摘 要：基于abb ls25原位激光在線監(jiān)測分析儀，針對該分析儀在現(xiàn)場使用中頻繁出現(xiàn)的離線問題，提出了氨逃逸測量的改造方法。改造后的測量裝置實現(xiàn)了對氨逃逸精確的測量，提高了測量可靠性，減少了設(shè)備維護工作量，為同類型氨逃逸測量裝置改造提供了參考。

大壩電廠四期工程2×660 mw超超臨界機組采用選擇性催化還原法煙氣脫硝(ive catalytic reduction,scr)技術(shù)，即在305～420℃溫度范圍內(nèi)，將適量的氨氣噴入高溫?zé)煔庵?，?a href='http://www.rogallohanggliders.com/sell/search-htm-kw-催化劑.html'>催化劑的作用下，氨氣與鍋爐排放的原煙氣中的nox充分發(fā)生反應(yīng)，最終生成無害的氮氣和水，化學(xué)方程式為

在保證脫硝效率前提下，脫硝系統(tǒng)要噴入足夠量的氨氣，這就存在氨氣反應(yīng)不完全逃逸的情況。氨逃逸會導(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，以及還原劑損耗影響企業(yè)效益等問題。為了保證氮氧化物充分反應(yīng)并避免噴氨過量造成的氨氣的浪費和對下游設(shè)備的損害，需要對氨逃逸進行實時監(jiān)測分析，達到還原劑氨氣注入量的最優(yōu)化。

1 氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)

大壩電廠7、8號爐氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)采用abb ls25原位激光分析儀，它由激光發(fā)射單元和接收單元構(gòu)成，分別安裝在scr系統(tǒng)出口煙道的對角側(cè)，激光發(fā)射端發(fā)射出特定波長的激光，煙氣中的nh3吸收激光形成吸收光譜，在接收端對監(jiān)測到的光信號進行分析，然后通過光電轉(zhuǎn)換器將分析結(jié)果傳輸至發(fā)送端的pda，從而得出所測氣體的濃度轉(zhuǎn)換為4～20ma電流信號送至plc，最終到達dcs進行監(jiān)視，如圖1所示。

7號機組投產(chǎn)運行期間，氨逃逸在線監(jiān)測裝置頻繁報警顯示對光率低故障，氨逃逸檢測裝置在不同負荷下的對光率見表1。

根據(jù)《abb ao2000-ls25激光分析儀操作手冊》的要求，在儀器調(diào)節(jié)對準后，所允許的激光器和接收器中軸之間由于溫度或震動影響而產(chǎn)生的對光率大于15%，最大角度偏差小于0.3°才不會對測量產(chǎn)生影響。在機組運行期間，當鍋爐在尾部聲波吹灰和負荷變化時，測量裝置都會因為煙道震動或受熱膨脹導(dǎo)致發(fā)射和接收單元不在一條中軸線上而造成數(shù)據(jù)離線，如圖2所示。

2 氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)改造

2.1 改造方案的選擇

2.1.1 方案一，更換為抽取式激光分析儀

與煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(continuous emission monitoring system,cems)監(jiān)測相似，利用采樣探頭將煙氣抽取到煙道外部進行測量。方案優(yōu)點是可對煙氣中的粉塵進行過濾，徹底解決了因?qū)饴实统霈F(xiàn)分析儀無法測量氨氣濃度的問題。缺點是氨氣會吸附在測量管線上，容易腐蝕管線;抽取后的氨氣濃度會發(fā)生變化，影響測量精度。

2.1.2 方案二，氨逃逸測量裝置改為1根管總成式設(shè)計

發(fā)射單元和接收單元使用1根管總成式連接，改裝后的激光分析儀的發(fā)射單元和接收單元使用1根內(nèi)插管進行連接，在接收端安裝膨脹節(jié)、調(diào)節(jié)套管，即使在煙道受熱膨脹時，該端膨脹節(jié)通過伸縮作為煙道受熱膨脹的補償，有效解決了煙道受熱膨脹帶來的激光儀對光難的問題，并增加反吹氣孔，測量時兩端圓孔封閉，當反吹氣源壓力過低，內(nèi)插管中間形成積灰時，只要打開兩端圓孔的封蓋，利用測點煙道與大氣形成的負壓把積灰吹走。方案優(yōu)點是測量溫度為實時煙溫，煙氣成分和組分濃度不變。缺點是改造過程耗時長。

2.1.3 方案三，改為滲透管式測量方式

陶瓷滲透管作為腔體插入煙道中進行測量，煙氣通過壓差進入腔體。方案優(yōu)點是溫度、煙氣成分不變，可過濾粉塵且光路穩(wěn)定。缺點是陶瓷滲透管對氨氣有吸附，氨氣吸附和解析量與溫度有關(guān)，煙氣更新慢、光路短。從經(jīng)濟性、可實施性、可靠性3個方面對3套方案進行對比，最終確定選用方案二。

2.2 方案實施

在脫硝出口煙道的對角側(cè)，將內(nèi)插管一端直接與煙道壁焊接，帶套管與膨脹節(jié)的一端將套管與煙道壁焊接，再將發(fā)射端和接收端用法蘭與內(nèi)插管連接，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3 效果評價

改造后的氨逃逸監(jiān)測裝置對光率大幅提升，接收端不再受到煙道震動及受熱膨脹的影響，消除了氨逃逸在線監(jiān)測數(shù)據(jù)離線故障，提高了設(shè)備可靠性，改造后在線監(jiān)測裝置離線情況如表2所示。

氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)的改造，有效避免了由于煙道震動或受熱膨脹造成氨逃逸數(shù)據(jù)離線而受到環(huán)保處罰的風(fēng)險。改裝后的氨逃逸在線監(jiān)測分析儀投運后，在滿足氮氧化物排放要求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了精細噴氨，提高了機組安全經(jīng)濟性。

4 結(jié)論

(1)氨逃逸分析儀的改造設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，實際使用效果良好，大幅減少了設(shè)備維護工作量。(2)改造后的氨逃逸分析儀實現(xiàn)了對氨逃逸的精確測量，避免因測量不準導(dǎo)致氨氣進入大氣污染環(huán)境。(3)改裝后的氨逃逸在線監(jiān)測分析儀投運后，運行人員根據(jù)氨逃逸量實現(xiàn)精細噴氨，避免氨氣的浪費和對下游設(shè)備的損害。