目前國內(nèi)脫硝系統(tǒng)陸續(xù)投運,但氨逃逸率測量的準確性始終是個問題,以下資料權(quán)作拋磚引玉,期望各電廠早日找到可靠的氨逃逸測試裝置,免受脫硝負作用之沉重擔憂。
1、脫硝氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展史
第一代技術(shù):稀釋取樣法,代表廠家:熱電(Thermo Fisher)
第二代技術(shù):原位式激光分析法
第三代技術(shù):抽取式激光分析法,如進口Horiba、國內(nèi)廠家山東新澤儀器;
注:目前國產(chǎn)分析儀存在使用業(yè)績不多,需進一步得到權(quán)威的試驗院現(xiàn)場進行實際比對
測試驗證。
2、 氨逃逸監(jiān)測技術(shù)介紹
(一) 第一代技術(shù):稀釋采樣法
(1)原理:取樣煙氣經(jīng)壓縮空氣按比例稀釋后送入煙氣分析儀分析。分析方法是化學發(fā)光法。當樣品中的NO與O3混合時生成激發(fā)態(tài)的NO2與O2。激發(fā)態(tài)NO2在返回基態(tài)時發(fā)出紅外光。這種發(fā)光的強度與NO 的濃度成線性比例關(guān)系。由于該反應只能由NO完成,因此要測量氨逃逸需要把煙氣中NH3轉(zhuǎn)化為NO。轉(zhuǎn)化過程通過轉(zhuǎn)化爐完成。
樣氣進入分析儀后分2路:
一路經(jīng)過750 ℃的不銹鋼轉(zhuǎn)化爐,所有的NH3和NO2都被氧化成了NO,然后進入煙氣分析儀測得NT(總氮濃度)。
第二路經(jīng)過氨去除器后得到不含氨的樣氣。其中一路經(jīng)325 ℃的轉(zhuǎn)化爐把NO2還原成NO,由分析儀測得NOx濃度。另一路不經(jīng)過任何轉(zhuǎn)化進入分析儀,測得NO濃度。這兩路的NO經(jīng)過計算得出NOx的總含量。
最終可計算得到氨逃逸量:NH3=NT-NOx
(2)現(xiàn)場專工反饋問題:
a) 多道工序的復雜性,是否能保證此方法的穩(wěn)定性。
b) 氨的氧化吸附損失,以及多層計算公式的多變性,能否保證其準確性。
c) 整個工序無參考物進行準確性對比,檢測數(shù)據(jù)不可考證。
(3)第一代技術(shù)淘汰原因:
a) 煙氣經(jīng)過750℃轉(zhuǎn)化爐將NH3、NO2氧化成NO,這里有一個轉(zhuǎn)化率問題,高溫下探頭和NH3的接觸反應、NH3的吸附和氨鹽的形成,轉(zhuǎn)化過程中有5%-10%的煙氣消耗,導致檢測不準確。
b) 氨去除器不能保證完全除去氨氣,2路中的1路經(jīng)325 ℃的轉(zhuǎn)化爐把NO2還原成NO,不能保證完全性,同時NO發(fā)出的紅外光檢測存在偏差。
c) 氨與不同物質(zhì)接觸在不同的溫度下轉(zhuǎn)化為NO的比率有很大差異。
(二) 第二代技術(shù):原位式激光分析法
(1)原理:利用激光的單色性以及對特定氣體的吸收特性進行分析。一般設(shè)計成探頭型的結(jié)構(gòu),直接安裝在煙道上。一般發(fā)射接收(R/S)單元安裝在煙道一側(cè)(對角安裝原位式)或兩側(cè),激光通過發(fā)射端窗口進入煙道,被接收端反射或接收后,進入分析儀。發(fā)射光通過煙氣時對NH3的吸收信息保留在光信號中,即形成吸收光譜,通過對吸收光譜的分析最終得到NH3的濃度信號。
(2)現(xiàn)場專工反饋問題與淘汰原因:
a) 原位安裝,儀表無法進行標定和驗證,測量準確率無法保證。
b) 當現(xiàn)場粉塵含量≥50ppm,因激光功率低下,透射率不足,無讀數(shù)。采用對角安裝方式,取樣在煙道內(nèi)紊流層,無代表性。
c) 機組點火時,煙道震動導致發(fā)射端與接收端不能對準,無讀數(shù)或數(shù)據(jù)跳變。
d) 測量光程短,儀表測量下限與精度不足,數(shù)據(jù)忽高忽低。
e) 現(xiàn)場粉塵造成發(fā)射端與接收端鏡片堵塞,維護量非常大,維護周期1-2周。
f) 對穿式原位安裝中的發(fā)射端與接收端出現(xiàn)偏移時,現(xiàn)場工作人員不具備拆卸校對水平能力,數(shù)據(jù)持續(xù)忽高忽低狀態(tài)。
(三) 第三代技術(shù):抽取式激光分析法(以山東新澤儀器為例)
(1) 原理:利用激光的單色性以及對特定氣體的吸收特性進行分析。通過采樣預處理裝置,過濾掉大量粉塵顆粒,經(jīng)過保溫傳輸裝置將樣氣傳送到煙氣分析單元,其中煙氣分析單元前設(shè)置二次過濾與標氣驗證閥,便于驗證數(shù)據(jù)準確性。樣氣室內(nèi)高溫環(huán)境,并對氣體進行壓力補償,利用激光法測量氨氣含量。
(2) 最新科研成果應用與系統(tǒng)特點
a) 采樣預處理裝置應用我司最新研發(fā)成果,保證氣體流通的順暢。
b) 取樣更具代表性:采樣點插入煙道核心區(qū)域或輻射狀多點采樣。
c) 旁路測量不受現(xiàn)場震動等環(huán)境因素的影響。
d) 非常方便通入標準氣體,可以隨時標定及驗證。
e) 首次采用我司最新研發(fā)成果,鎖定測量激光束的步長,防止數(shù)據(jù)漂移。
f) 國內(nèi)獨家多次反射樣氣室,全方位覆蓋檢測,提高測量精度與下限,光程≥30m。
g) 遠程GPRS數(shù)據(jù)分析傳輸功能,研發(fā)團隊1小時內(nèi)故障分析并遠程糾正。
1. 氨逃逸監(jiān)測技術(shù)對比
采樣方式 | 第二代技術(shù):原位式激光分析法 | 第三代技術(shù):抽取式激光分析法 代表廠家:山東新澤儀器 |
技術(shù)對比 | a) 儀表無法進行定期標定和驗證,測量準確率無法保證。 b) 激光功率低下,透射率不足,無讀數(shù) c) 煙道震動導致發(fā)射端與接收端不能對準,無讀數(shù)或數(shù)據(jù)跳變。 d) 測量光程短,儀表測量下限與精度不足,數(shù)據(jù)忽高忽低 e) 粉塵造成發(fā)射端與接收端鏡片堵塞,維護量非常大 f) 發(fā)射端與接收端出現(xiàn)偏移時,現(xiàn)場工作人員不具備拆卸校對水平能力 | a) 可隨時通入標氣進行驗證和標定,保證了數(shù)據(jù)的準確性。 b) 采樣裝置在煙道中心采樣,也可多點采樣,測量更具代表性。 c) 高溫伴熱裝置保證樣氣傳輸過程中的一致性。 d) 測量光程30m,多次反射樣氣室,保證了測量精度與下限。 e) 采用最新研發(fā)成果,防止激光測量漂移現(xiàn)象。 f) 出場完成標定,無需定期標定,現(xiàn)場基本無維護量,完成友好人機交互。 |
2. 第二代原位式激光分析法進口產(chǎn)品淘汰分析
近年來,隨著國內(nèi)電廠脫硝改造的呼聲增大,氨逃逸在線監(jiān)測也被提上日程,縱觀國外脫硝技術(shù)發(fā)展史,可以看出原位式激光分析法在國外的技術(shù)已經(jīng)非常成熟,為何同樣的產(chǎn)品進入我國市場遲遲不能發(fā)揮其應有的作用,可從下面幾點分析:
(1)國外發(fā)電工藝標準與我國標準的不同,導致煙道內(nèi)氨測量環(huán)境不同,進口儀器完全不能適應復雜的現(xiàn)場工況,導致無數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)忽高忽低。
(2)進口產(chǎn)品的核心技術(shù)依然掌握在外企手中,國內(nèi)代理商引進產(chǎn)品只能進口整套產(chǎn)品,因此國內(nèi)代理商不具備自主改進的基礎(chǔ)和能力。
(3)相對于國外環(huán)境,進口產(chǎn)品在外企眼中已完全成熟,不會因中國市場的變化而繼續(xù)推陳出新,適應國內(nèi)市場。
以上導致了進口氨逃逸率在線分析系統(tǒng)在國內(nèi)市場的頻頻失利,同時加快了掌握核心技術(shù)的國內(nèi)廠家對氨逃逸在線監(jiān)測產(chǎn)品的研發(fā)步伐。