本發明專利技術屬于火電廠煙氣監測技術領域，具體涉及一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置及其在線測量方法。技術方案是：包括三組設有采樣孔的采樣頭、三組采樣管、冷凝器、集液器、集液組分分析儀、儲液器、排液泵、伴熱管、光散射分析儀、取樣泵、控制器、皮托管測速儀、溫度傳感器、流量控制閥、流量計、壓力表、電磁閥；本發明專利技術適用于火電廠實現超低排放后的超低濃度濕煙氣煙塵在線測量。具有不受煙氣濕度、溫度等干擾，誤差來源小，測量準確性高等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于火電廠煙氣監測
，具體涉及一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置及其在線測量方法。
技術介紹
近幾年大氣污染日益嚴重，霧霾現象時有發生，粉塵對大氣的污染越來越受到人們的關注?；痣姀S排煙中的煙塵作為粉塵的重要來源，需要對其嚴格控制。為此，國務院印發《大氣污染防治行動計劃》(國發〔2013〕37號)，要求加快燃煤鍋爐現有除塵設施的升級改造，確保顆粒物排放達到國家標準。國家發改委、能源局、環保部聯合印發《煤電節能減排升級與改造行動計劃》([2014]2093號)，指出到2020年現役燃煤發電機組大氣污染物中煙塵排放限值要低于10mg/Nm3。為響應國家號召，各省市先后對火電廠進行了超低排放改造。改造后，煙塵濃度普遍低于10mg/Nm3，部分火電廠甚至低于5mg/Nm3。隨著環保標準越來越嚴格，對煙塵監測設備的要求越來越高。目前國內外對顆粒物濃度的監測主要有以下兩大類方法：一、傳統煙塵在線測量技術；二、低濃度煙塵在線測量技術。傳統煙塵在線測量技術主要是濁度法，其受煙氣中液滴的影響大，最大誤差在50mg/Nm3以上；正常測量范圍>50mg/Nm3，其量程大，靈敏度低；隨粉塵粒徑變小和濃度降低，其測量精度明顯下降。由于濁度法的以上缺點，它遠遠不能滿足濕煙氣超低煙塵濃度在線測量的技術要求。低濃度煙塵在線測量技術主要包括電荷探針法、β射線法和激光前向散射法。交流探針法必須在安裝后進行校正，工作量大，程序復雜；對于直流探針法，溫度、濕度的變化及煙塵對探頭的粘附都對測量精度有較大影響。因此，在濕煙氣的煙塵濃度在線測量中很少采用電荷探針法。由于β射線法數據延遲大，不適合過程監視，只能算是準實時測量技術，且其測量范圍為0～30mg/Nm3，所以β射線法不適合10mg/Nm3以下的超低煙塵濃度的在線測量。對于激光前向散射法，取樣量較少，為避免液滴對測量的干擾，一般都采用引入稀釋風的辦法進行加熱，并且引入量為樣氣的數倍以上，而對于10mg/Nm3以下的超低煙塵濃度，稀釋勢必會對測量造成較大的誤差，再者稀釋風的品質也會影響測量的準確性。在面對超低濃度煙塵的監測時，以上方法都或多或少不太適合。面對巨大的環保壓力，煙塵的排放限值越來越低，這對煙塵監測設備提出了更高的要求。鑒于以上各種監測方法的不足，亟需開發一種當前形勢下適合超低濃度煙塵的監測技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述現有的監測設備在監測超低濃度濕煙氣煙塵中存在的受煙氣濕度、溫度等干擾，誤差來源大，影響測量的準確性等問題，提供一種適用于火電廠實現超低排放后的超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置。為實現上述目的，本專利技術所采用的技術方案是：一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其包括三組設有采樣孔的采樣頭、三組采樣管、冷凝器、集液器、集液組分分析儀、儲液器、排液泵、伴熱管、光散射分析儀、取樣泵、控制器、皮托管測速儀、溫度傳感器、流量控制閥、流量計、壓力表、電磁閥；所述采樣頭與水平方向成一定角度固定在煙道內；所述三組采樣管的一端分別與三組采樣頭連接，所述三組采樣管的另一端與冷凝器通過冷凝器的三個樣氣入口相連接；所述集液器設置在冷凝器的下方，且與冷凝器相通；所述儲液器位于集液器的下方且集液器的出口與儲液器的入口相連，所述排液泵的入口與儲液器的出口連接；所述集液組分分析儀位于集液器的一側，并通過連接管與集液器連接；所述電磁閥安裝在集液器和儲液器之間，且位于集液組分分析儀的下方；所述伴熱管的一端與冷凝器的樣氣出口相連，另一端與光散射分析儀連接，所述取樣泵通過連接管與光散射分析儀連接；所述皮托管測速儀的測試端與溫度傳感器的感應端通過取樣口置于煙道內，所述皮托管測速儀與溫度傳感器的另一端分別通過電線與控制器的接線端連接；所述集液組分分析儀、光散射分析儀通過電線與控制器連接；在所述三組采樣管上從左到右依次分別安裝流量計、壓力表、溫度傳感器、流量控制閥；在所述伴熱管的樣氣入口與出口分別也各布置一個溫度傳感器；在所述伴熱管與取樣泵的入口也各布置一個流量計。進一步優選方式，所述采樣頭采用笛型管型式，分三組布置，每組開3個取樣孔，形成多點取樣。所述采樣頭的采樣孔正對煙氣來流方向。所述采樣頭與采樣管設有自動反吹掃裝置。所述采樣管與水平方向成2°～5°傾角。所述取樣泵的流量不小于100Nm3/h。一種使用上述的一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置進行超低濃度濕煙氣煙塵在線測量的方法，其包括如下步驟：A、啟動取樣泵，根據皮托管測速儀測得的煙氣流速，通過監測三組采樣管上的流量計，分別調節三組采樣管上的流量控制閥實現等速采樣；B、通過監測冷凝器入口和出口溫度傳感器的溫度值，對冷凝器的功率進行設定；C、根據伴熱管出口的溫度傳感器的溫度值對伴熱管的功率進行設定；D、樣氣流經采樣頭、采樣管進入冷凝器，樣氣中的飽和水蒸汽和小液滴在冷凝器中凝結匯聚，匯聚在一起的冷凝液順著冷凝器底部的錐段進入集液器；E、集液器下部的電磁閥設定每隔時間t1開關一次，在電磁閥關的時間t1內，集液器內收集一定量的集液，固定在集液器一側的集液組分分析儀對集液的煙塵含量進行分析，得出相對應的煙塵濃度；F、當電磁閥開時，集液順著集液器向下流入儲液器，此時啟動排液泵，利用排液泵將儲液器中的集液排盡，記錄排液泵工作時間t2，由t2可以得出集液量；G、經冷凝除濕之后的干煙氣從冷凝器右下方的樣氣出口出來，進入伴熱管加熱，進一步對煙氣除濕，最終干煙氣進入光散射分析儀，對干煙氣中的煙塵濃度進行分析；H、當冷凝器的出口溫度傳感器的溫度降到飽和溫度以下，且伴熱管的出口溫度傳感器的溫度達到105℃時，通過控制器對集液組分分析儀和光散射分析儀的數據進行采集，經分析運算得出最終的煙塵濃度。本專利技術將原煙氣煙塵濃度分兩部分進行測量，先經過冷凝煙氣測量單元測出飽和水蒸汽和小液滴中的煙塵濃度，再經過干煙氣光學測量單元得到干煙氣中的煙塵濃度。本專利技術與現有技術相比，具有以下優點和有益效果：第一、采樣頭采用笛型管形式，分三組布置，實現多點采樣，可以真實反映整個煙道截面的煙氣分布情況，避免單點采樣因速度場、濃度場分布不均造成的測量誤差。第二、在本專利技術中，樣氣先經過冷凝器將小液滴與飽和水蒸汽進行冷凝，再經過伴熱管進行加熱，已經最大程度的對濕煙氣進行去濕處理，可以避免煙氣濕度、溫度和煙氣中小液滴對光散射分析儀測量的干擾。第三、在本專利技術中，樣氣先后經過冷凝煙氣測量單元和干煙氣光學測量單元，將煙塵濃度分兩部分進行測量，可定量的分析出飽和水蒸氣和小液滴中的煙塵含量和干煙氣中的煙塵含量，以便更深入的研究煙塵的分布情況。第四、目前多數激光前向散射法都會引入稀釋風，因稀釋作用使煙塵濃度進一步降低，并且稀釋風品質變差時，都會對測量結果帶來較大誤差，而本專利技術中的干煙氣光學測量單元無需引入稀釋風，可以避免因稀釋風帶來的測量誤差，同時。本專利技術采用多點取樣，可避免速度場、濃度場分布不均造成的測量誤差。第五、本專利技術取樣流量大，流量在2m3/min左右，增加了取樣的穩定性，可以避免取樣偏差和取樣流量太小帶來的誤差?？傊緦＠夹g具有不受煙氣濕度、溫度等干擾，誤差來源少，測量精準的優點。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。圖2是本專利技術中采樣頭的結構示意圖。圖3是本專利技術中采樣管本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其特征在于：包括三組設有采樣孔(18)的采樣頭(1)、三組采樣管(2)、冷凝器(3)、集液器(4)、集液組分分析儀(5)、儲液器(6)、排液泵(7)、伴熱管(8)、光散射分析儀(9)、取樣泵(10)、控制器(11)、皮托管測速儀(12)、溫度傳感器(13)、流量控制閥(14)、流量計(15)、壓力表(16)、電磁閥(17)；所述采樣頭(1)與水平方向成一定角度固定在煙道(19)內；所述三組采樣管(2)的一端分別與三組采樣頭(1)連接，所述三組采樣管(2)的另一端與冷凝器(3)通過冷凝器的三個樣氣入口相連接；所述集液器(4)設置在冷凝器(3)的下方，且與冷凝器(3)相通；所述儲液器(6)位于集液器(4)的下方且集液器(4)的出口與儲液器(6)的入口相連，所述排液泵(7)的入口與儲液器(6)的出口連接；所述集液組分分析儀(5)位于集液器(4)的一側，并通過連接管與集液器(4)連接；所述電磁閥(22)安裝在集液器(4)和儲液器(6)之間，且位于集液組分分析儀(5)的下方；所述伴熱管(8)的一端與冷凝器(3)的樣氣出口相連，另一端與光散射分析儀(9)連接，所述取樣泵(10)通過連接管與光散射分析儀(9)連接；所述皮托管測速儀(12)的測試端與溫度傳感器(13)的感應端通過取樣口置于煙道(19)內，所述皮托管測速儀(12)與溫度傳感器(13)的另一端分別通過電線與控制器(11)的接線端連接；所述集液組分分析儀(5)、光散射分析儀(9)通過電線與控制器(11)連接；在所述三組采樣管(2)上從左到右依次分別安裝流量計(15)、壓力表(16)、溫度傳感器(13)、流量控制閥(14)；在所述伴熱管(8)的樣氣入口與出口分別也各布置一個溫度傳感器(13)；在所述伴熱管(8)與取樣泵(10)的入口也各布置一個流量計(15)。...
【技術特征摘要】
1.一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其特征在于：包括三組設有采樣孔(18)的采樣頭(1)、三組采樣管(2)、冷凝器(3)、集液器(4)、集液組分分析儀(5)、儲液器(6)、排液泵(7)、伴熱管(8)、光散射分析儀(9)、取樣泵(10)、控制器(11)、皮托管測速儀(12)、溫度傳感器(13)、流量控制閥(14)、流量計(15)、壓力表(16)、電磁閥(17)；所述采樣頭(1)與水平方向成一定角度固定在煙道(19)內；所述三組采樣管(2)的一端分別與三組采樣頭(1)連接，所述三組采樣管(2)的另一端與冷凝器(3)通過冷凝器的三個樣氣入口相連接；所述集液器(4)設置在冷凝器(3)的下方，且與冷凝器(3)相通；所述儲液器(6)位于集液器(4)的下方且集液器(4)的出口與儲液器(6)的入口相連，所述排液泵(7)的入口與儲液器(6)的出口連接；所述集液組分分析儀(5)位于集液器(4)的一側，并通過連接管與集液器(4)連接；所述電磁閥(22)安裝在集液器(4)和儲液器(6)之間，且位于集液組分分析儀(5)的下方；所述伴熱管(8)的一端與冷凝器(3)的樣氣出口相連，另一端與光散射分析儀(9)連接，所述取樣泵(10)通過連接管與光散射分析儀(9)連接；所述皮托管測速儀(12)的測試端與溫度傳感器(13)的感應端通過取樣口置于煙道(19)內，所述皮托管測速儀(12)與溫度傳感器(13)的另一端分別通過電線與控制器(11)的接線端連接；所述集液組分分析儀(5)、光散射分析儀(9)通過電線與控制器(11)連接；在所述三組采樣管(2)上從左到右依次分別安裝流量計(15)、壓力表(16)、溫度傳感器(13)、流量控制閥(14)；在所述伴熱管(8)的樣氣入口與出口分別也各布置一個溫度傳感器(13)；在所述伴熱管(8)與取樣泵(10)的入口也各布置一個流量計(15)。2.根據權利要求1所述的一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其特征在于：所述采樣頭(1)采用笛型管型式，分三組布置，每組開3個取樣孔，形成多點取樣。3.根據權利要求1所述的一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其特征在于：所述采樣頭(1)的采樣孔(18)正對煙氣來流方向。4.根據權利要求1所述的一種超低濃度濕煙氣煙塵在線測量裝置，其特征在于：所述采樣頭(1)與采樣管(2)設有...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張培華，張潤元，段寶和，侯致福，楊鳳玲，任繼德，
申請(專利權)人：山西平朔煤矸石發電有限責任公司，
類型：發明
國別省市：山西;14
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