[發(fā)明專利]一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置及方法

有效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102928258A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 侯凡軍
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

技術領域

本發(fā)明涉及飛灰取樣領域，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

飛灰是煤粉在鍋爐爐膛中燃燒后形成的細小顆粒，其隨煙氣進入尾部煙道。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量占飛灰質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，對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控制在一定范圍內。在鍋爐的日常運行中，需要定期采集飛灰樣測定飛灰含碳量，以便監(jiān)督鍋爐燃燒工況，改進運行操作方式，提高鍋爐效率。在進行鍋爐的熱效率試驗、燃燒調整試驗和性能考核試驗時也需要進行飛灰取樣，為鍋爐性能計算提供飛灰含碳量的準確數據。因此獲得真實可靠的飛灰樣可以使鍋爐的燃燒調整有根有據，避免盲目調整，有利于提高鍋爐燃燒效率、降低發(fā)電成本，提高機組運行的經濟性。

為了進行飛灰取樣，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作為飛灰樣。現在火力發(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火力發(fā)電廠得到了廣泛應用。其原理是將一內徑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，當煙氣流過時，煙氣中的飛灰會進入坡口，撞擊到管道內壁下落到直管下部的取樣罐內。其優(yōu)點是結構簡單，但由于沒有實現等速取樣和全截面取樣，造成撞擊捕捉到的飛灰顆粒偏粗，故測得的飛灰含碳量一般偏高。在使用此種飛灰取樣器時，應先用等速取樣裝置進行比較標定，得到其修正系數。

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，利用大氣與煙道內的壓差，使煙氣能夠在取樣裝置內形成流動，減少了外加的動力裝置，運行可靠性大大增強。但在實際使用時，由于沒有差壓測量，無法對抽氣量進行測量，并沒有真正實現等速取樣，另外其取樣頭是固定的，沒有實現全截面取樣。由于以上原因，自吸式飛灰取樣器取樣的代表性和準確性較差。

便攜式煙塵采樣儀：便攜式煙塵采樣儀采用預測流速法等速取樣原理，即首先測量煙氣流速，然后調節(jié)抽氣量，使抽氣速度等于煙氣流速從而實現等速取樣，由于實現了自動控制和全截面取樣，使取樣的代表性和準確性大大提高，可以對其他固定式飛灰取樣裝置進行標定，多用于準確度要求較高試驗，如電除塵器性能試驗或鍋爐的性能考核試驗。但其結構復雜、價格昂貴，在惡劣天氣條件下容易出現各種故障，并不適合電廠現場應用。

發(fā)明內容

通過長期的飛灰取樣實踐和對不同飛灰取樣裝置的對比分析，認為進行飛灰取樣應解決三個基本問題：能否實現全截面取樣、能否實現等速取樣、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，因此需要進行全截面取樣，以提高飛灰取樣的代表性。對于大型燃煤鍋爐，煙道橫截面積很大，對于日常監(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大，抽取的飛灰粒度分布與實際飛灰就會有較大的偏差，從而引起飛灰可燃物的測量誤差。

飛灰取樣裝置的防堵功能：煙氣在取樣系統(tǒng)內遇到低于其露點溫度的冷表面時，所含的硫酸和水蒸汽會凝結在上面，飛灰經過時會發(fā)生飛灰粘附現象，時間長了會造成取樣系統(tǒng)堵塞。一般煙氣的露點溫度在100～150℃范圍內，為防止煙氣結露，應采取有效措施，使煙氣經過管路的所有壁溫都處在煙氣露點溫度以上。

本發(fā)明的目的就是要提供一種適合于火力發(fā)電廠現場應用的能夠實現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。

為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案。

一種燃煤鍋爐固定式飛灰取樣裝置，包括取樣裝置、旋風分離及儲存裝置、煙氣流量測量系統(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熱器入口煙道內，槍尾連接旋風分離裝置；所述旋風分離及儲存裝置包括旋風分離裝置和飛灰儲存罐，旋風分離裝置一端連接飛灰儲存罐，另一端連接煙氣流量測量系統(tǒng)；所述煙氣流量測量系統(tǒng)包括測風裝置，測風裝置一端連接旋風分離裝置，另一端通過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，旋風分離裝置和煙氣流量測量系統(tǒng)在保溫箱內。