[实用新型]一种基于流速加权的NOx分区测量系统

说明书

本实用新型公开了一种基于流速加权的NOx分区测量系统，包括单向截止阀、混合罐、CEMS取样管、分区取样电磁阀、流速取样管手动阀、吹扫电磁阀、多功能取样探头连接法兰、多功能取样探头和贯穿式固定杆；混合罐经过单向截止阀连接下游烟道，CEMS取样管连接在混合罐上，混合罐通过分区取样管道经多功能取样探头连接法兰连接多功能取样探头，且多功能取样探头通过贯穿式固定杆进行固定，分区取样电磁阀、流速取样管手动阀和吹扫电磁阀安装在各自的管道上。本实用新型能准确测量SCR出口不同区域NOx浓度有效值，为分区喷氨控制提供了更为科学的控制数据，提高脱硝反应区氨氮混合的充分程度，达到“按需喷氨”的目的。

技术领域

本实用新型涉及火电机组脱硝系统NOx取样，具体涉及一种基于流速加权的NOx分区测量系统。

背景技术

燃煤电厂的煤炭经锅炉燃烧后，生成的污染物有粉尘、二氧化硫及氮氧化物（即NOx），前两种污染物的常规处理方式是在炉外进行，目前的技术比较成熟且脱除效率较高，SCR烟气脱硝法是目前火电机组控制NOx排放的主要手段，且脱硝反应区设置在锅炉内，喷氨较少时效率低会引起NOx排放不达标，喷氨过量时效率高但会导致氨逃逸增大，引发空预器堵塞、烟道腐蚀等问题，严重影响到机组的安全运行。流场分布不均导致喷氨控制较为粗放，喷氨控制未根据流场分布自动调整，也会影响到脱硝反应区氨氮混合的效果，达不到氨氮充分混合的目的，导致SCR脱硝系统未能充分发挥其NOx脱除能力。

由于受到测量信号误差、测点位置的不具代表性、催化反应时间、流场的不均匀性等的影响，脱硝喷氨控制存在一定的滞后和延时，直接影响到NOx闭环控制的效果。特别是大多数燃煤电厂均存在SCR反应器烟气中NOx实际分布不均匀的情况，虽然喷氨格栅配置了手动调整门，但长期未调整或调整效果不佳的情况较为普遍，因受到锅炉燃烧和锅炉烟道结构的不同，脱硝反应区和出口垂直于流速方向的不同位置的流速存在差异，表现为：垂直于流速方向从一侧向另一侧递增、递减、中间区域高两侧低，或流速高低交错，流速的不均匀性加剧了不同区域NOx分布的不均匀性。然而氨氮混合的充分程度直接决定了脱硝的整体效果，喷氨控制若不能根据NOx分布的不均匀性及时调整策略，会导致实际脱硝系统运行效果不佳。因此根据反应区NOx的浓度不同而采用“按需喷氨”的方式，是提高氨氮混合效率的一种有效手段，即在控制NOx排放的同时，尽可能降低单位发电量氨耗，控制污染物排放的同时，兼顾到机组、设备的安全稳定运行。

要达到“按需喷氨”喷氨的目的，精确测量出不同区域的NOx浓度至关重要，目前较为常见的取样方式有以下三种：一是在SCR出口的水平烟道上，安装多个取样点，同时送到一个“混合器”进行物理混合，混合后的气体送至CEMS进行分析，此方式可以较为准确地测出SCR出口NOx的平均值，但不能测量出每个区域的实际值，不能给分区控制提供有效的数据支撑。二是在SCR出口的水平烟道上，平均分为若干个区域，每个区域配置一套烟气分析仪，同时测量不同区域的NOx实时值，各区域喷氨调门根据各自区域不同的NOx浓度，进行喷氨控制，可以达到分区控制的目的，但投资较高，应用情况受限。三是在SCR出口的水平烟道上，平均分为若干个区域，每个区域安装一个取样探头，一侧配置一套NOx分析仪，通过控制切换送至分析仪的烟气取自不同探头，在不同探头之间循环切换，测量不同区域的NOx实际值，通过各区域喷氨调门进行喷氨控制，在一定程度上达到分区控制的目的，但不同区域流速不同时，仅仅用NOx实时值控制不同区域喷氨量，显然也是不科学的。

因此，将SCR出口烟道平均分为若干个区域，每个区域按网格法测量原理配置一组取样探头（4个探头插入深度分别为20%、40%、60%、80%），通过不同区域之间的循环测量，测量出不同区域的NOx实时值，并且根据流速加权修正NOx测量值，得到流速加权修正后的NOx浓度计算值，将修正后的NOx有效浓度参与到喷氨分区控制，可以大幅度提升氨氮充分混合程度，真正达到“按需喷氨”的目的。因此研究一种基于流速加权的NOx分区测量系统，可以显著提升脱硝系统控制效果，具有十分重要的意义。

实用新型内容