一种锅炉水冷壁的近壁烟气成分测量装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114112936A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111417691.1(51)Int.Cl.(22)申请日2021.11.25G01N21/25(2006.01)G01N21/01(2006.01)(71)申请人国能国华（北京）电力研究院有限公司地址100192北京市昌平区未来科学城英才北二街9号101号楼1511室申请人神华国华寿光发电有限责任公司上海理工大学(72)发明人李智华谢建文王锋杨斌张志远薛文华诸星辰王演铭平力王晓东杨杨(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人黎雷权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称一种锅炉水冷壁的近壁烟气成分测量装置及方法(57)摘要本发明公开了一种锅炉水冷壁的近壁烟气成分测量装置及方法。该测量装置包括：高温烟气取样探针、光源发生部、光吸收部和透射光测量部，其中：所述光吸收部包括气体吸收池、光入射口和光出射口；所述高温烟气取样探针的烟气出口连接所述气体吸收池：以及，所述光源发生部连接所述光入射口，所述透射光测量部连接所述光出射口，以使得入射光路流经所述气体吸收池，并从所述光出射口射出。这样可以通过透射光测量部测量出的透射光的强度，并结合光源发生部所发出的光的强度，计算出透光率，进而确定高温烟气中被测气体的浓度，从而能够用于评估近壁烟气对锅炉水冷壁的高温腐蚀倾向。CN114112936ACN114112936A权利要求书1/2页1.一种锅炉水冷壁的近壁烟气成分测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：高温烟气取样探针(2)、光源发生部(3)、光吸收部(4)和透射光测量部(5)，其中：所述光吸收部(4)包括气体吸收池(46)、光入射口和光出射口；所述高温烟气取样探针(2)的烟气出口连接所述气体吸收池(46)：以及，所述光源发生部(3)连接所述光入射口，所述透射光测量部(5)连接所述光出射口，以使得入射光路流经所述气体吸收池(46)，并从所述光出射口射出。2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光吸收部(4)还包括光学镜片模组(45)，用于通过所述光学镜片模组(45)的反射，使得入射光路流经所述气体吸收池(46)，并从所述光出射口射出。3.如权利要求2所述的测量装置，其特征在于，所述光学镜片模组(45)包括：设置于所述气体吸收池(46)第一端内壁的第一光学镜片模组(451)和设置于所述气体吸收池(46)第二端内壁的第二光学镜片模组(452)，其中：所述第一光学镜片模组(451)，用于将光反射至所述第二光学镜片模组(452)；所述第二光学镜片模组(452)，用于将光反射至所述光出射口。4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，第一光学镜片模组(451)中的光学镜片与所述气体吸收池(46)第一端内壁的夹角为0～80度；以及，第二光学镜片模组(452)中的光学镜片与所述气体吸收池(46)第二端内壁的夹角为0～80度。5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述光源发生部(3)包括光源和光纤准直器；以及，所述光源用于向所述光纤准直器的输入端发出光；所述光纤准直器的输出端通过光纤与所述光吸收部(4)的光入射口连接。6.一种基于权利要求1～5任意一项所述测量装置的锅炉水冷壁近壁烟气成分测量方法，其特征在于，所述测量方法包括：通过所述测量装置中的透射光测量部，测量出目标波长的光谱的入射光强度和透射光强度；利用近壁烟气成分分析数据处理方法，对所述入射光强度和所述透射光强度进行处理，以确定锅炉水冷壁近壁烟气中被测气体的浓度。7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，利用近壁烟气成分分析数据处理方法，对所述入射光强度和所述透射光强度进行处理，以确定锅炉水冷壁近壁烟气中被测气体的浓度，具体包括：通过如下公式确定锅炉水冷壁近壁烟气中被测气体的浓度：其中，Ci为被测气体i的浓度；τ(λ)为通过通过所述入射光强度和所述透射光强计算得到的差分光学厚度；L为被测气体的光程；σf(λ)为被测气体吸收快变吸收截面；λ为目标波长。8.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：通过选取特定波段数据进行最小二乘法拟合，对被测气体的浓度进行优化。9.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，所述被测气体包括CO、NO、SO2、H2S、氧气2CN114112936A权利要求书2/2页中的一种或多种。10.如权利要求9所述的测量方法，其特征在于，被测气体包括CO、NO、SO2、H2S、氧气中的多种；以及，利用近壁烟气成分分析数据处理方法，对所述入射光强度和所述透射光强度进行处理，以确定锅炉水冷壁近壁烟气中被测气体的浓度，具体包括：针对气体交叉干扰问题，结合多气体组分综合反演方法以