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原位取样式氨逃逸在
线监测仪表在燃煤电厂的应用
大唐陕西发电有限公司灞桥热电厂,贺蓬勃
摘 要:脱硝过程中因喷氨过量极易导致氨逃逸量增大。逃逸的氨气与三氧化硫反应生成硫酸铵,腐蚀脱硝下游设
备而且容易造成环境污染。因此准确、灵敏、快速监测氨逃逸量是脱硝系统优化运行的前提。
关键词:氨逃逸;脱硝;TDLAS技术
为防止锅炉燃烧后产生过多的 NOx 污染,脱硝
技术在火力发电厂已广泛应用。脱硝过程中由于
NH3/NOx 摩尔比、
氨气和氮氧化物分布不均匀、
负荷、
温度、催化剂性能等因素影响都会导致氨逃逸率较
大。
逃逸的氨气与烟气中 SO3反应生成 NH4HSO4,
该物
质具有很强的粘性和腐蚀性,不仅会影响催化剂活
性,而且会引起空气预热器腐蚀和堵塞,甚至引起
不必要的停机。此外,较大的氨逃逸率也会增加脱
硝系统的运行成本,而且逃逸的氨气也会对灰分和
大气造成污染。
脱硝系统的理想运行状态是在 NOX满
足国家排放标准的前提下,使氨逃逸率维持在最低
水平,因此准确、灵敏、快速监测氨逃逸率是脱硝
系统优化运行数据基础。
目前氨逃逸监测仪表测量原理都是基于可调谐
二极管激光吸收光谱技术(TDLAS 技术),根据测量
方式,可分为以下三类:传统抽取式、原位对穿式
和原位渗透式。与氮氧化物、二氧化硫等气体浓度
测量相比,氨逃逸率测量要困难的多,主要原因有:
(1)
脱硝出口氨逃逸率极低,
一般只有几 ppm 左右,
传统的非分散红外、紫外差分、电化学等技术不适
用;(2)氨气极易溶于水(1:700)、极易吸附在
管道表面,传统的抽取式与渗透管式测量会改变烟
气中氨气浓度,而更为严重的是,当抽取温度低于
260℃时,烟气中的氨气还会与三氧化硫和水应生
成硫酸氢铵,测量结果偏离真实值 ;(3)烟气
中粉尘含量高,原位对穿式测量激光只能透过一两
米左右的光程,而且烟道变形也经常导致激光发射
和接收单元对不准。这三种测量方式的氨逃逸监测
仪表使用效果并不理想,部分仪表甚至在安装后就
基本处于瘫痪状态。
通过调研,我们了解到由大唐先一能源管理有
限公司与清华大学合作研发的新型氨逃逸率在线监
测仪表在理论上能够实现氨逃逸测量,并于 2015 年
底签署了安装协议。自完成调试投运 3 个多月以来,
氨逃逸量测量曲线与机组负荷、喷氨量(尿素溶液
用量)、氮氧化物浓度、烟气流量等逻辑关系强,
氨逃逸浓度与脱硝喷氨量变化趋势吻合的很好,截
至目前为止,我们认为该氨逃逸率在线监测仪表运
行情况比较稳定,而且基本没有维护量。氨逃逸率
测量仪表的成功应用,为下一步脱销系统的优化运
行提供了基础数据。未来我们拟将氨逃逸率测量数
据结合氮氧化物监测数据共同作为调节喷氨量的基
础数据,提高机组运行的经济性和安全性。
与传统的抽取式测量和原位对穿测量方式不
同,该仪表采用独特的原位取样式测量,将测量腔
体安装在烟道内,利用烟气加热腔体,腔体温度与
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