摘要:氨逃逸是反映燃煤電廠SCR煙氣脫硝系統(tǒng)運行性能狀況的關(guān)鍵參數(shù)由于國內(nèi)燃煤電廠粉塵含量高、氨逃逸分布不均等原因，氨逃逸率檢測存在一些問題本文對氨逃逸測量方法進(jìn)行對比分析，介紹了一種基于PIMs術(shù)的多點在線式氨逃逸檢測系統(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煙氣脫硝運行的關(guān)鍵控制參數(shù)，其控制不當(dāng)將會導(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)境污染等問題。實際運行中受脫硝催化劑性能、煙氣條件波動、流場偏差等因素的影響，往往造成氨逃逸超標(biāo)。因此，實時、在線、精確測量氨逃逸率，是脫硝裝置安全、穩(wěn)定、高效運行的重要保障。

本文介紹的基于PIMs技術(shù)的多點在線式氨逃逸檢測系統(tǒng)，采用多點在線式激光光譜技術(shù)，實現(xiàn)對氨濃度的快速、準(zhǔn)確和多點測量。

1 測量原理

基于PIMS技術(shù)的多點在線式氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)采用偽原位檢測系統(tǒng)(Pseudo In- Situ Measurement system)，該系統(tǒng)的光學(xué)監(jiān)測端集成了所有的采樣、檢測組件于一體，直接安裝在煙道上。氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)主機與光學(xué)監(jiān)測端系統(tǒng)是通過光纖和同軸電纜連接的，沒有傳統(tǒng)的采樣管線，煙氣通過插在煙道中的取樣探桿被直接抽取到高溫檢測池，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，杜絕了氨氣吸附問題，檢測完的樣氣返回?zé)煹酪詽M足環(huán)保要求，形式和功能上近似于原位檢測，稱之為偽原位檢測。

圖1偽原位光學(xué)監(jiān)測端原理圖

2氨逃逸測量方法對比分析

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

2.1原位對射式

脫硝系統(tǒng)原煙氣煙塵含量高達(dá)30- 100g/m3，對射式氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)光束無法穿透或者穿過非常微弱，影響分析的精度，從而影響測量結(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原位對射式、直接抽取式氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)光程都在1-2米，靈敏度在~1- 2ppm，無法滿足。0一3ppm的NH3濃度監(jiān)測要求。脫硝煙道內(nèi)流場紊亂，NH3、 SO2、NOx分布不均勻，單點測量沒有代表性，不能反映整個煙道真實的氨逃逸分布情況。

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)采樣管線帶來的ABS結(jié)晶而導(dǎo)致側(cè)不出氨氣的問題。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，過濾粉塵，避免粉塵對光強度影響。過濾器帶有反吹系統(tǒng)，避免濾芯堵塞。主機內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)氨氣考核模塊，實時在線校正，免人工校正。光學(xué)監(jiān)測端具有同時監(jiān)測氨逃逸濃度和煙氣中的H2O含量的功能。通過H2O含量的一致性來判斷光學(xué)監(jiān)測端是否存在采樣泄漏、是否工作正常。

表1氨逃逸測量方法對比分析

3在某電廠的應(yīng)用情況

3.1某電廠600MW機組氨逃逸在線監(jiān)測儀表采用原位對射式氨逃逸檢測裝置，機組負(fù)荷、入口NOx濃度變化時，A,B側(cè)氨逃逸測量數(shù)值始終無波動趨勢，A側(cè)氨逃逸測量數(shù)值始終維持在2.22ppm, B側(cè)氨逃逸測量數(shù)值始終維持在2.5ppm.

3.2某電廠利用停機機會，更換為偽原位多點在線式激光光譜氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)。采用一套控制主機(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)端配合一套多點煙氣取樣器，每套煙氣取樣器取樣點為3個。改造后氨逃逸側(cè)量值隨機組負(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)器堵塞問題，避免電廠因空預(yù)器堵塞造成的被迫停機，減少非計劃性停機造成的不必要經(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，提高氨利用率，減少氨逃逸量，平均節(jié)氨量超過20%，每年節(jié)約70- 125萬元。

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)機電耗20%以上，每年節(jié)約20- 25萬元。

5結(jié)束語

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