氨逃逸监测在我厂脱硝系统的应用和优化

摘 要：文章针对西塞山电厂#3机组脱硝系统氨逃逸装置的工作原理进行介绍，并针对运行过程中出现的问题对其进行优化，以提高氨逃逸监测装置的稳定性和准确性。

关键词：氨逃逸；脱硝；准确性；抽取式

湖北华电西塞山发电有限公司#3机组系680MW燃煤机组，该机组选用选择性催化还原（SCR）烟气脱硝技术，原理是在催化剂作用下，向温度约280～420℃的烟气中喷入氨，将NOX还原成N2和H2O[1]。自SCR脱硝系统投入运行以来，该机组配套锅炉A、B侧共两套氨逃逸监测装置，用来监测脱硝反应层后烟气中氨气含量。在脱硝工艺气体监测中，出口的氨逃逸（残余氨）浓度检测非常重要，氨逃逸是反映脱硝效率的重要指标之一；同时过量的逃逸氨生成的铵盐会严重影响后续空预器等设备正常运行。#3机组配备的是西门子LDS6原位气体分析仪，对于机组烟气中氨含量起到实时监测，对机组的安全经济运行具有重大意义。

1 氨逃逸监测装置介绍

我厂#3机组使用的是西门子LDS6原位气体分析仪，采用的是原位式气体分析法来对烟道内烟气进行氨含量分析，是利用激光的单色性以及对特定气体的吸收特性进行分析[2]。配备一个激光发射装置和一激光个接收装置，通过光纤将分析仪与发射接收装置连接成一个回路（如图1）。

我厂#3机组采用对角安装，发射接收单元分别安装在烟道一侧，测量原理是激光通过发射端窗口进入烟道，被接收端接收后，激光进入分析仪。发射光通过烟气时对NH3的吸收信息保留在光信号中，即形成吸收光谱，通过对吸收光谱的分析最终得到NH3的浓度信号。这种原位式激光分析法对透光率的要求十分高。透光率也直接影响着氨逃逸测量的准确性。该安装处烟气未经过机组除尘系统处理，烟气中含有大量的粉尘，因此，发射端和接收端同时需要配备一台反吹扫电机，防止伸入烟道的探头通道积灰堵塞。

2 氨逃逸监测设备常见问题分析

2.1 激光发射接收装置易堵灰，影响透光率

SCR脱硝系统是安装在锅炉省煤器烟气出口后，烟气除尘系统之前，而氨逃逸监测系统是安装在脱硝系统反应层出口烟道上，该处烟道烟气中灰尘含量特别高，虽然配备了反吹扫电机，一旦反吹扫电机出现故障或者反吹扫气带灰，极易出现发射接收装置的堵灰，大大降低了激光的透光率，直接影响了氨含量的测量。

2.2 激光发射接收装置易发生位移，导致对光不准

机组在运行前检修人员都会对发射接收探头进行对光，保证两个探头是在一条直线上，否则无法进行接收。然而发射接收探头是直接对角安装在烟道上，通过法兰固定，机组运行后氨逃逸安装所在烟道振动大，特别是启机后，使得氨逃逸测量装置移位严重。同时锅炉负荷变化，烟道中温度也会随之变化，设备难免引起热膨胀，很容易导致对光不准。发射接收探头直接安装在烟道上，如果对光必须要拆下探头，对检修人员人身安全和机组稳定运行造成威胁，因此，机组运行过程中无法进行对光，不能保证监测装置正常运行。

2.3 氨逃逸监测装备准确性不高

由于探头安装在锅炉烟道上，我们无法对氨逃逸监测设备进行校准标定，也就无法直观的判断氨逃逸的测量准确率。因此，我们只能通过氨逃逸数值与供氨调节阀的开度是否成比例关系来判断氨逃逸的测量是否准确。这种判断方法无疑是没有太大的说服性。

总言之，现行的#3机组所采用激光发射接收装置的测量方式导致了氨逃逸监测系统的准确率低，维护量大。

3 改造方案及效果

针对日常运行过程中出现的总问题，我们将原有的直接在烟道上对角安装测量的激光接收发射装置改造成抽取式测量（如图2）。

该装置为武汉华敏测控技术股份有限公司HM-NH1000脱硝氨逃逸单点监测系统，烟气取样探头从烟道预留口插入两米，直接从烟道内烟气中心点抽取样气，同样是利用激光的单色性以及对特定气体的吸收特性进行分析。通过采样预处理装置，过滤掉大量粉尘颗粒，经过保温传输装置将实时抽取的样气传送到烟气分析单元，整个气体流路280℃高温伴热，避免铵盐结晶堵塞过滤器和管道、以及污染分析仪，其中烟气分析单元前设置二次过滤与标气验证阀，便于通标气校验测量准确性[3]。样气室内高温环境，并对气体进行压力补偿，利用原位激光法测量氨气含量。通过改造抽取式测量后进三个月的使用，对比之前直接安装测量的方式，问题均得到了有效解决。改造前测量准确性无法校验，改造后可随时进行校验。改造前灰分过大易影响透光率，改造后灰分经过过滤装置对准确性影响极小。改造前发射端与接收端出现偏移时就需要维护，维护量大，改造后由于发射接收端口距离变很短，内部高温处理与发射接收端口进行了隔离，偏移情况很少，现场基本无维护量，只需定期检查透光率和过滤器滤芯是否需要更换，但在运行了三个月后，基本没用进行任何的维护，稳定性和准确性很高。

4 注意事项

虽然经过改造后大大降低了维护率，我们仍然需要定期对氨逃逸测点的透光率进行检查，以及检查过滤装置防止堵灰进行维护，从而保证氨逃逸的测量准确率。（1）每日对西门子LDS6原位气体分析仪的两路测量通道进行透光率检查，保证透光率在200以上。（2）由于压缩空气容易带水的缘故，需要定期对油水分离器和流量计进行手动排水。（3）定期对喷氨流量控制阀、脱硝效率和氨逃逸监测氨含量趋势进行检查，如果发现趋势不相应，应及时进行检查维护。因改造后效果明显，准确性提高，维护量减少，后续将在我厂所有机组进行推广，提高我厂机组的安全稳定运行。

参考文献

[1]应靖，闫军.脱硝烟气排放连续监测系统氨浓度测量[J].

[2]SIEMENS LDS6原位气体分析仪说明书[Z].2007.

[3]武汉华敏测控技术股份有限公司.HM-NH1000高温抽取式逃逸氨在线分析仪[Z].

作者简介：雷川（1988-），男，湖北仙桃人，助理工程师，本科，从事工作：热工自动化。