本發(fā)明涉及火力發(fā)電領(lǐng)域，尤其涉及一種用于火電站鍋爐尾部煙道的煙氣飛灰取樣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，燃煤發(fā)電仍然是我國最重要的發(fā)電方式，其發(fā)電量占到我國總發(fā)電量的70％以上?；痣姀S中，作為煤的燃燒產(chǎn)物之一，飛灰是鍋爐尾部煙氣的重要組成部分，對(duì)煙氣中的飛灰進(jìn)行如飛灰粒徑、元素成分、物質(zhì)構(gòu)成等物理化學(xué)分析，對(duì)進(jìn)行煤質(zhì)分析、燃燒分析、煙道腐蝕預(yù)防、除塵設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)都具有非常重要的意義。

對(duì)飛灰進(jìn)行分析的前提是對(duì)煙氣飛灰進(jìn)行取樣收集，目前的飛灰取樣方式主要分為兩類。一類收集裝置是固定安裝在煙道中，工作人員定時(shí)打開取樣口，從取樣口中取出集灰槽，取樣周期一般為一天或半天，這種取樣方式的優(yōu)點(diǎn)是取樣方便，工作人員不需要使用任何附加設(shè)備就可以完成取樣，取樣量大，能夠滿足多種分析需求，缺點(diǎn)是不夠靈活，因?yàn)樵O(shè)備固定安裝在煙道中，取樣位置固定，這種收集裝置一般設(shè)置在空氣預(yù)熱器入口和空氣預(yù)熱器出口位置，這兩處的煙氣溫度分別在300℃和150℃左右。另一類收集裝置為便攜式取樣裝置，常用的如平行采樣儀。這類裝置并不固定安裝在煙道內(nèi)，因此具有采樣相對(duì)靈活的特點(diǎn)，凡是煙道中開有觀察孔的位置都可以進(jìn)行取樣，但其仍然存在取樣位置受限的缺點(diǎn)，只有在開有觀察孔的位置才能取樣。一般來講，進(jìn)入除塵器的煙氣溫度一般在130℃左右，無論何種取樣方式都無法獲得130℃以下的煙氣所含飛灰的特征。

由于煙氣中含有的硫酸蒸氣在150℃以下會(huì)結(jié)露析出，這是造成煙道和換熱元件腐蝕的重要原因。同時(shí)，析出的硫酸還與飛灰相互作用，由于飛灰的物理吸附和化學(xué)反應(yīng)，使得硫酸腐蝕變的非常復(fù)雜。不同煙氣溫度下，硫酸析出量不同，與飛灰相互作用的硫酸總量也不同，導(dǎo)致飛灰會(huì)顯現(xiàn)出不同的物理化學(xué)性質(zhì)。因此，對(duì)處于150℃以下的多種不同溫度的飛灰分別進(jìn)行取樣分析，對(duì)于研究煙氣低溫結(jié)露特性和腐蝕規(guī)律具有重要的意義。

然而，以上的收集裝置都具有如下的缺點(diǎn)，即無法控制所采集飛灰的環(huán)境溫度。如前所述，固定安裝的收集裝置一般位于空氣預(yù)熱器前后，這兩個(gè)位置的煙氣溫度在300℃和150℃左右；采用平行采樣儀進(jìn)行飛灰收集雖然相對(duì)靈活，但是由于煙道觀察孔開口位置固定，也無法采集各種溫度的飛灰，特別是空氣預(yù)熱器之后，一般找不到煙溫低于135℃的觀察孔。

低壓省煤器設(shè)置在空氣預(yù)熱器之后，其進(jìn)口煙溫一般在150℃-135℃，其出口煙溫有時(shí)會(huì)降低到100℃左右，要研究低壓省煤器的工作環(huán)境，就需要采集處于100℃-150℃這一溫度范圍內(nèi)甚至更低煙溫環(huán)境中的飛灰進(jìn)行研究。

專利一種煙道外煙氣飛灰收集裝置和方法公開了一種煙道外煙氣飛灰收集裝置，其通過將鍋爐尾部煙氣引到煙道外進(jìn)行收集，在對(duì)飛灰采集前利用換熱管對(duì)煙氣進(jìn)行降溫，從而得到較低煙氣溫度環(huán)境下的飛灰。該方法雖然可以通過改變冷卻水進(jìn)水閥門開度來控制換熱量，從而獲得不同的煙氣溫度，但是該方法不能預(yù)先對(duì)取樣煙氣的溫度進(jìn)行預(yù)設(shè)，并不能真正起到控制飛灰所處的煙氣溫度的目的。

因此，需要一種新型的煙氣飛灰取樣系統(tǒng)，能夠起到控制煙溫的作用，從而獲得期望煙氣溫度環(huán)境下的飛灰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1、本發(fā)明創(chuàng)造所要解決的技術(shù)問題：為克服上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種煙氣飛灰取樣系統(tǒng)，其可以對(duì)所取灰樣所處的煙氣溫度環(huán)境進(jìn)行控制。

2、解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案：

一種煙氣飛灰取樣系統(tǒng)，包括煙氣入口、總煙氣閥門、換熱段、集灰段、風(fēng)機(jī)、煙氣出口和恒溫水箱，其中總煙氣閥門、換熱段、集灰段和風(fēng)機(jī)通過管道依次連接在煙氣入口和煙氣出口之間，其特征在于，所述集灰段包括第一通道和第二通道，所述第一通道包括第一通道入口、第一煙氣閥門、第一溫度傳感器、除塵布袋、除塵腔殼體和第一通道出口，所述第二通道包括第二通道入口、第二煙氣閥門、第二溫度傳感器和第二通道出口。

一種煙氣飛灰取樣方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一、將權(quán)利要求1-6所述的煙氣飛灰取樣系統(tǒng)連接在鍋爐空氣預(yù)熱器后的煙道外側(cè)；步驟二、打開冷卻水閥門，然后打開第二煙氣閥門和風(fēng)機(jī)，第一煙氣閥門保持關(guān)閉狀態(tài)；步驟三、調(diào)節(jié)恒溫水箱的預(yù)設(shè)溫度，直到第二通道中的煙氣溫度達(dá)到期望的煙氣溫度；步驟四、關(guān)閉第二煙氣閥門，打開第一煙氣閥門，記錄第一溫度傳感器的溫度；步驟五、運(yùn)行10分鐘后，關(guān)閉煙氣風(fēng)機(jī)、總煙氣閥門和第一煙氣閥門，然后關(guān)閉冷卻水閥門；步驟六、待煙氣飛灰取樣系統(tǒng)自然冷卻后，拆下第一通道，收集除塵布袋中截留的灰。

3、與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果：

本發(fā)明提供的煙氣飛灰取樣系統(tǒng)，能夠控制飛灰所處煙氣的溫度，可以對(duì)處于不同煙氣溫度下的飛灰進(jìn)行收集以便用于研究。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

如圖1所示，本實(shí)施例提供的煙氣飛灰取樣系統(tǒng)位于煙道外部，包含煙氣入口1、總煙氣閥門2、換熱段3、集灰段4、風(fēng)機(jī)5、煙氣出口6和恒溫水箱7，其中總煙氣閥門2、換熱段3、集灰段4和風(fēng)機(jī)5通過管道依次連接在煙氣入口1和煙氣出口6之間。

換熱段3中包括換熱管31、換熱段殼體32和冷卻水閥門33，換熱段殼體32一般采用長方體形狀，換熱管31蛇形布置在換熱段殼體32內(nèi)，冷卻水閥門33位于換熱管31的進(jìn)水端。工作中，換熱管31不斷通入恒溫冷卻水，用于對(duì)煙氣精確降溫，以便在后面的集灰段4獲得處于期望煙氣溫度條件下中的飛灰。

恒溫水箱7作為提供恒溫冷卻水的裝置，其出水端與換熱管31的進(jìn)水端連接，用于向換熱管31提供恒溫水，從而實(shí)現(xiàn)控制煙氣溫度的目的。恒溫水箱7可以如圖1所示采用閉式循環(huán)工作方式，散熱器8連接在換熱管31的出水端與恒溫水箱7的進(jìn)水端之間，經(jīng)過換熱段3升溫后的冷卻水進(jìn)入散熱器8，降溫后流回恒溫水箱7循環(huán)利用。恒溫水箱7也可以采用開放式工作方式，換熱管31出口升溫后的水直接作為廢水排放，同時(shí)不斷向恒溫水箱7補(bǔ)充新的冷卻水，即系統(tǒng)不需要使用散熱器8。采用閉式循環(huán)工作方式時(shí)，因?yàn)椴恍枰掷m(xù)補(bǔ)充冷卻水，一般可以使用純凈水作為冷卻水來源。采用開放式工作方式時(shí)，可以使用廠內(nèi)除鹽水或自來水作為冷卻水的來源，不斷向系統(tǒng)補(bǔ)充冷卻水。

集灰段4包括并列布置的第一通道41和第二通道42，第一通道41依次布置有第一通道入口411、第一煙氣閥門412、除塵腔殼體415和第一通道出口416，所述除塵腔殼體415中布置有第一溫度傳感器413和除塵布袋414、第二通道42依次布置有第二通道入口421、第二煙氣閥門422、第二溫度傳感器423和第二通道出口424。第一通道入口411和第一通道出口416分別通過法蘭與管道連接，便于拆裝；除塵布袋414能夠過濾煙氣中的飛灰，用于飛灰采集。第二溫度傳感器423用于預(yù)調(diào)煙氣溫度，第一溫度傳感器413位于除塵腔殼體415內(nèi)部，用于記錄所收集灰樣所處的實(shí)際煙氣溫度。

安裝時(shí)，整個(gè)裝置沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向布置，煙氣入口1和煙氣出口6與鍋爐空氣預(yù)熱器后的尾部煙道并聯(lián)連接，煙氣入口1位于鍋爐煙道的高壓側(cè)，煙氣出口6位于鍋爐煙道的低壓側(cè)。如果將從煙道中取出的煙氣直接排放到大氣中，由于鍋爐尾部煙道處于負(fù)壓狀態(tài)，將煙氣抽出煙道需要克服煙道內(nèi)部負(fù)壓，需要的風(fēng)機(jī)功率非常大；同時(shí)，由于鍋爐排煙溫度較高，也存在不安全因素。本發(fā)明設(shè)計(jì)的外部取灰裝置將煙氣出口6與煙道低風(fēng)側(cè)連接，一方面可以使得取灰裝置入口和出口具有自然的壓差，對(duì)風(fēng)機(jī)功率的要求大大降低，另一方面，本發(fā)明雖然為外部取灰裝置，但是煙氣仍然處于密閉系統(tǒng)中，降低了不安全因素，也不會(huì)造成環(huán)境污染。

取灰時(shí)，打開冷卻水閥門33，打開總煙氣閥門2、第二煙氣閥門422和風(fēng)機(jī)5，第一煙氣閥門412保持關(guān)閉狀態(tài)，使煙氣經(jīng)第二通道42流通；調(diào)節(jié)恒溫水箱7的預(yù)設(shè)溫度，直到第二通道42中的煙氣溫度達(dá)到期望的煙氣溫度；關(guān)閉第二煙氣閥門422，打開第一煙氣閥門412，使煙氣經(jīng)第一通道41流通，在第一通道41內(nèi)，煙氣中的飛灰被除塵布袋414過濾并留在布袋中，記錄此時(shí)第一溫度傳感器413測(cè)得的實(shí)際煙氣溫度；運(yùn)行10分鐘后，關(guān)閉風(fēng)機(jī)5、總煙氣閥門2和第一煙氣閥門412，然后關(guān)閉冷卻水閥門33；待煙氣飛灰取樣系統(tǒng)自然冷卻后，通過兩端法蘭拆下第一通道41，收集除塵布袋414中截留的灰。

現(xiàn)有技術(shù)中，使用換熱管對(duì)煙氣降溫后直接取灰，僅僅起到了降溫的作用，無法對(duì)煙氣溫度進(jìn)行控制。本發(fā)明設(shè)計(jì)了第二通道42，取灰過程中，先通過改變冷卻水溫度對(duì)第二通道42中的煙溫進(jìn)行控制，待煙氣達(dá)到期望溫度并穩(wěn)定后，再切換到取灰用第一通道41，起到了控制取灰煙溫的目的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。