專利名稱：一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛灰取樣領(lǐng)域，尤其涉及一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置及方法。
背景技術(shù)：
飛灰是煤粉在鍋爐爐膛中燃燒后形成的細(xì)小顆粒，其隨煙氣進(jìn)入尾部煙道。絕大部分飛灰被除塵器分離，只有很小一部分排入大氣。飛灰中未燃盡碳的質(zhì)量占飛灰質(zhì)量的百分比叫做飛灰含碳量。飛灰含碳量是反映鍋爐燃燒效果的主要指標(biāo)，對(duì)飛灰的綜合利用也有較大影響，因此需要將飛灰含碳量指標(biāo)控制在一定范圍內(nèi)。在鍋爐的日常運(yùn)行中，需要定期采集飛灰樣測(cè)定飛灰含碳量，以便監(jiān)督鍋爐燃燒工況，改進(jìn)運(yùn)行操作方式，提高鍋爐效率。在進(jìn)行鍋爐的熱效率試驗(yàn)、燃燒調(diào)整試驗(yàn)和性能考核試驗(yàn)時(shí)也需要進(jìn)行飛灰取樣，為鍋爐性能計(jì)算提供飛灰含碳量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。因此獲得真實(shí)可靠的飛灰樣可以使鍋爐的燃燒調(diào)整有根有據(jù)，避免盲目調(diào)整，有利于提高鍋爐燃燒效率、降低發(fā)電成本，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)·濟(jì)性。為了進(jìn)行飛灰取樣，一般在鍋爐尾部煙道的適宜部位安裝專用的取樣裝置，將飛灰從煙氣中分離出來(lái)作為飛灰樣?，F(xiàn)在火力發(fā)電廠常用的飛灰取樣裝置有撞擊式飛灰取樣器、自吸式飛灰取樣器和便攜式煙塵采樣儀。撞擊式飛灰取樣器目前撞擊式飛灰取樣器在大多數(shù)火力發(fā)電廠得到了廣泛應(yīng)用。其原理是將一內(nèi)徑50mm左右的直管插入鍋爐尾部水平煙道的中心，端部打上坡口，當(dāng)煙氣流過(guò)時(shí)，煙氣中的飛灰會(huì)進(jìn)入坡口，撞擊到管道內(nèi)壁下落到直管下部的取樣罐內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于沒有實(shí)現(xiàn)等速取樣和全截面取樣，造成撞擊捕捉到的飛灰顆粒偏粗，故測(cè)得的飛灰含碳量一般偏高。在使用此種飛灰取樣器時(shí)，應(yīng)先用等速取樣裝置進(jìn)行比較標(biāo)定，得到其修正系數(shù)。自吸式飛灰取樣器自吸式飛灰取樣器的取樣槍采用靜壓平衡式等速取樣原理，抽吸力基于引射原理，利用大氣與煙道內(nèi)的壓差，使煙氣能夠在取樣裝置內(nèi)形成流動(dòng)，減少了外加的動(dòng)力裝置，運(yùn)行可靠性大大增強(qiáng)。但在實(shí)際使用時(shí)，由于沒有差壓測(cè)量，無(wú)法對(duì)抽氣量進(jìn)行測(cè)量，并沒有真正實(shí)現(xiàn)等速取樣，另外其取樣頭是固定的，沒有實(shí)現(xiàn)全截面取樣。由于以上原因，自吸式飛灰取樣器取樣的代表性和準(zhǔn)確性較差。便攜式煙塵采樣儀便攜式煙塵采樣儀采用預(yù)測(cè)流速法等速取樣原理，即首先測(cè)量煙氣流速，然后調(diào)節(jié)抽氣量，使抽氣速度等于煙氣流速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)等速取樣，由于實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制和全截面取樣，使取樣的代表性和準(zhǔn)確性大大提高，可以對(duì)其他固定式飛灰取樣裝置進(jìn)行標(biāo)定，多用于準(zhǔn)確度要求較高試驗(yàn)，如電除塵器性能試驗(yàn)或鍋爐的性能考核試驗(yàn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，在惡劣天氣條件下容易出現(xiàn)各種故障，并不適合電廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)長(zhǎng)期的飛灰取樣實(shí)踐和對(duì)不同飛灰取樣裝置的對(duì)比分析，認(rèn)為進(jìn)行飛灰取樣應(yīng)解決三個(gè)基本問(wèn)題能否實(shí)現(xiàn)全截面取樣、能否實(shí)現(xiàn)等速取樣、是否具有防堵功能。
飛灰的全截面取樣受煙道布置等的影響，飛灰取樣位置處的實(shí)際煙氣流速分布、飛灰粒度和濃度分布并不均勻，因此需要進(jìn)行全截面取樣，以提高飛灰取樣的代表性。對(duì)于大型燃煤鍋爐，煙道橫截面積很大，對(duì)于日常監(jiān)督，不可能采用全截面取樣。雖然在日常監(jiān)督中，不能采用全截面取樣，但應(yīng)采取有效措施，盡量提高取樣的代表性。飛灰的等速取樣不同粒徑的飛灰顆粒含有的可燃物含量不同，一般來(lái)講，粒徑越粗，可燃物含量也越大。如果取樣嘴的吸入速度與煙氣流速差別過(guò)大，抽取的飛灰粒度分布與實(shí)際飛灰就會(huì)有較大的偏差，從而引起飛灰可燃物的測(cè)量誤差。飛灰取樣裝置的防堵功能煙氣在取樣系統(tǒng)內(nèi)遇到低于其露點(diǎn)溫度的冷表面時(shí)，所含的硫酸和水蒸汽會(huì)凝結(jié)在上面，飛灰經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)發(fā)生飛灰粘附現(xiàn)象，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)造成取樣系統(tǒng)堵塞。一般煙氣的露點(diǎn)溫度在100 150°C范圍內(nèi)，為防止煙氣結(jié)露，應(yīng)采取有效措施，使煙氣經(jīng)過(guò)管路的所有壁溫都處在煙氣露點(diǎn)溫度以上。本發(fā)明的目的就是要提供一種適合于火力發(fā)電廠現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的能夠?qū)崿F(xiàn)全截面取樣和等速取樣的并且具有防堵功能的新型固定式飛灰取樣裝置及方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，包括取樣裝置、旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置、煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)和加熱裝置；所述取樣裝置包括取樣槍，取樣槍的槍頭放置于空氣預(yù)熱器入口煙道內(nèi)，槍尾連接旋風(fēng)分離裝置；所述旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置包括旋風(fēng)分離裝置和飛灰儲(chǔ)存罐，旋風(fēng)分離裝置一端連接飛灰儲(chǔ)存罐，另一端連接煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)；所述煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)風(fēng)裝置，測(cè)風(fēng)裝置一端連接旋風(fēng)分離裝置，另一端通過(guò)回氣管路通入電除塵器入口煙道；所述加熱裝置包括保溫箱，旋風(fēng)分離裝置和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)在保溫箱內(nèi)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述取樣槍采用靜壓平衡雙頭取樣槍，取樣槍設(shè)有兩個(gè)取樣口，兩個(gè)取樣口的吸氣速度設(shè)計(jì)成完全一致。取樣槍取樣口內(nèi)部設(shè)有吸氣靜壓測(cè)孔，槍頭外部設(shè)有煙氣靜壓測(cè)孔，可通過(guò)調(diào)節(jié)靜壓平衡實(shí)現(xiàn)兩個(gè)取樣口同時(shí)與煙氣流速相同，從而實(shí)現(xiàn)等速取樣。所述取樣裝置可以包括取樣槍和旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)底座、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。所述旋轉(zhuǎn)底座固定在空氣預(yù)熱器入口煙道外壁上，取樣槍和轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在旋轉(zhuǎn)底座上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄的作用是調(diào)節(jié)取樣槍水平旋轉(zhuǎn)的角度，實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器入口煙道截面不同位置處的飛灰取樣。所述旋轉(zhuǎn)底座上還可以設(shè)有刻度盤，以指示取樣槍水平旋轉(zhuǎn)角度。所述旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置的主要作用是利用離心力將取樣槍所抽取的含灰煙氣進(jìn)行氣固分離，分離下來(lái)的飛灰落入飛灰儲(chǔ)存罐儲(chǔ)存，使分離后的煙氣進(jìn)入回氣管路。所述煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)的作用是測(cè)量流經(jīng)飛灰取樣系統(tǒng)的煙氣流量，從而可以準(zhǔn)確確定取樣槍取樣口的抽氣速度。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)風(fēng)裝置、兩個(gè)差壓表隔離閥門和差壓表，測(cè)風(fēng)裝置和差壓表之間分別通過(guò)兩個(gè)差壓表隔離閥門連接。測(cè)風(fēng)裝置的作用是測(cè)量流經(jīng)的煙氣流量，輸出差壓信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)差壓表隔離閥門，輸入至差壓表；差壓表隔離閥門的作用是在飛灰取樣系統(tǒng)停止取樣并用空氣反吹時(shí)全關(guān)，避免差壓表超量程損壞，而在正常取樣時(shí)保持全開。差壓表的作用是顯示測(cè)風(fēng)裝置產(chǎn)生的差壓大小，用來(lái)計(jì)算煙氣流量的大小。
所述加熱保溫裝置的作用是保證旋風(fēng)分離裝置和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)保持一定的溫度，避免取樣管路煙氣中的水蒸氣凝結(jié)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，加熱保溫裝置包括保溫箱和保溫箱所包圍的空氣預(yù)熱器入口煙道外壁，所述空氣預(yù)熱器入口煙道外壁是裸露的，通過(guò)輻射方式對(duì)旋風(fēng)分離裝置和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行加熱。所述保溫箱與空氣預(yù)熱器入口煙道外壁之間有一個(gè)可移動(dòng)的隔板，中間隔板內(nèi)表面和保溫箱內(nèi)部表面敷設(shè)保溫材料，可以盡量減少箱體內(nèi)熱量的散失，中間隔板外表面可以布置相關(guān)儀表和閥門。所述燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置還包括預(yù)熱和反吹系統(tǒng)，其主要作用是利用熱一次風(fēng)對(duì)飛灰取樣管路進(jìn)行預(yù)熱，利用壓縮空氣對(duì)飛灰取樣管路進(jìn)行吹掃。預(yù)熱和反吹系統(tǒng)包括吹掃管路，吹掃管路一端連接測(cè)風(fēng)裝置，另一端連接回氣管路，吹掃管路上依次設(shè)置旋風(fēng)分離裝置隔離閥、熱一次風(fēng)開關(guān)閥、回氣管路開關(guān)閥和壓縮空·氣開關(guān)閥。進(jìn)行管路預(yù)熱時(shí)，回氣管路開關(guān)閥關(guān)閉，打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥和旋風(fēng)分離裝置隔離閥，可對(duì)旋風(fēng)分離裝置和取樣槍進(jìn)行預(yù)熱；旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥，可對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱；回氣管路開關(guān)閥關(guān)閉，打開壓縮空氣開關(guān)閥和旋風(fēng)分離裝置隔離閥，可對(duì)旋風(fēng)分離裝置和取樣槍進(jìn)行吹掃；旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開壓縮空氣開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥，可對(duì)回氣管路進(jìn)行吹掃。所述測(cè)風(fēng)裝置為文丘里測(cè)風(fēng)裝置。本發(fā)明還提供了一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，原理如下所述首先對(duì)取樣裝置范圍內(nèi)和回氣管路處的電除塵器入口之間的煙道，進(jìn)行阻力特性試驗(yàn)，式(I)是煙道阻力特性計(jì)算公式。
M/2Δ/) = Cl(I)式中Λ P——煙道差壓，Pa ；ζ i ——煙道的阻力系數(shù)；P ――煙氣密度，kg/m3 ;V一一取樣位置處煙氣流速，m/s。根據(jù)公式(1)，通過(guò)測(cè)量鍋爐不同負(fù)荷下的煙道差壓、煙氣密度和煙氣流速，可以得到取樣裝置范圍內(nèi)煙道的阻力特性系數(shù)。根據(jù)流體力學(xué)原理，進(jìn)入自?；瘏^(qū)后，煙道的阻力系數(shù)為常數(shù)。根據(jù)飛灰等速取樣原理，只有當(dāng)取樣槍吸氣口速度等于煙道流速時(shí)，即滿足公式
(2)時(shí)，飛灰取樣才是準(zhǔn)確的。V = W(2)式中W——取樣槍吸氣口流速，m/s ；式(3)是飛灰取樣裝置的阻力特性計(jì)算公式。
PlV2AP = Cj ^-― (3)
22式中ζ 2——取樣裝置的阻力系數(shù)。為了保證不同負(fù)荷下取樣裝置吸氣口風(fēng)速與煙氣流速始終實(shí)現(xiàn)等速，就必須保證取樣裝置的阻力系數(shù)與煙道的阻力系數(shù)相等，即^1= ζ2ο因此在進(jìn)行取樣裝置設(shè)計(jì)時(shí)，就盡量使取樣裝置的阻力系數(shù)與煙道的阻力系數(shù)接近。在取樣裝置正式使用前，通過(guò)對(duì)煙氣流量進(jìn)行微調(diào)，保證煙氣流速與取樣槍吸氣口流速相同，根據(jù)公式(1)、(2)、(3)調(diào)整煙氣流量，就可實(shí)現(xiàn)取樣裝置的阻力系數(shù)與煙道的阻力系數(shù)相等。確認(rèn)煙氣流速與取樣槍吸氣口流速是否相同可采用兩種方法。一種是預(yù)測(cè)流速法，就是先用標(biāo)準(zhǔn)皮托管對(duì)煙道中的煙氣流速進(jìn)行測(cè)量，然后通過(guò)測(cè)風(fēng)裝置對(duì)抽吸煙氣量進(jìn)行測(cè)量，測(cè)風(fēng)裝置與取樣槍吸氣口流速的關(guān)系事前進(jìn)行過(guò)標(biāo)定，從而得到取樣槍吸氣口速度。另一種方法是靜壓平衡法，保持從取樣槍槍口引出的兩個(gè)靜壓壓差為零，可保證煙氣流速與取樣槍吸氣口流速相同。本發(fā)明的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，步驟如下
(I)回氣管路預(yù)熱。在進(jìn)行飛灰取樣前，首先對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱氣體取自空氣預(yù)熱器出口的熱一次風(fēng)。預(yù)熱過(guò)程如下確認(rèn)旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥，逐漸打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后，依次關(guān)閉熱一次風(fēng)開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥。(2)取樣；取樣槍放置在標(biāo)定的位置，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥和回氣管路開關(guān)閥，空氣預(yù)熱器入口煙道中的煙氣在煙道煙氣壓差的作用下會(huì)流過(guò)整個(gè)燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置。打開差壓表隔離閥門，根據(jù)差壓值大小調(diào)節(jié)煙氣流量，保證取樣槍吸氣口的流速與煙氣流速相等，實(shí)現(xiàn)等速取樣。煙氣攜帶飛灰通過(guò)兩個(gè)吸氣口進(jìn)入取樣槍，進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，在旋風(fēng)分離裝置內(nèi)進(jìn)行氣固分離。飛灰被從煙氣中分離出來(lái)落入飛灰儲(chǔ)存罐中，而煙氣則依次流過(guò)測(cè)風(fēng)裝置、旋風(fēng)分離裝置隔離閥、回氣管路開關(guān)閥進(jìn)入電除塵器入口煙道。(3)取樣系統(tǒng)管路吹掃。系統(tǒng)管路發(fā)生堵塞時(shí)，可通過(guò)反吹系統(tǒng)進(jìn)行吹掃。吹掃過(guò)程如下回氣管路開關(guān)閥關(guān)閉，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥和壓縮空氣開關(guān)閥對(duì)取樣裝置進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥和旋風(fēng)分離裝置隔離閥；旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥和壓縮空氣開關(guān)閥對(duì)回氣管路進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥。對(duì)于取樣槍位置的標(biāo)定，取樣位置處煙道的截面積很大，受煙道布置等的影響，煙道截面上的實(shí)際煙氣流速分布、飛灰粒度和濃度分布并不均勻，因此為了獲得具有代表性的飛灰樣，需要進(jìn)行全截面取樣，但對(duì)一般固定式飛灰取樣裝置是很難實(shí)現(xiàn)的。但對(duì)于本發(fā)明，取樣槍可以在煙道截面一定范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而大大提高了飛灰取樣的代表性。作為進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)于燃煤電廠日常的飛灰取樣，操作人員采用旋轉(zhuǎn)取樣槍的方法可能感到比較復(fù)雜。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在步驟(2)中，取樣槍標(biāo)定的位置的確定，可以事先選定若干個(gè)位置進(jìn)行單獨(dú)取樣，取樣結(jié)果與煙道全截面飛灰取樣的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而得到最具代表性的飛灰取樣的位置，以后取樣時(shí)，取樣槍就固定在該位置，不再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣及簡(jiǎn)化了操作，又保證了飛灰取樣的代表性。本發(fā)明的有益效果I取樣槍可在煙道內(nèi)部一扇型區(qū)域內(nèi)水平轉(zhuǎn)動(dòng)，飛灰取樣代表性好。2飛灰取樣裝置具有自標(biāo)定功能，正常取樣時(shí)取樣槍可放置在代表位置，簡(jiǎn)化了操作，同時(shí)又保持了飛灰取樣代表性好的特點(diǎn)。3取樣槍具有多重等速功能。采用靜壓平衡雙頭取樣槍，可通過(guò)調(diào)節(jié)靜壓平衡實(shí)現(xiàn)兩個(gè)取樣口同時(shí)等速取樣；同時(shí)可對(duì)抽吸煙氣量進(jìn)行精確測(cè)量，當(dāng)取樣槍靜壓測(cè)孔堵塞時(shí)仍舊能實(shí)現(xiàn)等速取樣；將飛灰取樣系統(tǒng)的阻力特性設(shè)計(jì)成與主煙道阻力特性完全一致，從而實(shí)現(xiàn)不同鍋爐負(fù)荷下的等速取樣。4飛灰取樣位置位于空氣預(yù)熱器入口，煙氣溫度高，飛灰取樣時(shí)煙溫不會(huì)降到煙氣中水蒸氣露點(diǎn)溫度下；取樣系統(tǒng)放置在保溫箱內(nèi)，裸露的管壁對(duì)取樣管路進(jìn)行輻射加熱，取樣管路管壁溫度高，煙氣中的水蒸氣不易凝結(jié)；可通過(guò)熱一次風(fēng)對(duì)取樣管路進(jìn)行預(yù)熱；取樣槍可定期更換。以上措施極大降低了取樣管路積灰的可能性。5飛灰取樣系統(tǒng)入口位于空氣預(yù)熱器入口煙道上，出口位于電除塵入口煙道上，兩位置標(biāo)高基本相同，距離很近，取樣系統(tǒng)煙氣壓差大，同時(shí)取樣管路管道阻力小，因而取樣系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能好。


圖I燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置示意圖。圖2取樣槍自標(biāo)定時(shí)在煙道中位置示意圖。其中，I、取樣槍；2、空氣預(yù)熱器入口煙道；3、旋風(fēng)分離裝置；4、旋轉(zhuǎn)底座；5、轉(zhuǎn)動(dòng)軸；6、轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；7、刻度盤；8、飛灰儲(chǔ)存罐；9、文丘里測(cè)風(fēng)裝置；10、回氣管路；11、差壓表隔離閥門；12、差壓表；13、電除塵器入口煙道；14、保溫箱；15、空氣預(yù)熱器入口煙道外壁；16、旋風(fēng)分離裝置隔離閥、17、熱一次風(fēng)開關(guān)閥；18、回氣管路開關(guān)閥；19壓縮空氣開關(guān)閥；20、煙氣流量調(diào)節(jié)閥；21、空氣預(yù)熱器。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖I中，本實(shí)施例的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，包括取樣裝置、旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置、煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)、加熱裝置、預(yù)熱和反吹系統(tǒng)；所述取樣裝置包括取樣槍I和旋轉(zhuǎn)裝置，所述取樣槍I的槍頭放置于空氣預(yù)熱器入口煙道2內(nèi)，槍尾連接旋風(fēng)分離裝置3 ;所述取樣槍I采用靜壓平衡雙頭取樣槍，取樣槍I設(shè)有兩個(gè)取樣口，兩個(gè)取樣口的吸氣速度設(shè)計(jì)成完全一致。取樣口內(nèi)部設(shè)有吸氣靜壓測(cè)孔，槍頭外部設(shè)有煙氣靜壓測(cè)孔，可通過(guò)調(diào)節(jié)靜壓平衡實(shí)現(xiàn)兩個(gè)取樣口同時(shí)與煙氣流速相同，從而實(shí)現(xiàn)等速取樣。旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)底座4、轉(zhuǎn)動(dòng)軸5和轉(zhuǎn)動(dòng)手柄6。所述旋轉(zhuǎn)底座4固定在空氣預(yù)熱器入口煙道2外壁上，取樣槍I和轉(zhuǎn)動(dòng)軸5安裝在旋轉(zhuǎn)底座4上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸5連接轉(zhuǎn)動(dòng)手柄6，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄6的作用是調(diào)節(jié)取樣槍I水平旋轉(zhuǎn)的角度，實(shí)現(xiàn)空氣預(yù)熱器入口煙道2截面不同位置處的飛灰取樣，所述旋轉(zhuǎn)底座4上還設(shè)有刻度盤7，以指示取樣槍I水平旋轉(zhuǎn)角度。圖2是飛灰取樣裝置自標(biāo)定時(shí)飛灰取樣槍的在煙道中的位置示意圖，a、b、c為取樣槍I旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能夠標(biāo)定的三個(gè)位置。所述旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置包括旋風(fēng)分離裝置3和飛灰儲(chǔ)存罐8，旋風(fēng)分離裝置3 —端連接飛灰儲(chǔ)存罐8，另一端連接文丘里測(cè)風(fēng)裝置9 ;所述旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置的主要作用是利用離心力將取樣槍I所抽取的含灰煙氣進(jìn)行氣固分離，分離下來(lái)的飛灰落入飛灰儲(chǔ)存罐8儲(chǔ)存，使分離后的煙氣進(jìn)入回氣管路10。所述煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)的作用是測(cè)量流經(jīng)飛灰取樣系統(tǒng)的煙氣流量，從而可以準(zhǔn)確確定取樣槍I取樣口的抽氣速度。煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)包括文丘里測(cè)風(fēng)裝置9、兩個(gè)差壓表隔離閥門11和差壓表12，文丘里測(cè)風(fēng)裝置9 一端連接旋風(fēng)分離裝置，另一端通過(guò)回氣管路10通入電除塵器入口煙道13 ;文丘里測(cè)風(fēng)裝置9和差壓表12之間分別通過(guò)兩個(gè)差壓表隔離閥門11連接。文丘里測(cè)風(fēng)裝置9的作用是測(cè)量流經(jīng)的煙氣流量，輸出差壓信號(hào)，通過(guò)兩個(gè)差壓表隔離閥門11輸入至差壓表12 ;差壓表隔離閥門11的作用是在飛灰取樣系統(tǒng)停止取樣并用空氣反吹時(shí)全關(guān)，避免差壓表12超量程損壞，而在正常取樣時(shí)保持全開。差壓表12的作用是顯示文丘里測(cè)風(fēng)裝置9產(chǎn)生的差壓大小，用來(lái)計(jì)算煙氣流量的大小。加熱保溫裝置包括保溫箱14和保溫箱14所包圍的空氣預(yù)熱器入口煙道外壁15，所述空氣預(yù)熱器入口煙道外壁15是裸露的，通過(guò)輻射方式對(duì)旋風(fēng)分離裝置3和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行加熱。旋風(fēng)分離裝置3和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)在保溫箱14內(nèi)。所述加熱保溫裝置的作用是保證旋風(fēng)分離裝置3和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)保持一定的溫度，避免取樣管路煙氣中 的水蒸氣凝結(jié)。所述保溫箱14與空氣預(yù)熱器入口煙道外壁15之間有一個(gè)可移動(dòng)的隔板，中間隔板內(nèi)表面和保溫箱14內(nèi)部表面敷設(shè)保溫材料，可以盡量減少箱體內(nèi)熱量的散失，中間隔板外表面布置相關(guān)儀表和閥門。所述預(yù)熱和反吹系統(tǒng)，其主要作用是利用熱一次風(fēng)對(duì)飛灰取樣管路進(jìn)行預(yù)熱，利用壓縮空氣對(duì)飛灰取樣管路進(jìn)行吹掃。預(yù)熱和反吹系統(tǒng)包括吹掃管路，吹掃管路一端連接文丘里測(cè)風(fēng)裝置9，另一端連接回氣管路10，吹掃管路上依次設(shè)置旋風(fēng)分離裝置隔離閥16、熱一次風(fēng)開關(guān)閥17、回氣管路開關(guān)閥18和壓縮空氣開關(guān)閥19。回氣管路10上設(shè)有煙氣流量調(diào)節(jié)閥20。進(jìn)行管路預(yù)熱時(shí)，回氣管路開關(guān)閥18關(guān)閉，打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥17和旋風(fēng)分離裝置隔離閥16，可對(duì)旋風(fēng)分離裝置3和取樣槍I進(jìn)行預(yù)熱；旋風(fēng)分離裝置隔離閥16關(guān)閉，打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥17和回氣管路開關(guān)閥18，可對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱；回氣管路開關(guān)閥18關(guān)閉，打開壓縮空氣開關(guān)閥19和旋風(fēng)分離裝置隔離閥16，可對(duì)旋風(fēng)分離裝置和取樣槍進(jìn)行吹掃；旋風(fēng)分離裝置隔離閥16關(guān)閉，打開壓縮空氣開關(guān)閥19和回氣管路開關(guān)閥18，可對(duì)回氣管路10進(jìn)行吹掃。本實(shí)施例的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，步驟如下(I)回氣管路10預(yù)熱。在進(jìn)行飛灰取樣前，首先對(duì)回氣管路10進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱氣體取自空氣預(yù)熱器21出口的熱一次風(fēng)。預(yù)熱過(guò)程如下確認(rèn)旋風(fēng)分離裝置隔離閥16關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥18，逐漸打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥17對(duì)回氣管路10進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱5分鐘后，依次關(guān)閉熱一次風(fēng)開關(guān)閥17和回氣管路開關(guān)閥18。(2)取樣；取樣槍I放置在標(biāo)定的位置，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥16和回氣管路開關(guān)閥18，空氣預(yù)熱器入口煙道2中的煙氣在煙道煙氣壓差的作用下會(huì)流過(guò)整個(gè)燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置。打開差壓表隔離閥門11，根據(jù)差壓值大小調(diào)節(jié)煙氣流量，保證取樣槍I吸氣口的流速與煙氣流速相等，實(shí)現(xiàn)等速取樣。煙氣攜帶飛灰通過(guò)兩個(gè)吸氣口進(jìn)入取樣槍1，進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置3，在旋風(fēng)分離裝置3內(nèi)進(jìn)行氣固分離。飛灰被從煙氣中分離出來(lái)落入飛灰儲(chǔ)存罐8中，而煙氣則依次流過(guò)文丘里測(cè)風(fēng)裝置9、旋風(fēng)分離裝置隔離閥16、回氣管路開關(guān)閥18進(jìn)入電除塵器入口煙道13。(3)取樣系統(tǒng)管路吹掃。系統(tǒng)管路發(fā)生堵塞時(shí)，可通過(guò)反吹系統(tǒng)進(jìn)行吹掃。吹掃過(guò)程如下回氣管路開關(guān)閥18關(guān)閉，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥16和壓縮空氣開關(guān)閥19對(duì)取樣裝置進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥19和旋風(fēng)分離裝置隔離閥16 ;旋風(fēng)分離裝置隔離閥16關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥18和壓縮空氣開關(guān)閥19對(duì)回氣管路10進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥19和回氣管路開關(guān)閥18。在步驟(2)中，取樣槍I標(biāo)定的位置的確定，可以事先選定6 8個(gè)位置進(jìn)行單獨(dú)取樣，取樣結(jié)果與煙道全截面飛灰取樣的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而得到最具代表性的飛灰取樣的位置，以后取樣時(shí)，取樣槍I就固定在該位置，不再進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。這樣及簡(jiǎn)化了操作，又保證了飛灰取樣的代表性。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，包括取樣裝置、旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置、煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)和加熱裝置；所述取樣裝置包括取樣槍，取樣槍的槍頭放置于空氣預(yù)熱器入口煙道內(nèi)，槍尾連接旋風(fēng)分離裝置；所述旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置包括旋風(fēng)分離裝置和飛灰儲(chǔ)存罐，旋風(fēng)分離裝置一端連接飛灰儲(chǔ)存罐，另一端連接煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)；所述煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)風(fēng)裝置，測(cè)風(fēng)裝置一端連接旋風(fēng)分離裝置，另一端通過(guò)回氣管路通入電除塵器入口煙道；所述加熱裝置包括保溫箱，旋風(fēng)分離裝置和煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)在保溫箱內(nèi)。
2.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述取樣槍設(shè)有兩個(gè)取樣口，兩個(gè)取樣口的吸氣速度一致，取樣口內(nèi)部設(shè)有吸氣靜壓測(cè)孔，槍頭外部設(shè)有煙氣靜壓測(cè)孔。
3.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述取樣裝置還包括旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置包括旋轉(zhuǎn)底座、轉(zhuǎn)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，所述旋轉(zhuǎn)底座固定在空氣預(yù)熱器入口煙道外壁上，取樣槍和轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在旋轉(zhuǎn)底座上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接轉(zhuǎn)動(dòng)手柄。
4.如權(quán)利要求3所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述旋轉(zhuǎn)底座上還設(shè)有刻度盤。
5.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)包括測(cè)風(fēng)裝置、兩個(gè)差壓表隔離閥門和差壓表，測(cè)風(fēng)裝置和差壓表之間分別通過(guò)兩個(gè)差壓表隔離閥門連接。
6.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，加熱保溫裝置包括保溫箱和保溫箱所包圍的空氣預(yù)熱器入口煙道外壁。
7.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述保溫箱與空氣預(yù)熱器入口煙道外壁之間有一個(gè)可移動(dòng)的隔板，中間隔板內(nèi)表面和保溫箱內(nèi)部表面敷設(shè)保溫材料，中間隔板外表面布置儀表和閥門。
8.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，其特征是，所述燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置還包括預(yù)熱和反吹系統(tǒng)，預(yù)熱和反吹系統(tǒng)包括吹掃管路，吹掃管路一端連接測(cè)風(fēng)裝置，另一端連接回氣管路，吹掃管路上依次設(shè)置旋風(fēng)分離裝置隔離閥、熱一次風(fēng)開關(guān)閥、回氣管路開關(guān)閥和壓縮空氣開關(guān)閥。
9.如權(quán)利要求I所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，其特征是，包括如下步驟 (O回氣管路預(yù)熱；在進(jìn)行飛灰取樣前，首先對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱氣體取自空氣預(yù)熱器出口的熱一次風(fēng)；預(yù)熱過(guò)程如下旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥，逐漸打開熱一次風(fēng)開關(guān)閥對(duì)回氣管路進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后，依次關(guān)閉熱一次風(fēng)開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥； (2)取樣；取樣槍放置在標(biāo)定的位置，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥和回氣管路開關(guān)閥，空氣預(yù)熱器入口煙道中的煙氣在煙道煙氣壓差的作用下會(huì)流過(guò)整個(gè)燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置；打開差壓表隔離閥門，根據(jù)差壓值大小調(diào)節(jié)煙氣流量，保證取樣槍吸氣口的流速與煙氣流速相等，實(shí)現(xiàn)等速取樣；煙氣攜帶飛灰通過(guò)兩個(gè)吸氣口進(jìn)入取樣槍，進(jìn)入旋風(fēng)分離裝置，在旋風(fēng)分離裝置內(nèi)進(jìn)行氣固分離；飛灰被從煙氣中分離出來(lái)落入飛灰儲(chǔ)存罐中，而煙氣則依次流過(guò)測(cè)風(fēng)裝置、旋風(fēng)分離裝置隔離閥、回氣管路開關(guān)閥進(jìn)入電除塵器入口煙道； (3)取樣系統(tǒng)管路吹掃；系統(tǒng)管路發(fā)生堵塞時(shí)，通過(guò)反吹系統(tǒng)進(jìn)行吹掃；吹掃過(guò)程如下回氣管路開關(guān)閥關(guān)閉，打開旋風(fēng)分離裝置隔離閥和壓縮空氣開關(guān)閥對(duì)取樣裝置進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥和旋風(fēng)分離裝置隔離閥；旋風(fēng)分離裝置隔離閥關(guān)閉，打開回氣管路開關(guān)閥和壓縮空氣開關(guān)閥對(duì)回氣管路進(jìn)行吹掃，吹掃完畢后，依次關(guān)閉壓縮空氣開關(guān)閥和回氣管路開關(guān)閥。
10.如權(quán)利要求9所述的燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，其特征是，所述步驟(2)中，取樣槍標(biāo)定的位置的確定，事先選定若干個(gè)位置進(jìn)行單獨(dú)取樣，取樣結(jié)果與煙道全截面飛灰取樣的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，從而得到最具代表性的飛灰取樣的位置，以后取樣時(shí)，取樣槍就固定在該位置進(jìn)行取樣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，包括取樣裝置、旋風(fēng)分離及儲(chǔ)存裝置、煙氣流量測(cè)量系統(tǒng)和加熱裝置；本發(fā)明還提供了一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣方法，包括回氣管路預(yù)熱、取樣、取樣系統(tǒng)管路吹掃的步驟。本發(fā)明簡(jiǎn)化了操作，同時(shí)又保持了飛灰取樣代表性好的特點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)不同鍋爐負(fù)荷下的等速取樣；本發(fā)明還極大降低了取樣管路積灰的可能性，取樣系統(tǒng)煙氣壓差大，同時(shí)取樣管路管道阻力小，因而取樣系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能好。
文檔編號(hào)G01N1/14GK102928258SQ201210488668
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者侯凡軍 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司