摘 要：基于(yu)ABB LS25原位激光在線監(jian)測(ce)分(fen)析儀(yi)，針對該分(fen)析儀(yi)在現(xian)場(chang)使用中頻繁出(chu)現(xian)的離線問題，提(ti)出(chu)了(le)(le)(le)氨逃(tao)(tao)逸測(ce)量(liang)的改(gai)造方法(fa)。改(gai)造后(hou)的測(ce)量(liang)裝置(zhi)實現(xian)了(le)(le)(le)對氨逃(tao)(tao)逸精確的測(ce)量(liang)，提(ti)高了(le)(le)(le)測(ce)量(liang)可靠性，減(jian)少了(le)(le)(le)設備維護工(gong)作量(liang)，為同類(lei)型氨逃(tao)(tao)逸測(ce)量(liang)裝置(zhi)改(gai)造提(ti)供(gong)了(le)(le)(le)參考。

關鍵詞(ci)：ABB LS25;氨(an)逃逸;脫硝;在線監測;

大壩電(dian)廠四期工程2×660 MW超(chao)超(chao)臨界機組(zu)采用(yong)選擇性催(cui)化還原法煙(yan)氣(qi)(qi)脫硝(ive catalytic reduction,SCR)技術(shu)，即在(zai)305～420℃溫度范(fan)圍(wei)內，將適(shi)量(liang)的(de)(de)氨氣(qi)(qi)噴入高溫煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)，在(zai)催(cui)化劑的(de)(de)作用(yong)下(xia)，氨氣(qi)(qi)與(yu)鍋(guo)爐排(pai)放的(de)(de)原煙(yan)氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)(de)NOx充分發生反(fan)應，最(zui)終生成(cheng)無(wu)害的(de)(de)氮氣(qi)(qi)和水，化學方程式為

在(zai)保證脫硝效率前提下(xia)(xia)，脫硝系統要噴入(ru)(ru)足(zu)夠量(liang)的(de)(de)氨(an)氣(qi)(qi)，這就(jiu)存在(zai)氨(an)氣(qi)(qi)反(fan)應(ying)不完(wan)全逃(tao)(tao)逸(yi)的(de)(de)情況(kuang)。氨(an)逃(tao)(tao)逸(yi)會(hui)導(dao)致空預器堵塞腐蝕、煙氣(qi)(qi)阻力損失增大(da)、氨(an)氣(qi)(qi)吸附在(zai)飛灰中造成環境污染(ran)，以(yi)及(ji)還(huan)原劑(ji)損耗影響企業效益等問題。為(wei)了保證氮氧化(hua)物充分反(fan)應(ying)并避免噴氨(an)過量(liang)造成的(de)(de)氨(an)氣(qi)(qi)的(de)(de)浪費(fei)和(he)對下(xia)(xia)游設備(bei)的(de)(de)損害(hai)，需(xu)要對氨(an)逃(tao)(tao)逸(yi)進行(xing)實時監測分析(xi)，達到還(huan)原劑(ji)氨(an)氣(qi)(qi)注入(ru)(ru)量(liang)的(de)(de)最優化(hua)。

1 氨逃逸在線監測系統

大壩電(dian)廠7、8號爐氨逃逸在線(xian)監(jian)測(ce)(ce)系統采用ABB LS25原位(wei)激(ji)(ji)光(guang)分(fen)析儀，它由激(ji)(ji)光(guang)發(fa)(fa)射(she)單元(yuan)和接(jie)收(shou)(shou)單元(yuan)構(gou)成(cheng)，分(fen)別安裝(zhuang)在SCR系統出(chu)口煙道的(de)對角(jiao)側，激(ji)(ji)光(guang)發(fa)(fa)射(she)端(duan)發(fa)(fa)射(she)出(chu)特定波長的(de)激(ji)(ji)光(guang)，煙氣(qi)(qi)中(zhong)的(de)NH3吸(xi)收(shou)(shou)激(ji)(ji)光(guang)形成(cheng)吸(xi)收(shou)(shou)光(guang)譜，在接(jie)收(shou)(shou)端(duan)對監(jian)測(ce)(ce)到的(de)光(guang)信(xin)(xin)號進(jin)行分(fen)析，然(ran)后通過光(guang)電(dian)轉換(huan)器將分(fen)析結果傳(chuan)輸至發(fa)(fa)送(song)(song)端(duan)的(de)PDA，從而得出(chu)所測(ce)(ce)氣(qi)(qi)體的(de)濃度轉換(huan)為(wei)4～20mA電(dian)流信(xin)(xin)號送(song)(song)至PLC，最終到達(da)DCS進(jin)行監(jian)視，如圖1所示。

7號機組(zu)投產(chan)運行期(qi)間，氨(an)逃逸在線監測裝置頻繁報警顯(xian)示對光率(lv)低故(gu)障，氨(an)逃逸檢測裝置在不(bu)同負荷下的(de)對光率(lv)見表1。

根據《ABB AO2000-LS25激光(guang)分析儀操作手冊》的要求，在(zai)儀器(qi)調節對準后，所允許的激光(guang)器(qi)和接收(shou)器(qi)中軸(zhou)之(zhi)間(jian)由于溫(wen)度或震動影(ying)響而產生(sheng)的對光(guang)率(lv)大于15%，最大角(jiao)度偏差小于0.3°才(cai)不會對測量產生(sheng)影(ying)響。在(zai)機(ji)組運行期間(jian)，當鍋爐在(zai)尾部(bu)聲波吹(chui)灰和負荷變化時，測量裝置都會因(yin)為煙道震動或受熱膨脹導致(zhi)發射和接收(shou)單元(yuan)不在(zai)一條(tiao)中軸(zhou)線(xian)上而造成數據離(li)線(xian)，如圖(tu)2所示。

2 氨(an)逃逸(yi)在線監測系統改造(zao)

2.1 改(gai)造方案的(de)選擇

2.1.1 方案一(yi)，更(geng)換(huan)為抽取式激(ji)光分析儀

與煙氣(qi)(qi)在(zai)線監測系統(continuous emission monitoring system,CEMS)監測相似，利用采樣探頭將煙氣(qi)(qi)抽取到煙道外部(bu)進(jin)行測量(liang)(liang)。方案優點是可對(dui)煙氣(qi)(qi)中的粉塵進(jin)行過(guo)濾，徹(che)底解決了(le)因(yin)對(dui)光率低(di)出現分析儀無法(fa)測量(liang)(liang)氨(an)氣(qi)(qi)濃(nong)度(du)的問題(ti)。缺點是氨(an)氣(qi)(qi)會吸(xi)附(fu)在(zai)測量(liang)(liang)管(guan)線上，容易腐蝕管(guan)線;抽取后的氨(an)氣(qi)(qi)濃(nong)度(du)會發生變化，影響測量(liang)(liang)精度(du)。

2.1.2 方(fang)案二，氨逃逸(yi)測量裝置改為(wei)1根(gen)管總成式設計

發射單元(yuan)和(he)(he)接收(shou)(shou)單元(yuan)使用1根管(guan)總成(cheng)式連(lian)接，改裝(zhuang)后(hou)的(de)激光(guang)分(fen)析儀的(de)發射單元(yuan)和(he)(he)接收(shou)(shou)單元(yuan)使用1根內插管(guan)進行(xing)連(lian)接，在接收(shou)(shou)端(duan)安(an)裝(zhuang)膨(peng)脹節、調節套(tao)管(guan)，即使在煙(yan)(yan)道(dao)受熱膨(peng)脹時，該端(duan)膨(peng)脹節通(tong)過伸縮作為(wei)煙(yan)(yan)道(dao)受熱膨(peng)脹的(de)補償，有效解決(jue)了煙(yan)(yan)道(dao)受熱膨(peng)脹帶來的(de)激光(guang)儀對光(guang)難的(de)問題，并增加反(fan)吹氣(qi)孔(kong)(kong)，測量(liang)時兩(liang)端(duan)圓孔(kong)(kong)封(feng)閉，當反(fan)吹氣(qi)源(yuan)壓力過低，內插管(guan)中間形成(cheng)積灰(hui)時，只要打開兩(liang)端(duan)圓孔(kong)(kong)的(de)封(feng)蓋(gai)，利(li)用測點(dian)煙(yan)(yan)道(dao)與大氣(qi)形成(cheng)的(de)負壓把積灰(hui)吹走。方案優點(dian)是測量(liang)溫(wen)度(du)為(wei)實時煙(yan)(yan)溫(wen)，煙(yan)(yan)氣(qi)成(cheng)分(fen)和(he)(he)組分(fen)濃(nong)度(du)不變(bian)。缺點(dian)是改造(zao)過程(cheng)耗時長。

2.1.3 方(fang)案三，改(gai)為滲透管式測量方(fang)式

陶(tao)瓷(ci)滲透(tou)(tou)管(guan)作為腔(qiang)體(ti)插入(ru)(ru)煙道中進(jin)行測量(liang)，煙氣通過壓(ya)差(cha)進(jin)入(ru)(ru)腔(qiang)體(ti)。方(fang)案優點(dian)是溫度、煙氣成分不(bu)變，可(ke)過濾粉塵且光路穩定(ding)。缺點(dian)是陶(tao)瓷(ci)滲透(tou)(tou)管(guan)對(dui)氨氣有(you)(you)吸(xi)附，氨氣吸(xi)附和解析量(liang)與溫度有(you)(you)關，煙氣更新慢、光路短。從經濟性、可(ke)實施性、可(ke)靠性3個方(fang)面對(dui)3套方(fang)案進(jin)行對(dui)比(bi)，最終確定(ding)選用方(fang)案二(er)。

2.2 方案實施

在脫硝出口煙道的對角側(ce)，將內插管(guan)一端(duan)直接與煙道壁焊(han)接，帶(dai)套(tao)管(guan)與膨脹(zhang)節的一端(duan)將套(tao)管(guan)與煙道壁焊(han)接，再將發射端(duan)和接收端(duan)用法(fa)蘭(lan)與內插管(guan)連接，結構如圖3所示。

3 效果評價

改造后(hou)的氨逃(tao)逸(yi)監(jian)測(ce)裝置對光(guang)率大幅提升(sheng)，接收(shou)端不再(zai)受(shou)到煙道震動及受(shou)熱膨(peng)脹的影響，消除了(le)氨逃(tao)逸(yi)在線(xian)監(jian)測(ce)數據離線(xian)故障(zhang)，提高了(le)設(she)備(bei)可靠性(xing)，改造后(hou)在線(xian)監(jian)測(ce)裝置離線(xian)情況如(ru)表2所(suo)示。

氨(an)(an)(an)逃(tao)逸(yi)(yi)在(zai)(zai)線監(jian)測系(xi)統(tong)的(de)(de)改(gai)造，有效避免了(le)由于煙道震動或受熱膨(peng)脹造成氨(an)(an)(an)逃(tao)逸(yi)(yi)數(shu)據離線而受到環(huan)保處罰(fa)的(de)(de)風險。改(gai)裝(zhuang)后(hou)的(de)(de)氨(an)(an)(an)逃(tao)逸(yi)(yi)在(zai)(zai)線監(jian)測分析儀投運后(hou)，在(zai)(zai)滿足氮(dan)氧(yang)化物排放要求的(de)(de)基礎上實(shi)現了(le)精細(xi)噴氨(an)(an)(an)，提高了(le)機組(zu)安全經(jing)濟性(xing)。

4 結論

(1)氨(an)(an)(an)逃(tao)(tao)逸分(fen)析(xi)儀的改造(zao)設(she)計(ji)結構簡單，安(an)全可靠(kao)，實(shi)際使用效果(guo)良(liang)好，大(da)幅減少了(le)設(she)備維護工作(zuo)量(liang)。(2)改造(zao)后的氨(an)(an)(an)逃(tao)(tao)逸分(fen)析(xi)儀實(shi)現了(le)對(dui)氨(an)(an)(an)逃(tao)(tao)逸的精確(que)測量(liang)，避免因測量(liang)不準導致氨(an)(an)(an)氣進入大(da)氣污染環境。(3)改裝后的氨(an)(an)(an)逃(tao)(tao)逸在線監測分(fen)析(xi)儀投運后，運行人員根(gen)據氨(an)(an)(an)逃(tao)(tao)逸量(liang)實(shi)現精細噴氨(an)(an)(an)，避免氨(an)(an)(an)氣的浪(lang)費和對(dui)下游設(she)備的損(sun)害(hai)。

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