脫硝CEMS系統多點采樣的改造

薛占良

摘 要：煙氣連續監測采樣技術，簡稱CEMS，是脫硝技術中的關鍵部分；通過安裝在煙道上的取樣裝置采得煙氣，再經過電伴熱的煙氣采樣管輸送到CEMS小間的煙氣分析儀表進行分析，各項參數的分析結果經過在線裝置的計算機處理后再通過電纜送到遠方DCS畫面供運行人員查看、調試。只有準確地測量到煙氣中的NOx含量才能保證脫硝設備的準確投入率，保證機組設備的安全。

關鍵詞：煙氣；脫銷CEMS系統；改造

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）07-0050-01

我公司脫硝SCR系統自投產以來，出口煙氣測得的NOx數據偏低且經常頻繁的為零，不能正確的反應煙氣中NOx的含量；導致運行人員無法根據出口NOx含量相應的調整反應器入口的噴氨量，嚴重影響了脫硝系統的正常運行。為有效解決這一現象，我們通過調研、分析、統計、策劃、實施等多種方式開展了大量工作，經過近一年的努力，有效提高了脫硝系統出口煙氣NOx成分的測量準確性。

1 現將改造過程做如下總結

對我公司1#機組2016年上半年一段時間脫硝CEMS出口NOx含量、對應機組脫硫凈煙氣NOx含量、脫硝CEMS出口NOx數據和機組實際負荷進行統計分析，結果如下：2016.04.03.00：00：53，機組負荷176.46MW時，脫硫凈煙氣NOx為84.71mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為37.92mg/m3。2016.04.04.00：00：53，機組負荷155.33MW時，脫硫凈煙氣NOx為96.87mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為38.56mg/m3。2016.04.04.00：00：53，機組負荷215.69MW時，脫硫凈煙氣NOx為84.32mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為38.56mg/m3。

1#機組CEMS出口煙氣測試比對孔用便攜式分析儀測量的出口NOx含量統計如下：機組負荷為175.21MW時，1#比對孔NOx為83.25mg/m3，3#比對孔NOx為65.24mg/m3，5#比對孔NOx為89.65mg/m3，7#比對孔NOx為59.35mg/m3。機組負荷為165.23MW時，1#比對孔NOx為90.46mg/m3，3#比對孔NOx為64.75mg/m3，5#比對孔NOx為93.42mg/m3，7#比對孔NOx為65.24mg/m3。機組負荷為218.73MW時，1#比對孔NOx為76.54mg/m3，3#比對孔NOx為52.47mg/m3，5#比對孔NOx為81.24mg/m3，7#比對孔NOx為51.45mg/m3。

根據與1#機組CEMS出口煙氣測試比對孔用便攜式分析儀測量的出口NOx含量和1#機組脫硫凈煙氣NOx含量做對比可知：1#機組脫硝CEMS測得的NOx含量偏低。

2 原因分析

針對脫硝CEMS出口NOx含量測量偏低的問題，我們進行了深入討論，各成員發表了自己的意見；經過討論我們從各方面考慮得出了以下幾個原因：

（1）機器設備故障：脫硝CEMS出口分析儀故障導致測量結果偏低。

（2）安裝工藝：測量探頭、取樣管道、分析儀等設備接頭處未安裝好，漏氣或取樣管道堵塞導致測量結果偏低。

（3）測量方法缺陷：測量探頭安裝位置不合適或測量取樣探頭太少，不能取到合格的樣氣供分析儀分析。

針對以上原因，我們逐條進行了分析，如下：

首先通過與分析儀廠方（杭州聚光科技有限公司）協商，廠方派技術人員攜帶標準分析儀與我公司所安裝分析儀更換；更換后標準分析儀測得的數據與我公司測得的數據一致。所以脫硝CEMS出口分析儀故障不是主要原因。

第二，我們把測量探頭、取樣管道、分析儀等設備的每個接頭都重新檢查緊固；因為分析儀氣室壓力正常，分析儀所測的氧氣含量也與鍋爐煙氣中氧含量對應；測的NOx含量仍然偏低。測量探頭、取樣管道、分析儀等設備接頭處未安裝好漏氣或取樣管道堵塞不是要因。

第三，在同樣負荷下我們用便攜式煙氣分析儀從左到右對每個測試孔的NOx含量進行測量，測量結果如下：機組負荷為199.21MW時，1#比對孔NOx為80.24mg/m3，2#比對孔NOx為76.38mg/m3，3#比對孔NOx為56.44mg/m3，4#比對孔NOx為48.34mg/m3，5#比對孔NOx為56.47mg/m3，6#比對孔NOx為85.24mg/m3，7#比對孔NOx為79.25mg/m3，8#比對孔NOx為80.45mg/m3。

機組負荷為199.56MWW時，1#比對孔NOx為82.24mg/m3，2#比對孔NOx為75.34mg/m3，3#比對孔NOx為55.27mg/m3，4#比對孔NOx為47.84mg/m3，5#比對孔NOx為57.48mg/m3，6#比對孔NOx為86.23mg/m3，7#比對孔NOx為77.22mg/m3，8#比對孔NOx為84.40mg/m3。

在同樣的負荷下，各個取樣口測得的NOx含量差別挺大；安裝單個采樣探頭不能很好地取到合格的煙氣。

經過綜合分析判斷，由于測量探頭安裝位置不合適或測量取樣探頭太少，不能取到合格的樣氣供分析儀分析是造成NOx數據偏低且經常頻繁的為零的主要原因。

3 改造實施

針對以上問題，借2016年8月10日至11月15日，我公司1#爐進行煙氣超低排放改造的機會，對脫硝CEMS采樣探頭取樣方式進行改造。采取多點取樣，保證分析儀能采到合格的樣氣，將3個采樣探頭采到的樣氣均勻混合，并敷以良好的伴熱。

經過查閱資料和考察兄弟單位的煙氣采樣設備，我們深入討論后決定采用杭州聚光科技有限公司的高溫混合箱技術；即在3個采樣探頭的中間加一個高溫混合箱，將3個探頭采到的樣氣都通入混合箱充分混合；然后從混合箱將混合后的樣氣通過一根取樣管送到分析儀分析。當其中一個探頭因煙氣工況或管路堵塞取不到樣氣時，另外兩個探頭仍然能取到樣，保證分析儀時刻能取到合格的樣氣。安裝試驗工作在10月30日左右基本完成。

我公司脫硝CEMS出口煙氣采樣探頭原安裝位置在脫硝出口煙道正中間；改造時，原探頭不動；脫硝出口煙道處與原探頭同一水平線上在原探頭左右兩側間隔3米處，各安裝一個采樣探頭，三個探頭型號、大小完全相同。為了避免取樣管中的蒸汽凝結成水，取樣管都用取樣伴熱管纜；每個伴熱管纜都用溫控器控制，溫度設定在180℃，保證取樣管中煙氣溫度在180℃左右。

4 改造效果

改造順利完成，機組運行一段時間后，我們的改造通過了檢驗；通過對脫硝系統出口煙氣NOx含量測量數據、脫硫凈煙氣NOx含量的測量和統計，與改造前的數據進行對比。改造后測量的數據對比：2016.10.23.00：00：53，機組負荷176.46MW時，脫硫凈煙氣NOx為36.75mg/m3脫硝CEMS出口NOx為：37.95mg/m3。2016.10.24.00：00：53，機組負荷155.33MW時，脫硫凈煙氣NOx為36.84mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為38.56mg/m3。2016.10.25.12：00：53，機組負荷215.69MW時，脫硫凈煙氣NOx為26.32mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為28.56mg/m3。2016.10.26.12：00：53，機組負荷222.49MW時，脫硫凈煙氣NOx為24.38mg/m3；脫硝CEMS出口NOx為23.51mg/m3。

伴隨著我公司超低排放改造勝利結束，機組的順利運行。我們的改造也到了檢驗成果的時候；通過對脫硝CEMS出口NOx含量、脫硫凈煙氣NOx含量的測量和統計，相比改造之前的數據，脫硝CEMS出口NOx含量和脫硫凈煙氣NOx含量已基本相符脫硝系統出口煙氣NOx含量和脫硫凈煙氣NOx含量已基本相符，為保證脫硝系統的長期穩定運行打下堅實基礎。

5 鞏固措施

本次設備進行改造后，采樣探頭數量和取樣伴熱管都較以前增加了好多；為了保證環保設備的正常運行，我們制定了嚴密的巡檢和維護制度，每天定時檢查伴熱管、混合箱和分析儀，發現異常及時匯報、處理，并記錄于巡檢臺賬。