專利名稱：煙氣干基氧量測量系統的制作方法
技術領域：
本實用新型關于煙氣處理技術，特別關于煙氣處理過程中的煙氣干基氧量測量系 統。
背景技術：
目前經常采用氧化鋯探頭測量主煙道煙氣中的含氧量，根據煙氣的含氧量，可以 控制進入主煙道煙氣中的空氣量。氧化鋯探頭作為一種含氧量測量元件，反應迅速，維護量 小。氧化鋯探頭附近煙氣中的工作溫度一般在300 400度，在這個溫度下煙氣中的 水分為水蒸汽。由于煙氣中存在水蒸汽，所以氧化鋯探頭測得的含氧量比實際值低，這個含 氧量稱為濕基氧量。由于氧化鋯探頭測得的主煙道煙氣中的含氧量不準確，我們就無法精 確控制進入主煙道煙氣中的空氣量。

實用新型內容本實用新型實施例的目的在于提供一種煙氣干基氧量測量系統，以避免氧化鋯探 頭被灰塵沾污，精確測量煙氣的含氧量。為了實現上述目的，本實用新型實施例提供一種煙氣干基氧量測量系統，所述的 系統包括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；所述的系統還包括除 灰裝置，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰 處理；旁路煙道，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的 主煙道；濕基氧量測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕基氧量，并將檢測的濕 基氧量數據輸出；濕度值測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕度值，并將檢測 的濕度值數據輸出；數據處理裝置，用于根據輸出的所述濕基氧量數據及濕度值數據計算 煙氣的干基氧量。本實用新型實施例的有益技術效果利用本實用新型的技術方案，可以精確測量 煙氣的干基氧量，并根據干基氧量實現對干燃燒風量的精確控制。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅 僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的 前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有技術利用氧化鋯探頭測量煙氣干基氧量的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例的煙氣干基氧量測量系統的結構示意圖；圖3為本實用新型另一實施例的煙氣干基氧量測量系統的結構示意圖；圖4為本實用新型再一實施例的煙氣干基氧量測量系統的結構示意3[0012]圖5為本實用新型又一實施例的煙氣干基氧量測量系統的結構示意圖；圖6為本實用新型實施例旋風子除灰裝置的結構示意圖；圖7為本實用新型實施例錐形除灰裝置的結構示意圖；圖8為本實用新型實施例的煙氣干基氧量測量系統的結構框圖；圖9為本實用新型實施例提供的煙氣干基氧量測量方法的流程圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1所示，鍋爐101的爐膛中產生的煙氣，經過尾部煙道102之后，通過空預器 入口煙道103進入空預器104，從空預器出口煙道105之后，依次經過除灰器106、吸風機 108及煙 108進入大氣中，煙氣經過的煙道為主煙道。氧化鋯探頭在空預器入口煙道103 位置從主煙道的側壁直接插入煙氣中測量含氧量。氧化鋯探頭對測量的要求較高，氧化鋯 探頭暴露在主煙道的煙氣中很容易受到煙氣中灰塵的粘污而影響準確度。圖2為本實用新型實施例提供的煙氣干基氧量測量系統的結構示意圖；圖2只示 出了圖1空預器前后的主煙道部分，在圖1的基礎上進行了改進。煙氣干基氧量測量系統 包括除灰裝置201、旁路煙道202、濕基氧量測量裝置109、濕度值測量裝置204及數據處理 裝置203。濕基氧量測量裝置109可以為氧化鋯探頭，濕度值測量裝置204可以為濕度計， 數據處理裝置203可以為計算機，本實用新型不限于此。除灰裝置201安裝在主煙道204 中的空預器104的入口附近(前端)，旁路煙道202的入口與除灰裝置201的煙氣出口相連 接，以固定除灰裝置201，旁路煙道202通過主煙道204的側壁垂直插入主煙道204內部，可 以通過旁路煙道202插入主煙道204的深度調節(jié)除灰裝置201在主煙道204中的位置。較 佳地，除灰裝置201位于主煙道204的中心位置。氧化鋯探頭通過旁路煙道202的側壁插入旁路煙道202中，可以并通過焊接或螺 母固定，氧化鋯探頭可以位于旁路煙道202中的任意位置。濕度計通過旁路煙道202的側 壁插入旁路煙道202中，可以位于旁路煙道202中的任意位置。如圖2所示的旁路煙道202 安裝位置，氧化鋯探頭要先通過主煙道204的側壁垂直插入主煙道204內部，然后再通過旁 路煙道202的側壁插入旁路煙道202中，濕度計通過旁路煙道202的側壁插入旁路煙道202 中，本實用新型不限于此。旁路煙道202如圖3所示安裝時，氧化鋯探頭和濕度計的安裝位 置如圖所示，氧化鋯探頭只需通過旁路煙道202的側壁插入旁路煙道202中即可。氧化鋯探頭及濕度計探頭插入旁路煙道202的方式不限上述兩種，只要是氧化 鋯探頭及濕度計位于旁路煙道202中即可。但是由于旁路煙道202的直徑很小(大約為 100mm)，一般要將氧化鋯探頭沿著旁路煙道202縱向插入，如圖4及圖5所示。旁路煙道202的出口位于空預器104的出口附近。當引風機107起動后，煙氣在 引風機107的抽力作用下流動，煙氣經過空預器后，形成壓力差，使得空預器104的入口附 近的壓力大于空預器出口附近的壓力。除灰裝置201安裝在空預器104的入口附近，而旁 路煙道202的出口位于空預器104的出口附近，所以除灰裝置201的入口和旁路煙道202的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除灰裝置201。除灰裝置201對進入的煙氣進行除灰，并將除灰后的所述煙氣送入所述的旁路煙 道；而煙氣中除掉的灰塵將通過除灰裝置201的底部出口排出。除灰裝置602可以為旋風 子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。為了防止灰塵堵塞除灰裝置201的底部出口， 在除灰裝置201的底部出口安裝一個彈簧片，彈簧片的一端固定，彈簧片在煙氣流動產生 的風力作用下振動，可以攪動除灰裝置的底部出口的灰塵，防止除灰裝置201的底部出口 被堵塞。圖6為本實用新型實施例旋風子除灰裝置的結構示意圖，如圖6所示，帶箭頭的實 線表示煙氣，虛線表示灰塵。煙氣主煙道的部分煙氣經過旋風子除灰裝置的入口 601進入 旋風子除灰裝置，除灰后的煙氣經旋風子除灰裝置的出口 602進入旁路煙道，灰塵經灰塵 出口 603進入主煙道中，灰塵出口 603有一個彈簧片604，主煙道中煙氣的流動帶動彈簧片 604震動，防止灰塵出口 603堵塞。圖7為本實用新型實施例錐形除灰裝置的結構示意圖，如圖7所示，煙氣經錐形除 灰裝置的入口 701進入錐形除灰裝置，除灰后的煙氣經錐形除灰裝置的出口 702進入旁路 煙道。705為轉向葉片，用于阻擋灰塵。錐形除灰裝置產生的灰塵經過灰渣出口 703進入主 煙道。704為錐形除灰裝置的彈簧片，煙氣流動產生的風力作用下振動，攪動除灰裝置的底 部出口的灰塵，防止出灰口被堵塞。經過除灰裝置201除灰的煙氣進入旁路煙道202后，將經過氧化鋯探頭和濕度計， 氧化鋯探頭在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的濕基氧量，濕度計用來測量煙氣中 的濕度值。氧化鋯探頭為智能傳感器，測出氧濃度差電勢E，并將氧濃度差電勢E傳說到計 算機203顯示，根據氧濃度差電勢E與含氧量的對應關系表查表得到煙氣中的含氧量02,wrt。 氧濃度差電勢E由奈斯特公式決定
r RT. P2^ = -In-
nF P1其中，R為體常數，8.3143J/mol.k;F 為法拉第常數，9. 6487 X 104c/mol (庫侖 /mol)；T為絕對溫度；η為一個氧分子輸送電子數，η = 4;Pl為被測氣體氧分壓，Ρ2為參比氣體氧分壓力。濕度計測得煙氣中的濕度值為相對濕度，首先，計算水蒸汽的飽和壓力Pbo = 611. 7927+42. 7809 θ +1. 6883 θ 2+1· 2079*1(Γ2 θ 3+6. 1637*1(Γ4 θ 4式中，θ為待測煙氣的溫度，由分布控制系統(Distribute Control SystemDCS) 中的數據測量。根據測得的相對濕度計算煙氣絕對濕度
4=0.622φ/100*pb0/(Pact-cp/l 00*pb0)式中，φ由濕度計測得的相對濕度，相對濕度，表示在溫度條件θ下，煙氣中水蒸 氣所具有壓力飽和壓力Pbtl的比值。絕對濕度是每公斤煙氣中的含水量，即每“kg水分/kg 煙氣” ；Pact是大氣壓，主要取決于當地的海撥高度，對于一個固定的地方，給一個常數即可，例如在張家口，可以給值9000kPa。根據絕對濕度計算濕煙氣的體積比例y H20 = 1. 31*dk/ (1. 31*dk+0. 84)標態(tài)下的干煙氣的密度以1. 31kg/m3考慮，水蒸汽的密度為0. 84kg/m3。根據濕煙氣的體積比例計算得到的干基氧量O2jdry = O2jwet/(I-Yh20)式中dry表示干基，wet表示濕基。根據計算得來的干基氧量，送入DCS進行燃燒風量的控制。圖8為本實用新型實施的煙氣干基氧量測量系統的結構框圖。煙氣干基氧量測量 系統包括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；如圖8所示，煙氣干基 氧量測量系統還包括除灰裝置801、旁路煙道802、濕基氧量測量裝置803、濕度值測量裝 置804及數據處理裝置805。除灰裝置801位于所述空預器前端的主煙道中，用于從所述空 預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理；除灰裝置801還 用于將除灰處理過程中產生的灰塵排放到空預器前端的所述主煙道中。旁路煙道802，用于 將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的主煙道；旁路煙道802 的出口位于所述空預器后端的主煙道中。濕基氧量測量裝置803，用于檢測所述旁路煙道中 待測煙氣的濕基氧量，并將檢測的濕基氧量數據輸出；濕度值測量裝置804，用于檢測所述 旁路煙道中待測煙氣的濕度值，并將檢測的濕度值數據輸出；數據處理裝置805，用于根據 輸出的所述濕基氧量數據及濕度值數據計算煙氣的干基氧量，具體用于根據待測煙氣的溫 度值、輸出的所述濕基氧量數據及濕度值數據計算煙氣的干基氧量。所述的含氧量測量裝置803含氧量測量裝置可以為氧化鋯探頭，所述的濕度值測 量裝置804為濕度計，所述的數據處理裝置805為計算機，本實用新型不限于此。除灰裝置801可以為旋風子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。除灰裝置 801的灰塵出口處固定一彈簧片，彈簧片的一端固定在灰塵出口處，彈簧片在煙氣產生的風 力作用下振動，攪動灰塵出口處的灰塵，防止灰塵出口堵塞。除灰裝置安裝于所述主煙道的 空預器的入口，旁路煙道的出口位于所述主煙道的空預器的出口附近，除灰裝置801的入 口和旁路煙道802的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除 灰裝置801。經過除灰裝置801除灰的煙氣進入旁路煙道802后，將經過氧化鋯探頭及濕度計， 氧化鋯探頭在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的濕基氧量，濕度計測量除灰后的所 述煙氣的濕度值。氧化鋯探頭及濕度計將測得的濕基氧量及濕度值發(fā)送到計算機，結合待 測煙氣的溫度計算待測煙氣的干基氧量O2,_。根據計算得來的干基氧量O2,_，送入DCS進 行燃燒風量的控制。圖9為本實用新型實施的煙氣干基氧量測量方法流程圖，如圖9所示，所述的方法 包括步驟S901 從空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除 灰處理；采用所述主煙道中的引風機對所述的待測煙氣采樣量進行調節(jié)；對所述的待測煙 氣進行除灰處理包括將除灰處理過程中產生的灰塵排放到空預器前端的所述主煙道中。步驟S902 將除灰處理后的所述待測煙氣經旁路煙道送入所述空預器后端的主
6煙道；步驟S903 檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕基氧量，并將檢測的濕基氧量數據 輸出；步驟S904:檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕度值，并將檢測的濕度值數據輸 出；步驟S905 根據輸出的所述濕基氧量數據及濕度值數據計算煙氣的干基氧量。除灰裝置802可以為旋風子除灰裝置、錐形除灰裝置或其它除灰裝置。除灰裝置 801的灰塵出口處固定一彈簧片，彈簧片的一端固定在灰塵出口處，彈簧片在煙氣產生的風 力作用下振動，攪動灰塵出口處的灰塵，防止灰塵出口堵塞。除灰裝置安裝于所述主煙道的 空預器的入口，旁路煙道的出口位于所述主煙道的空預器的出口，除灰裝置801的入口和 旁路煙道802的出口存在壓力差。主煙道204中的煙氣在壓力差的作用下部分進入除灰裝 置 801。經過除灰裝置801除灰的煙氣進入旁路煙道802后，將經過氧化鋯探頭及濕度計， 氧化鋯探頭在所述旁路煙道中測量除灰后的所述煙氣的濕基氧量，濕度計測量除灰后的所 述煙氣的濕度值。氧化鋯探頭及濕度計將測得的濕基氧量及濕度值發(fā)送到計算機，結合待 測煙氣的溫度計算待測煙氣的干基氧量O2,_。根據計算得來的干基氧量O2,_，送入DCS進 行燃燒風量的控制。本實用新型實施例的有益技術效果將除灰裝置位于空預器的入口，旁路煙道的 出口位于空預器的出口，可以利用空預器出入口的壓力差不同將煙氣送入除灰裝置中。利 用本實用新型的技術方案，可以避免氧化鋯探頭被灰塵沾污，精確測量煙氣的含氧量。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于 限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種煙氣干基氧量測量系統，所述的系統包括主煙道和空預器，所述的空預器設置于所述的主煙道中；其特征在于，所述的系統還包括除灰裝置，用于從所述空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對所述的待測煙氣進行除灰處理；旁路煙道，用于將所述除灰裝置除灰處理后的所述待測煙氣送入所述空預器后端的主煙道；濕基氧量測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕基氧量，并將檢測的濕基氧量數據輸出；濕度值測量裝置，用于檢測所述旁路煙道中待測煙氣的濕度值，并將檢測的濕度值數據輸出；數據處理裝置，用于根據輸出的所述濕基氧量數據及濕度值數據計算煙氣的干基氧量。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置位于所述空預器前端的主 煙道中。
3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的含氧量測量裝置為氧化鋯探頭。
4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述旁路煙道的出口位于所述空預器后端 的主煙道中。
5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的濕度值測量裝置為濕度計。
6.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的數據處理裝置為計算機。
7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置為旋風子除灰裝置。
8.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的除灰裝置為錐形除灰裝置。
9.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述旋風子除灰裝置的出灰口處固定一彈 黃片。
10.如權利要求8所述的系統，其特征在于，所述錐形除灰裝置的出灰口處固定一彈簧片。
專利摘要本實用新型提供一種煙氣干基氧量測量系統，包括主煙道、空預器，空預器設置于所述的主煙道中；除灰裝置，用于從空預器前端的主煙道中采集待測煙氣，并對待測煙氣進行除灰處理；旁路煙道，用于將除灰裝置除灰處理后的待測煙氣送入空預器后端的主煙道；濕基氧量測量裝置，用于檢測旁路煙道中待測煙氣的濕基氧量，并將檢測的濕基氧量數據輸出；濕度值測量裝置，用于檢測旁路煙道中待測煙氣的濕度值，并將檢測的濕度值數據輸出；數據處理裝置，用于根據輸出的濕基氧量數據及濕度值數據計算煙氣的干基氧量。利用本實用新型的技術方案，可以精確測量煙氣的干基氧量，并根據干基氧量實現對干燃燒風量的精確控制。
文檔編號G01N27/417GK201653972SQ20092027203
公開日2010年11月24日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者趙振寧 申請人:華北電力科學研究院有限責任公司