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大型鍋爐煙道截面積過(guò)大，煙道內(nèi)部煙氣成份分布不均、取樣探頭所在位置煙氣成份不具代表性。受安裝條件限制脫硝CEMS取樣測(cè)點(diǎn)無(wú)法滿足《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》GB/T 16157-1996中對(duì)測(cè)點(diǎn)位置的要求，也不滿足熱工取樣測(cè)點(diǎn)的要求，導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)與實(shí)際值存在較大偏差（部分SCR出口及煙囪數(shù)據(jù)普通偏差達(dá)到30%）。且存在環(huán)保數(shù)據(jù)不符合邏輯，脫硝出口NO_X與脫硫出口NO_X數(shù)據(jù)偏差大，前后數(shù)據(jù)有沖突的情況。致使運(yùn)行人員無(wú)法將脫硝噴氨投入自動(dòng)控制，只能進(jìn)行手動(dòng)噴氨。測(cè)量點(diǎn)時(shí)高時(shí)低，毫無(wú)規(guī)律，控制不當(dāng)，極容易出現(xiàn)排放口超標(biāo)排放。特別是在“超低排放”的運(yùn)行狀態(tài)下，更加大了氨逃逸超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。過(guò)量噴氨生成具有粘附性、腐蝕性的硫酸銨和硫酸氫氨，堵塞空預(yù)器，影響發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行。

圖1 ?煙道取樣截面NO_X濃度不均勻分布圖

因此，為了要確保脫硝出口CEMS在線檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，測(cè)點(diǎn)真實(shí)反應(yīng)檢測(cè)區(qū)域數(shù)值;提高電廠的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平；真正的做到脫硝合理的噴氨投自動(dòng)，需要對(duì)煙氣取樣進(jìn)行網(wǎng)格均勻取樣改造。上述技術(shù)改造已經(jīng)在廣州珠海電廠、韶關(guān)電廠、媽灣是廠、珠海金灣電廠成功實(shí)施。

1、脫硝煙氣靠近SCR反應(yīng)區(qū)域，從鍋爐燃燒后的煙氣到達(dá)SCR處，受催化劑、省煤器等設(shè)備的影響，煙氣流速不均，靠近煙道壁的煙氣比較紊亂。煙道直管段不夠（前直管段達(dá)不到2倍直徑)及煙氣紊亂現(xiàn)象，我們不能通過(guò)外在條件來(lái)改變工況的本質(zhì)，但是可以利用加裝管道的形式來(lái)改善該問(wèn)題點(diǎn)的存在，所以這兩點(diǎn)屬于可控制因素。

2、燃煤電廠常用的取樣探頭長(zhǎng)度在1.2-1.5m，以600MW機(jī)組為例，安裝測(cè)點(diǎn)的截面為12500*7000mm。探頭無(wú)法到達(dá)煙道中間相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域，只能取到靠近煙道壁的煙氣。探頭長(zhǎng)度問(wèn)題，我們可以通過(guò)加長(zhǎng)取樣管等方式來(lái)彌補(bǔ)探頭長(zhǎng)度的不足，但是因?yàn)槭菃我蝗?，效果有限。所以要達(dá)到預(yù)期效果，需要增加取樣的點(diǎn)數(shù)，所以該問(wèn)題點(diǎn)也屬于是可控因素。

3、現(xiàn)在大部分的電廠出口均為單點(diǎn)取樣，因煙道內(nèi)氣體沒(méi)有充分混合，任一單獨(dú)測(cè)點(diǎn)都無(wú)代表性，則單一測(cè)點(diǎn)安裝在任何位置均無(wú)法取到具有代表性的樣氣，

測(cè)量結(jié)果也就不具代表性。取樣點(diǎn)單一，如果是增加探頭，成本大，故障率高對(duì)應(yīng)的維護(hù)量就大，所以增加探頭數(shù)量方案不可取，但是可以通過(guò)外在條件解決探頭數(shù)量問(wèn)題，所以此項(xiàng)也可列為可控因素。

通過(guò)在脫硝出口同一煙道截面中進(jìn)行網(wǎng)格式的布點(diǎn)，通過(guò)兩次均勻調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)每個(gè)取樣點(diǎn)抽取的樣氣在進(jìn)行充分混合后進(jìn)行儀表測(cè)量。下圖為取樣截面取樣點(diǎn)分布圖。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 脫硝反應(yīng)器A取樣點(diǎn)分布 ?????????????????脫硝反應(yīng)器B取樣點(diǎn)分布

圖2 ??煙道網(wǎng)格取樣點(diǎn)分布圖

在脫硝出口位置選擇煙氣氣流相對(duì)均勻而穩(wěn)定的管段上，應(yīng)避開(kāi)彎頭、閥門(mén)和變徑管等容易產(chǎn)生渦流的阻力構(gòu)件位置安裝一套“網(wǎng)格取樣”裝置。將測(cè)定斷面劃分為若干個(gè)等面積的矩形小塊，各塊中心即為測(cè)點(diǎn)。各測(cè)進(jìn)行取樣后在母管匯集，進(jìn)行混合后再進(jìn)行取樣測(cè)量。

在脫硝反應(yīng)器出口煙道A、B側(cè)各布置一套網(wǎng)格取樣裝置。網(wǎng)格取樣裝置由多根取樣管組合而成。其中每根管道設(shè)有多個(gè)取樣口，取樣口背向煙氣流向，取樣口大小適煙道而定。將煙道分為若個(gè)小塊（如圖（2）所示）。取樣管匯集到母管后跨過(guò)空預(yù)器接入電除塵入口，使其形成差壓。利用空預(yù)器差壓為使母管內(nèi)樣氣進(jìn)行流動(dòng)，將網(wǎng)格取樣裝置采集的樣氣送入到電除塵入口。網(wǎng)格取樣裝置從各取樣孔抽取煙道內(nèi)煙氣樣本進(jìn)入母管，樣氣在母管內(nèi)流動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行充分混合后經(jīng)過(guò)測(cè)量筒由CEMS探頭進(jìn)行二次取樣測(cè)量。下圖網(wǎng)格取樣三維布置圖。

圖2 網(wǎng)格取樣三維布置圖

在排除儀表誤差的情況下，?進(jìn)行網(wǎng)格取樣改造后和脫硫后分析儀NO_X的測(cè)量差異率保證值：

測(cè)量值低于50mg/m^3?時(shí)差異絕對(duì)值小于5 mg/m³；

測(cè)量值在50 mg/m³——到200 mg/m³之間時(shí)差異化率小于10%；

1、確保取樣均勻性，要使取樣管內(nèi)煙氣壓力均衡，確保測(cè)量筒內(nèi)樣氣是在煙道內(nèi)各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)抽取出來(lái)的，并且經(jīng)過(guò)了充分的混合。為此，每個(gè)項(xiàng)目都要借助CFD模擬計(jì)算結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)取樣管的管徑、開(kāi)孔、走向。

2、防堵塞，脫硝出口在電除塵前，煙氣里有大量粉塵，如何有防止管道積灰，取樣口堵塞也是重中之重。

3、防止管道漏氣，因爐膛是負(fù)壓，管道漏氣也不會(huì)有煙氣流出管道，但吸進(jìn)去空氣后容易稀釋煙氣，影響測(cè)量結(jié)果。還會(huì)導(dǎo)致差壓下降，影響煙氣流速，從而導(dǎo)致積灰加重。

4、取樣管道的防磨損設(shè)計(jì)也是項(xiàng)目成功的關(guān)鍵。

通過(guò)網(wǎng)格化取樣改造，可以實(shí)現(xiàn)脫硝裝置穩(wěn)定可靠運(yùn)行，環(huán)保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，提高機(jī)組可靠性；還可實(shí)現(xiàn)SCR系統(tǒng)的自動(dòng)控制運(yùn)行，提高SCR運(yùn)行控制水平。改造的投入和產(chǎn)出比較好。