行選擇，取樣槍尾部設(shè)置抽氣風(fēng)機(jī)和流量調(diào)節(jié)裝置可以進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)近等速取樣。
文檔編號(hào)G01N1/14GK201497657SQ200920061608
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月31日
發(fā)明者宋景慧, 徐程宏, 徐齊勝, 方夢祥, 曾庭華, 沈躍良, 譚建坤, 鄧劍華 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院