一,、產(chǎn)品概述

   煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)用抽取冷凝采樣,、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù),，實(shí)現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測,。同時(shí)又針對(duì)國內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大,、污染物排放濃度高,、煙氣濕度大的狀況從技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)。并按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型,，提供專業(yè)的中文操作平臺(tái)及中文報(bào)表功能,、多組模擬量及開關(guān)量輸入輸出接口,，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的連接以及多種通訊方法的選用,，使系統(tǒng)運(yùn)行方便靈活。

    煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）是功能齊全,，整體水平固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng),。主要由以下幾個(gè)子系統(tǒng)組成：

    1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng),，采用激光后散射單點(diǎn)監(jiān)測,。CEMS煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS廠家

    2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀（SO2,、NOX,、CO、CO2,、HCL,、HF、NH3）

    3,、煙氣含氧量,、煙氣流量,、壓力、溫度,，濕度等煙氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

    4,、數(shù)據(jù)處理與遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)

二、技術(shù)說明

◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2,、NOx,、O2、溫度,、壓力,、流速、粉塵,、濕度,；

◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)或紅外線NDIR分析技術(shù),；

◢ O2采用電化學(xué)氧電池,；CEMS煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS廠家

◢ 濕度采用高溫電容法；CEMS火力發(fā)電煙氣連續(xù)排放監(jiān)測設(shè)備終身售后

◢ 溫度,、壓力,、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法,；

◢ 粉塵采用激光后散射法,；

◢ 紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3,、Cl2,、H2S、O3等氣體,；

◢ 與抽取熱濕法CEMS相比,，本系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高,、響應(yīng)速度快,、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；

◢ 與原位法相比,，分析儀具有支持在線校準(zhǔn),、測量值波動(dòng)小、可靠性高,、設(shè)備維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn),；

◢ 本分析儀整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，方便運(yùn)輸和安裝,。

◢ 系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集率≥90%,，系統(tǒng)提供的檢測數(shù)據(jù)資料可用率≥90%,，并具有查閱歷史數(shù)據(jù)功能。

◢ 輸出單位：對(duì)所檢測煙氣的各種參數(shù),，系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4～20mA標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)輸出,。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3，流量計(jì)測出流速信號(hào)應(yīng)折算成體積流量Nm3/s輸出,，溫度單位為℃,。

◢ 系統(tǒng)能夠真正實(shí)現(xiàn)無人職守運(yùn)行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報(bào)警功能,，包括：測量元件/檢測探頭的失效,、超出量程、采樣流量不足,、反吹壓力低,、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低,、預(yù)處理系統(tǒng)故障,、分析儀器故障等。

為保證NOx排放值滿足超低排放要求,，許多燃煤機(jī)組選擇性催化還原SCR脫硝系統(tǒng)存在還原劑加入過量的現(xiàn)象,，這不僅會(huì)造成氨逃逸量超標(biāo)增加運(yùn)行成本，還影響到空氣預(yù)熱器,、除塵器等后續(xù)設(shè)備的正常運(yùn)行,。

為此，本文從氨空混合的角度出發(fā),，借助計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）軟件數(shù)值模擬,，探究加裝氨空混合器、優(yōu)化母管聯(lián)箱尺寸及采用流場分區(qū)混合對(duì)機(jī)組SCR脫硝系統(tǒng)氨耗量影響,。在某300MW機(jī)組采用上述技術(shù)進(jìn)行改造后,，機(jī)組氨耗量降低約37.8%,，每年節(jié)省液氨采購成本68.79萬元,，經(jīng)濟(jì)*。

選擇性催化還原SCR技術(shù)被廣泛應(yīng)用于燃煤機(jī)組煙氣脫硝處理,，其原理是在催化劑的作用下,，NOx與還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，達(dá)到脫除NOx的作用,。

過量噴入還原劑會(huì)增加NOx氨逃逸量，這一方面會(huì)增大設(shè)備安全隱患,，造成空氣預(yù)熱器（空預(yù)器）堵塞,，除塵器糊袋掛灰等問題,；另一方面會(huì)增加運(yùn)行成本，如引風(fēng)機(jī)電流增大,、液氨采購費(fèi)用增加等,。實(shí)際生產(chǎn)中部分電廠的入爐煤質(zhì)較差，含硫量過高,，空預(yù)器堵塞已成為普遍現(xiàn)象和亟待解決的難題,。所以優(yōu)化還原劑噴入過程，在保證排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下盡可能減少還原劑噴入量,，具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義和應(yīng)用前景,。以往對(duì)于優(yōu)化噴氨量的研究大多從自動(dòng)控制方面入手。本文結(jié)合實(shí)際問題,，從噴氨混合系統(tǒng)和流場優(yōu)化兩方面對(duì)噴氨量進(jìn)行優(yōu)化,。

1理論氨耗量計(jì)算

理論氨耗量是根據(jù)脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)邊界條件所計(jì)算出來的氨耗量，也是本文氨耗量優(yōu)化的終理想目標(biāo),。本文以液氨為還原劑,，液氨蒸發(fā)成氣態(tài)后經(jīng)供氨管道注入稀釋風(fēng)管，同稀釋風(fēng)混合后送至母管聯(lián)箱,，再經(jīng)噴氨支管由噴嘴進(jìn)入煙道,。

根據(jù)反應(yīng)式(1)，NOx和NH3的理論當(dāng)量比（氨氮摩爾比）為1,，因此可以根據(jù)理論煙氣量和進(jìn),、出口的NOx質(zhì)量濃度計(jì)算出理論液氨耗量：

2加裝氨空混合器對(duì)氨耗量的影響

考慮到安全性，要求純氨氣進(jìn)入稀釋風(fēng)管道后稀釋到5%體積分?jǐn)?shù)以下,。此外為了保證各支管的噴氨調(diào)節(jié)性能*,，希望各支管氨量盡可能*。部分機(jī)組的設(shè)計(jì)是將氨管道直接插入到稀釋風(fēng)管道內(nèi),，且稀釋風(fēng)管道內(nèi)無氨空混合器,。

實(shí)際上僅憑管內(nèi)氣流自身混合及組分?jǐn)U散無法實(shí)現(xiàn)氨與空氣的均勻混合，需借助混合設(shè)備,。對(duì)此,，本文通過數(shù)值模擬的方法，比較安裝西安熱工研究院有限公司生產(chǎn)的氨空混合器前后稀釋風(fēng)管道內(nèi)氨組分的分布特性,。該CFD模型計(jì)算范圍為自注入口上游1m到氨空混合器下游9m間的管道,。

為分析氨的分布情況，管道每間隔0.5m設(shè)置1處監(jiān)測面,，共計(jì)18處,。CFD模型計(jì)算采用壓力基求解器、Standard k-ε雙方程、壓力-速度耦合,、SIMPLE算法,、質(zhì)量入口邊界條件，選用組分運(yùn)輸模型來模擬NH3等組分的混合,。該模型網(wǎng)格數(shù)為3.2萬,，大扭曲度小于0.85。計(jì)算結(jié)果與網(wǎng)格數(shù)分別為6.5萬和9.2萬的模型計(jì)算結(jié)果*,。

模擬計(jì)算得到加裝氨空混合器及其混合距離對(duì)氨質(zhì)量濃度分布的影響如圖1所示,。由圖1可知：加裝氨空混合器時(shí)，隨著混合距離的增加,，管道內(nèi)氨分布均勻性會(huì)逐漸提高,；未加裝氨空混合器的管道在距注入口9m處氨質(zhì)量濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差高達(dá)58.5%，而加裝了氨空混合器的管道在距注入口5m處氨質(zhì)量濃度相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差已降至4.0%,。