山(shan)東新澤(ze)儀器有限公司作為(wei)氨(an)逃逸(yi)(yi)的生產(chan)廠家(jia)，分(fen)析了氨(an)逃逸(yi)(yi)常(chang)規測(ce)(ce)量(liang)方(fang)法(fa)存(cun)在(zai)的問(wen)題，并提出目(mu)前氨(an)逃逸(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)的 3 種優化解決方(fang)案(an)。有脫硝噴氨(an)優化改(gai)造(zao)需求的用戶可根(gen)據電(dian)廠實際煙氣工況選擇恰當的氨(an)逃逸(yi)(yi)測(ce)(ce)量(liang)方(fang)案(an)，減少因(yin)分(fen)析儀選型不當而(er)造(zao)成后(hou)期運行成本增加或資源浪費。

1 氨逃(tao)逸分析儀(yi)基本原理

氨逃逸分(fen)析儀大多采取激光光譜測量或化學(xue)發光法(fa)測量技(ji)術。

1． 1 激光光譜測(ce)量技術

激(ji)光(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)譜測(ce)量技術采用可調(diao)諧半導體激(ji)光(guang)(guang)(guang)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)譜( TDLAS)進行測(ce)量。當激(ji)光(guang)(guang)(guang)二極管的光(guang)(guang)(guang)通過被(bei)測(ce)量氣(qi)體時，其波長(chang)可調(diao)諧成被(bei)測(ce)氣(qi)體的吸收(shou)波長(chang)，此光(guang)(guang)(guang)被(bei)調(diao)諧波長(chang)掃描，并由(you)光(guang)(guang)(guang)二極管把透過的光(guang)(guang)(guang)信號記(ji)錄(lu)下來(lai)，由(you)計(ji)算(suan)單元計(ji)算(suan)吸收(shou)光(guang)(guang)(guang)的信號大(da)小(xiao)，進而得(de)到氣(qi)體的濃度。

1． 2 化學發光(guang)法測量技術

使用(yong)化學發光法測量的分析(xi)儀取樣探頭包(bao)含多個測量通道(dao)(dao)(dao)，分別為 NO，NOx和 NO － NO2－ NH3通道(dao)(dao)(dao)。NOx通道(dao)(dao)(dao)配置了(le)轉換器，在 325 ℃ 高(gao)溫(wen)下(xia)可(ke)將 NO2轉換為 NO。NO － NO2－ NH3通道(dao)(dao)(dao)配置了(le)轉換模塊，在 750 ℃ 高(gao)溫(wen)下(xia)可(ke)將 NO2和 NH3轉換為NO。

首先(xian)，外置(zhi)蠕動泵抽(chou)取樣氣至(zhi)(zhi) 3 個不同的(de)(de)(de)(de)測(ce)量通(tong)道中，NO，NO2，NH3組分在對應(ying)的(de)(de)(de)(de)測(ce)量通(tong)道內(nei)轉(zhuan)化為 NO 后分別進入分析儀反(fan)(fan)應(ying)室，轉(zhuan)換(huan)過程如(ru)式( 1) —( 3) ，在反(fan)(fan)應(ying)室中和分析儀內(nei)部臭(chou)氧(yang)發生(sheng)(sheng)器(qi)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)臭(chou)氧(yang)混合，NO 與(yu)臭(chou)氧(yang)發生(sheng)(sheng)化學(xue)反(fan)(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)(sheng)受到(dao)激(ji)(ji)勵的(de)(de)(de)(de) NO2和一(yi)種(zhong)(zhong)(zhong)特有的(de)(de)(de)(de)光 hv，這種(zhong)(zhong)(zhong)光的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)與(yu)NO 的(de)(de)(de)(de)含量呈(cheng)線性關系: 當受到(dao)激(ji)(ji)勵的(de)(de)(de)(de) NO2分子衰減至(zhi)(zhi)較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)能量狀態時便會發光，分析儀內(nei)光電(dian)倍增管將會檢測(ce)這種(zhong)(zhong)(zhong)光，轉(zhuan)而產(chan)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)比(bi)例的(de)(de)(de)(de)電(dian)信號(hao)，此電(dian)信號(hao)將由微處(chu)理器(qi)處(chu)理成(cheng)(cheng) NO 含量讀數。

通(tong)過 3個(ge)測量(liang)通(tong)道(dao)，分(fen)別可以獲(huo)得(de) NO，NOx( NO + NO2) 和(he)NOt( NO + NO2+ NH3) 的(de)含(han)(han)量(liang)。此可以推得(de): NO2的(de)含(han)(han)量(liang)由 NOx通(tong)道(dao)獲(huo)得(de)的(de)含(han)(han)量(liang)減去 NO 通(tong)道(dao)獲(huo)得(de)的(de)含(han)(han)量(liang); NH3含(han)(han)量(liang)由 NO － NO2－ NH3通(tong)道(dao)獲(huo)得(de)的(de) NOt含(han)(han)量(liang)減去 NOx通(tong)道(dao)獲(huo)得(de)的(de) NOx含(han)(han)量(liang)。

2 激光(guang)光(guang)譜測量技術及存在的問(wen)題

激光光譜測量(liang)(liang)技術又分(fen)為原位式安裝測量(liang)(liang)法和抽(chou)取冷凝測量(liang)(liang)法。

2． 1 原位(wei)式安(an)裝(zhuang)測量法

原(yuan)位式安(an)裝測量法利用(yong)發射端(duan)發出一束光源( 如紅外(wai)光或紫外(wai)光) 穿過被測介質，根據其另一端(duan)接收或反射的情(qing)況進行(xing)測量。縱觀國外(wai)脫硝技(ji)術發展歷(li)程，原(yuan)位式安(an)裝測量法的技(ji)術已(yi)經比(bi)較(jiao)成(cheng)熟，但在實際應用(yong)上還存(cun)在以下幾(ji)個方面的問題(ti)。

( 1) 由氨(an)逃逸(yi)檢(jian)測裝置的(de)測點位于電除塵器前，煙氣中粉塵量大、儀表的(de)激光透射率(lv)不足，無(wu)法準確(que)測量。

( 2) 為解決在(zai)(zai)煙氣(qi)流(liu)動通道中透射率不(bu)足的問題，很(hen)多原位式(shi)分析儀采用了斜角安裝(zhuang)的方式(shi)。由于煙道在(zai)(zai)斜角處的流(liu)動性不(bu)強(qiang)，存在(zai)(zai)煙氣(qi)流(liu)場分布不(bu)均等問題，加之儀表的激光光程短，使得測量(liang)(liang)數據(ju)忽(hu)高忽(hu)低，測量(liang)(liang)效果較差。

( 3) 分析儀包括發(fa)射(she)端和反射(she)端，振動、熱膨脹(zhang)或沉降(jiang)等原因會造成發(fa)射(she)端與反射(she)端不(bu)在同一直線上，出現激光對射(she)不(bu)準、儀表無讀數或數據跳變等情況，影響儀表的正常使用(yong)。

( 4) 煙氣通道粉塵(chen)含(han)量(liang)大，分(fen)析(xi)儀的發射端(duan)(duan)與(yu)反(fan)射端(duan)(duan)探頭表面(mian)容易積灰，造成發射端(duan)(duan)與(yu)接收端(duan)(duan)鏡片堵塞，增加維護量(liang)( 維護周期一般為(wei) 1 ～ 2 周) 。

( 5) 原(yuan)位測量需要(yao)對(dui)激光進行反(fan)射，而反(fan)射鏡(jing)片就安裝在探(tan)入煙氣通(tong)道內部的分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)前(qian)端，煙氣通(tong)道內溫度變化頻(pin)繁會(hui)導(dao)致分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)前(qian)端密封元件產生形變，容(rong)易使儀(yi)表前(qian)端鏡(jing)片磨損，分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)的正常運行需要(yao)頻(pin)繁更(geng)換鏡(jing)片，鏡(jing)片壽命(ming)最多為(wei) 3 個月，更(geng)換費(fei)用(yong)在 2 萬(wan)(wan) ～ 4 萬(wan)(wan)元/次，一(yi)般每臺機組 1 年的維(wei)護費(fei)在8 萬(wan)(wan) ～ 16 萬(wan)(wan)元，分(fen)析(xi)(xi)儀(yi)后期運行維(wei)護費(fei)用(yong)較(jiao)高(gao)。

2． 2 抽取冷凝測量法

抽(chou)取冷凝測量法首先將樣氣經過一(yi)級(ji)預處(chu)理裝(zhuang)置，濾除煙(yan)(yan)氣中的粉(fen)(fen)塵和水汽。其取樣點(dian)的選(xuan)擇比原位式(shi)安(an)裝(zhuang)測量法靈活，受煙(yan)(yan)道尺寸(cun)和布置的限制少，不足點(dian)是含高濃度粉(fen)(fen)塵的樣氣在探頭部(bu)分(fen)進行過濾時，煙(yan)(yan)氣中的 NH3會被粉(fen)(fen)塵吸(xi)收(shou)掉一(yi)部(bu)分(fen)，使所測數值(zhi)偏低，部(bu)分(fen)機(ji)組只(zhi)能觀察其變(bian)化趨勢。

在沒(mei)有修正曲線時(shi)，該測(ce)(ce)量(liang)(liang)安(an)裝法無法反推實際煙道(dao)中準確的 NH3含量(liang)(liang)。另外預處理裝置的管路(lu)電伴熱要求(qiu)持續穩定運行，如果電伴熱不能長期保證可靠的加熱，將導致煙氣(qi)取(qu)樣管路(lu)發生結(jie)露(lu)，影響測(ce)(ce)量(liang)(liang)結(jie)果。

3 化學發光(guang)法(fa)測量技術及存(cun)在的(de)問題

化學發(fa)光法(fa)測量(liang)通(tong)過(guo)對多通(tong)道測量(liang)數(shu)據的對比將得出 NH3含量(liang)，見式( 1) —( 3) 。其在應用上主要存在以下問(wen)題(ti)。

( 1) 相對(dui)于激光光譜測(ce)量法(fa)，化學發光法(fa)測(ce)量精度相對(dui)較(jiao)高，但分析儀表(biao)位置的選擇往往對(dui)測(ce)量結果影響較(jiao)大(da)。

( 2) 對(dui)比(bi)國內一些電廠的(de)應用情況發(fa)現(xian)，化(hua)學發(fa)光(guang)法(fa)分(fen)析儀需定期進行校準，受 NO － NO2－ NH3轉化(hua)效率、溫度條件等因(yin)素影響的(de)較(jiao)大。

( 3) 化學(xue)發(fa)光(guang)法(fa)測量系統(tong)復雜，傳感器等(deng)易損易耗件多，維護量大且運行(xing)成本較(jiao)高。

( 4) 多(duo)通(tong)道內的樣氣可(ke)能存在交叉干擾。

( 5) 樣(yang)氣(qi)管(guan)路多(duo)且復雜，樣(yang)氣(qi)中存在 NO，NO2，SO2，CO 等刺(ci)激性或有毒(du)氣(qi)體，對(dui)操作(zuo)要求(qiu)高，維護(hu)人員(yuan)操作(zuo)不當可(ke)能(neng)吸入有毒(du)氣(qi)體。

( 6) 樣氣中粉塵含(han)量高，容易造成取樣管(guan)路及分析儀反應室管(guan)路堵塞，因此該方法需(xu)要對樣氣進(jin)行稀釋，一般稀釋至(zhi) 50 :1 或 100:1，但降低管(guan)路堵塞風險同時將增加測量難度。

4 氨(an)逃逸測量技術的 3 種優(you)化解決方案

4． 1 近位多通道測量(liang)

近位(wei)多(duo)通(tong)道測(ce)量(liang)(liang)技術(shu)是在原位(wei)測(ce)量(liang)(liang)技術(shu)的基礎上發展(zhan)而來。由于煙道截面(mian)尺寸較大，為使測(ce)量(liang)(liang)更(geng)具有(you)代(dai)表(biao)性，在煙道截面(mian)設(she)置(zhi)多(duo)個取樣分(fen)析(xi)單元同時(shi)進行測(ce)量(liang)(liang)，并配置(zhi) 1 臺分(fen)析(xi)儀為測(ce)量(liang)(liang)控制中心，如圖 1 所示。

圖 1 近位多通(tong)道(dao)測量構造(zao)

近位多通道測(ce)(ce)量(liang)技術特點: ( 1) 分析(xi)儀和(he)測(ce)(ce)量(liang)單元分離，分析(xi)儀放置在(zai)室內，改善了惡劣(lie)的測(ce)(ce)量(liang)環境;

( 2) 取(qu)樣單元抽取(qu)煙氣(qi)直接進入樣氣(qi)室(shi)，不(bu)需要經過伴(ban)熱管線(xian)，煙氣(qi)接觸的流路全程(cheng)無(wu)冷點，避免氨氣(qi)吸附和損失，保證(zheng)樣氣(qi)的真實性;

( 3) 濾芯采用覆(fu)膜工藝制造，采取后置安裝方式，方便(bian)更(geng)換和清理;

( 4) 每個取(qu)樣(yang)分析單(dan)元都設(she)置(zhi)自動反(fan)吹控制，反(fan)吹間(jian)隔、反(fan)吹時間(jian)可根據工況設(she)置(zhi)，有效避免濾(lv)芯堵塞;

( 5) 單個測量控制(zhi)中心可以控制(zhi) 1 ～ 6 路(lu)取樣分(fen)析單元(yuan)，可根據(ju)用戶需(xu)求配置。

近位(wei)多(duo)(duo)通(tong)道測量技術成功地克服了原位(wei)測量的諸多(duo)(duo)缺(que)點，但配置(zhi)多(duo)(duo)個(ge)取樣(yang)分析單元(yuan)的前期投入較大。

4． 2 多點(dian)取樣再混合(he)測量

多(duo)點取樣再混(hun)合測量技術給用戶(hu)提(ti)供(gong)一個兼顧(gu)多(duo)通道取樣和減少(shao)分析儀前期投入的方案(an)。目前大多(duo)用于脫硝(xiao)優化噴氨(an)工(gong)藝(yi)，為提(ti)高脫硝(xiao)噴氨(an)效率提(ti)供(gong)了經濟實用的方案(an)。

圖 2 多點取(qu)樣再混合(he)測量構造

此測量(liang)(liang)(liang)方(fang)案(an)的(de)測量(liang)(liang)(liang)構(gou)造如圖(tu)2 所示: 可(ke)以(yi)根據煙道(dao)尺寸(cun)和(he)業主的(de)要求，靈活、合(he)理地布置多(duo)(duo)個取(qu)(qu)樣(yang)(yang)點(dian)(dian)進(jin)(jin)行(xing)監測，探桿(gan)插入(ru)深(shen)度(du)(du)也可(ke)根據煙道(dao)寬度(du)(du)進(jin)(jin)行(xing)調整，取(qu)(qu)樣(yang)(yang)具有(you)代表性; 可(ke)設定多(duo)(duo)個監測點(dian)(dian)，也可(ke)分(fen)(fen)時(shi)(shi)輪流取(qu)(qu)樣(yang)(yang)，多(duo)(duo)個監測點(dian)(dian)同時(shi)(shi)混(hun)合(he)取(qu)(qu)樣(yang)(yang)分(fen)(fen)析; 監測點(dian)(dian)的(de)數據可(ke)以(yi)通(tong)過模擬量(liang)(liang)(liang)實(shi)時(shi)(shi)傳輸到分(fen)(fen)散控(kong)制系統( DCS) ; 利用激光(guang)光(guang)譜多(duo)(duo)次(ci)反射(she)技術，光(guang)程可(ke)達 30 m，極大地提高了(le)測量(liang)(liang)(liang)精度(du)(du)和(he)檢測下限; 采用獨特的(de)樣(yang)(yang)氣室設計(ji)，預留(liu)維護(hu)窗口，可(ke)以(yi)在不影響光(guang)路的(de)情況下，對污染的(de)光(guang)學(xue)器件進(jin)(jin)行(xing)清潔，維護(hu)更加方(fang)便快捷。

4． 3 網絡取樣測(ce)量(liang)

網(wang)(wang)絡(luo)取(qu)樣測量技術針對的(de)是出(chu)口煙(yan)道(dao)較大(da)、煙(yan)道(dao)環境復雜、對煙(yan)道(dao)監測有更高要求的(de)大(da)型機組(zu)脫硝(xiao)反應器。網(wang)(wang)絡(luo)取(qu)樣管數(shu)量根據(ju)煙(yan)道(dao)截面大(da)小及(ji)煙(yan)氣在煙(yan)道(dao)內(nei)流場確定。

圖 3 網絡取樣測(ce)量構造

如圖 3 所示，網絡取樣裝置安裝在脫(tuo)硝反應器(qi)出口(kou)煙(yan)道，經過回流(liu)母管(guan)與電除塵(chen)入口(kou)煙(yan)道連(lian)接(jie)，通過壓差帶動(dong)煙(yan)氣流(liu)動(dong)，煙(yan)氣在回流(liu)母管(guan)內進(jin)(jin)行混合后再(zai)進(jin)(jin)入測量裝置進(jin)(jin)行取樣測量。

此測量技術取樣(yang)口(kou)背(bei)向(xiang)煙(yan)氣流(liu)向(xiang)，取樣(yang)口(kou)大小根據煙(yan)道煙(yan)氣流(liu)速等參數確定，并做(zuo)防(fang)磨處理，可(ke)有效防(fang)止煙(yan)灰沖刷腐蝕(shi)。

網絡取樣(yang)測(ce)量(liang)優(you)點是(shi)測(ce)量(liang)精度高、重復性好、設備(bei)調試(shi)后(hou)(hou)后(hou)(hou)期維護(hu)非(fei)常方(fang)便，不足之處是(shi)脫硝反應器(qi)出口(kou)平臺需(xu)要有足夠空間(jian)去引接煙氣測(ce)量(liang)通道，前期投入成本較高。

5 結(jie)束(shu)語

脫(tuo)硝設(she)備粗放式運(yun)行(xing)帶來了噴氨過(guo)量、空預器等下游設(she)備的腐蝕(shi)及堵(du)塞問題，而且(qie)還增(zeng)加運(yun)營成本(ben)。目(mu)前國內(nei)火電廠(chang)脫(tuo)硝設(she)備基本(ben)已經告別粗放式運(yun)行(xing)階段。要解決脫(tuo)硝噴氨過(guo)量問題，需準確、持續可靠地(di)測量出氨逃逸量。

需要氨逃逸(yi)分(fen)析儀(yi)的可咨詢(xun)山東新澤儀(yi)器(qi)有限公(gong)司，我公(gong)司生產(chan)的氨逃逸(yi)分(fen)析儀(yi)根據(ju)客戶工況(kuang)專門研(yan)發，數據(ju)測量精準，使用(yong)壽(shou)命(ming)長！