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激光光谱分析仪在火电厂脱硝系统氨逃逸率测量中的应用
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2017 电力行业节能技术研讨会 344 激光光谱分析仪在火电厂脱硝系统 氨逃逸率测量中的应用 许昌龙岗发电有限责任公司,唐东建 摘要:本文详细介绍了激光光谱分析仪在火电厂脱硝系统氨逃逸率检测中的应用,解决了传统的抽取法测量氨逃 逸率中存在的堵塞、运行维护成本高的问题。分析了激光光谱分析仪的结构及原理,介绍了激光光谱分析仪优于其他分 析仪的特点以及其在安装、维护等方面需要注意的事项。 0 引言 激光检测科学作为近年来发展迅猛的一门学科, 在光电检测领域,利用光的干涉、衍射和散射进行 检测已经有很长的历史。由泰曼干涉仪到莫尔条纹, 然后到散斑,再到全息干涉,出现了一个个干涉场, 物理量(如位移、温度、压力、速度、折射率等) 的测量不再需要单独测量,而是整个物理量场一起 进行测量。自从激光出现以后,电子学领域的许多 探测方法(如外差、相关、取样平均、光子计数等) 被引入,使测量灵敏度和测量精度得到大大提高。 用激光检测关键技术(激光干涉测量技术、激光共 焦测量技术、激光三角测量技术、激光光谱分析) 实现的激光干涉仪、激光位移传感器、激光光谱分 析仪等,可以完成纳米级非接触测量。 1 氨逃逸率在火电厂脱硝喷氨控制中的作用 火电厂是以煤炭作为主要燃料,燃烧发热加热 给水后,形成高温高压蒸汽推动汽轮发电机组做功 进行发电。发电使燃烧的煤中会产生大量含有硫和 硝(NOx)废气,这些废气排入大气会产生污染形成 酸雨。火电厂脱硝设备则是用来处理这些含有大量 硝 废 气的 装 置。 选 择性 催 化 还 原 ( Selective Catalytic Reduction, SCR)烟气脱硝技术以其技 术成熟、脱硝效率高等特点在燃煤机组中得到广泛 的应用。SCR 以氨气为还原剂,经催化剂与烟气中的 NOx 发生化学反应,生成 N2和 H2O。未完全反应即逃 逸的NH3会生成铵盐堵塞空气预热器等尾部烟道设备, 影响机组安全经济运行。 燃煤发电厂 SCR/SNCR 脱硝过程中需要对 NH3逃 逸进行实时在线监测分析,以达到优化 SCR/SNCR 工 艺中还原剂氨的注入量,监测 SCR 中催化剂的活性 从而提高脱硝效率,控制 NH3 逃逸还能有效地减少 铵盐的生成,避免造成对下游设备的腐蚀和危害。 氨逃逸检测的目的和意义: (1)协助控制喷氨量,防止过量喷氨导致空预 器污染腐蚀、堵塞,降低电厂的维护成本。 (2)协助控制喷氨量,以最小的喷氨量获得最 大的脱硝效率。 (3)检测催化剂的活性。 2 激光光谱分析仪的测量原理及结构特点 由于气体分子结构具有互异性,不同气体的吸 收谱因其分子结构的不同而互不相同,因此,当检 测到某种特定波长的光被吸收,就表明某种特定的 气体存在。 2.1 激光光谱分析仪的测量原理 可调试二极管激光吸收光谱技术采用近红外可 调式激光器作为光源,激光器发射出特定波长激光 束,通过光纤传送到光学发射端,穿过被测气体, 在接收端将光信号转换成电流信号通过同轴信号线 传至分析仪,通过分析因被测气体吸收导致的激光 光强衰减,实现精确监测被测气体浓度。计算公式

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