[发明专利]锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置

说明书

本发明涉及一种锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置，该装置设有壳体，壳体的内腔为烟气通道，烟气通道两侧分别设置烟气进口和烟气出口，该装置安装在锅炉水冷壁背火侧的保温层中，并在锅炉水冷壁鳍片上开设有与烟气进口相适配的取样口，烟气进口经水冷壁背火侧安装在该取样口上，并经该取样口与锅炉连通。其产生的有益效果是，有效的解决了烟气取样探头（枪）烧损、堵塞和烟气取样管道堵塞问题。

技术领域

本发明涉及一种燃煤电厂锅炉水冷壁高温腐蚀监控与防治技术，具体涉及一种燃煤锅炉炉膛水冷壁近壁区烟气取样装置，属于电力及动力工程技术领域。

背景技术

近年来，随着环保要求的日益严格，特别是火电厂NOx排放标准的不断提高，燃煤电厂均实施了NOx控制技术改造，采用的主流技术为低氮燃烧技术+SCR烟气脱硝技术。锅炉低氮燃烧技术组织形成的炉内强还原区虽可降低NOx的排放，但加剧了锅炉水冷壁高温腐蚀。燃煤电站锅炉水冷壁高温腐蚀是典型的硫化物腐蚀。水冷壁壁温及其近壁区烟气含氧量是影响高温腐蚀的两个关键因素。在壁温设定的条件下，提高近壁区烟气含氧量是缓解水冷壁高温腐蚀的有效途径。监测水冷壁近壁区烟气中O2、CO及腐蚀性气体H2S的浓度，是提高近壁区氧量的前提，也是开展高温腐蚀监测的基础。

目前，针对锅炉水冷壁近壁区烟气组分的监测，国内外研究者已提出了相关技术方案。专利200810236550.8提出了一种在线监测锅炉水冷壁高温腐蚀的装置与方法，包括烟气采样管、烟气分析仪、工控机、高温热电偶、显示器。通过在鳍片管上开孔布置烟气采样管，借助烟气分析仪抽取并测量烟气中CO、O2和SO2，结合高温热电偶测得的水冷壁壁温，经工控机利用改进的模糊层次分析法进行处理，得到当前高温腐蚀影响因素的权重大小，并将排序结果显示在显示器画面上。上述装置烟气采样管直接伸入炉膛内，存在烧损的风险，关于水蒸气对SO2测量的影响未给出明确的措施。

为了解决技术中涉及的取样装置堵塞问题，专利2012100887830.3提出了一种锅炉水冷壁高温腐蚀气氛监测装置。通过在烟气取样探头内部布置绞龙，在有效避免大颗粒未燃尽煤粉和渣块进入烟气取样探头的同时，还可以将进入锅炉冷凝器的细颗粒通过绞龙的搅动作用送回炉膛，显著提高高温腐蚀气氛连续监测的可靠性。但是，该装置的烟气取样探头穿过膜式水冷壁，露出部分的长度约5～10mm，绞龙的一端伸出取样探头约0～5mm，进去炉膛的取样探头和绞龙因没有冷却存在烧损的问题。另外，绞龙为活动部件极易受粉尘的影响而磨损泄露，运行可靠性不高。

实时监测水冷壁近壁区烟气组分对预防和治理水冷壁高温腐蚀具有重要的意义和价值，但由于炉膛内部烟气温度高、组分复杂、含尘量大、水冷壁鳍片宽度小、取样困难等诸多原因，导致目前已有技术在应用中尚存在以下问题：

（1）烟气取样探头（枪、装置）易烧损

由于炉膛温度高、辐射换热强、烟气取样流量小、冷却效果差等原因，安装在水冷壁上的烟气取样探头，特别是伸入炉膛内部的探头，极容易被烧损。烟气取样探头一旦烧损，会导致密封不严，出现泄露，致使测量结果失真。另外，烧损的探头前端发生熔融而变形，会导致前端取样管道堵塞，而此类堵塞采用常规的反吹等措施无法解决，致使系统无法正常工作。

（2）烟气取样口及烟气取样管路易堵塞

现有技术普遍采用鳍片开小孔抽取烟气的取样方式。由于水冷壁鳍片尺寸小（一般宽度20mm），开得孔一般直径较小，极容易被炉膛中呈熔融态的未燃尽灰渣堵塞。另外，由于绝大多数技术过滤装置安装在距取样口一定距离的烟气取样管道内，虽然系统配备反吹装置，但烟气取样管道仍特别容易堵塞。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提供一种可以有效防堵塞的锅炉水冷壁近壁区烟气取样装置。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：