摘要:氨逃逸是反映燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)運(yùn)行性能狀況的關(guān)鍵參數(shù)由于國(guó)內(nèi)燃煤電廠粉塵含量高、氨逃逸分布不均等原因，氨逃逸率檢測(cè)存在一些問(wèn)題本文對(duì)氨逃逸測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比分析，介紹了一種基于PIMs術(shù)的多點(diǎn)在線式氨逃逸檢測(cè)系統(tǒng)及在某電廠的應(yīng)用情況，為脫硝系統(tǒng)噴氨量提供調(diào)整依據(jù)

氨逃逸是燃煤電廠SCR煙氣脫硝運(yùn)行的關(guān)鍵控制參數(shù)，其控制不當(dāng)將會(huì)導(dǎo)致空預(yù)器堵塞腐蝕、煙氣阻力損失增大、氨氣吸附在飛灰中造成環(huán)境污染等問(wèn)題。實(shí)際運(yùn)行中受脫硝催化劑性能、煙氣條件波動(dòng)、流場(chǎng)偏差等因素的影響，往往造成氨逃逸超標(biāo)。因此，實(shí)時(shí)、在線、精確測(cè)量氨逃逸率，是脫硝裝置安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的重要保障。

本文介紹的基于PIMs技術(shù)的多點(diǎn)在線式氨逃逸檢測(cè)系統(tǒng)，采用多點(diǎn)在線式激光光譜技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)氨濃度的快速、準(zhǔn)確和多點(diǎn)測(cè)量。

1 測(cè)量原理

基于PIMS技術(shù)的多點(diǎn)在線式氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用偽原位檢測(cè)系統(tǒng)(Pseudo In- Situ Measurement system)，該系統(tǒng)的光學(xué)監(jiān)測(cè)端集成了所有的采樣、檢測(cè)組件于一體，直接安裝在煙道上。氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主機(jī)與光學(xué)監(jiān)測(cè)端系統(tǒng)是通過(guò)光纖和同軸電纜連接的，沒(méi)有傳統(tǒng)的采樣管線，煙氣通過(guò)插在煙道中的取樣探桿被直接抽取到高溫檢測(cè)池，所有氣體接觸部分溫控在300度左右以防止ABS(硫酸氫按)生成，取樣探桿采用特殊的鍍膜技術(shù)，材質(zhì)為316L，杜絕了氨氣吸附問(wèn)題，檢測(cè)完的樣氣返回?zé)煹酪詽M足環(huán)保要求，形式和功能上近似于原位檢測(cè)，稱之為偽原位檢測(cè)。

圖1偽原位光學(xué)監(jiān)測(cè)端原理圖

2氨逃逸測(cè)量方法對(duì)比分析

目前氨逃逸主要的測(cè)量方式有可調(diào)諧激光吸收光譜(TDLAS)式，其中分為激光原位對(duì)射式、直接抽取式等。

2.1原位對(duì)射式

脫硝系統(tǒng)原煙氣煙塵含量高達(dá)30- 100g/m3，對(duì)射式氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)光束無(wú)法穿透或者穿過(guò)非常微弱，影響分析的精度，從而影響測(cè)量結(jié)果的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確度。鍋爐負(fù)荷經(jīng)常變化導(dǎo)致光束偏移，降低監(jiān)測(cè)精度，增加維護(hù)量。

2.2直接抽取式

就地氣體有預(yù)處理系統(tǒng)，采樣管伴熱溫度不超過(guò)1800C ,ABS(硫酸氫銨)在采樣管線中快速生成，導(dǎo)致采樣管線中NH3部分損失。

2.3原位對(duì)射式、直接抽取式氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)光程都在1-2米，靈敏度在~1- 2ppm，無(wú)法滿足。0一3ppm的NH3濃度監(jiān)測(cè)要求。脫硝煙道內(nèi)流場(chǎng)紊亂，NH3、 SO2、NOx分布不均勻，單點(diǎn)測(cè)量沒(méi)有代表性，不能反映整個(gè)煙道真實(shí)的氨逃逸分布情況。

2.4PIMs技術(shù)最大限度保證煙氣采樣不失真，從根本上避免傳統(tǒng)采樣管線帶來(lái)的ABS結(jié)晶而導(dǎo)致側(cè)不出氨氣的問(wèn)題。全程高溫溫控系統(tǒng)，避免氨氣損失和ABS生成。采用全金屬外鍍膜濾芯，過(guò)濾粉塵，避免粉塵對(duì)光強(qiáng)度影響。過(guò)濾器帶有反吹系統(tǒng)，避免濾芯堵塞。主機(jī)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)氨氣考核模塊，實(shí)時(shí)在線校正，免人工校正。光學(xué)監(jiān)測(cè)端具有同時(shí)監(jiān)測(cè)氨逃逸濃度和煙氣中的H2O含量的功能。通過(guò)H2O含量的一致性來(lái)判斷光學(xué)監(jiān)測(cè)端是否存在采樣泄漏、是否工作正常。

表1氨逃逸測(cè)量方法對(duì)比分析

3在某電廠的應(yīng)用情況

3.1某電廠600MW機(jī)組氨逃逸在線監(jiān)測(cè)儀表采用原位對(duì)射式氨逃逸檢測(cè)裝置，機(jī)組負(fù)荷、入口NOx濃度變化時(shí)，A,B側(cè)氨逃逸測(cè)量數(shù)值始終無(wú)波動(dòng)趨勢(shì)，A側(cè)氨逃逸測(cè)量數(shù)值始終維持在2.22ppm, B側(cè)氨逃逸測(cè)量數(shù)值始終維持在2.5ppm.

3.2某電廠利用停機(jī)機(jī)會(huì)，更換為偽原位多點(diǎn)在線式激光光譜氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用一套控制主機(jī)(安裝在CEMS 小間)，四套PIMS光學(xué)端，A,B側(cè)煙道各布置兩套，每套光學(xué)端配合一套多點(diǎn)煙氣取樣器，每套煙氣取樣器取樣點(diǎn)為3個(gè)。改造后氨逃逸側(cè)量值隨機(jī)組負(fù)荷、SCR反應(yīng)器入口NOx濃度變化跟隨性較好，A,B側(cè)氨逃逸變化趨勢(shì)基本一致。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1有效防止氨逃逸造成的空預(yù)器堵塞問(wèn)題，避免電廠因空預(yù)器堵塞造成的被迫停機(jī)，減少非計(jì)劃性停機(jī)造成的不必要經(jīng)濟(jì)損失。

4.2有效控制氨的精準(zhǔn)噴射，降低氨逃逸量造成的浪費(fèi)，提高氨利用率，減少氨逃逸量，平均節(jié)氨量超過(guò)20%，每年節(jié)約70- 125萬(wàn)元。

4.3有效防止ABS的形成，避免空預(yù)器堵塞造成的壓阻升高，從而可有效降低引風(fēng)機(jī)電耗20%以上，每年節(jié)約20- 25萬(wàn)元。

5結(jié)束語(yǔ)

基于PIMs技術(shù)的多點(diǎn)在線式氨逃逸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)量準(zhǔn)確度高，脫硝出口氮氧化物與氨逃逸變化趨勢(shì)基本一致，可以滿足火電廠超低排放條件下SCR脫硝裝置氨逃逸檢測(cè)需求，為脫硝系統(tǒng)噴氨量提供調(diào)整依據(jù)。