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脱硝SCR烟气网格取样装置

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产品描述
脱硝SCR烟气网格取样装置
广州森瑟机电设备有限公司罗倩
一、 背景
1、 在“节能减排”的大环境下,从今年3月国家提出京津冀等地区实行特别排放限值、沿海地区实行“近零排放”的要求后,“近零排放”几乎一夜之间成为火电厂新的目标。然而,“近零排放”对于环保设备的性能优化、结构设计、系统升级等方面提出了新要求,经历了长时间、大范围、爆发性增长的环保设备行业开始将目光真正的投向设备升级与技术革新的层面。系统升级首先要确保在线检测数据真实可靠,测点要能真实反应检测区域数值。目前国内外各大设备厂商的相关CEMS系统都已相当成熟,但在各大燃烧机组普遍存在环保数据不符合逻辑,前后数据有冲突的情况,其中以脱硝出口NOX与排放口NOX不一致的情况尤为突出。
2、 针对脱硝出口NOX与排放口NOX不一致的情况我们作了大量工作,因排放口测点通常都是环保局要求或指定的位置,对前后直管段都有较高的要求,所测数据较为准确。而脱硝出口的测点则存在直管道不够长,烟道紊流严重、取样点少等问题导致测量数据与实际数据有一定偏差或因为取样点不具有代表性。通过在不同负荷与不同位置安装测点进行比对试验发现各个测点在不同负荷下与排放口数据都无固定对应关系。通过对浙能嘉兴电厂、神华国华舟山等多家已实现“近零排放”的电厂调研发现都已对脱硝出口测点进行了“网格取样”改造且改造效果良好。同为沿海的广东,境内各电厂也在朝这方面发展,其中神华国华惠电也已完成了改造,同为粤电的惠来电厂也在筹划当中。
3、 通常SCR 烟气脱硝装置布置在锅炉和电除尘器之间的钢道支架上方。分脱硝A侧和脱硝B侧,在A侧和B侧入口和出口都装有在线检测取样探头。A侧出口、入口和B侧出口、入口各一个点,设立在烟气脱硝前和脱硝后。脱硝前探头安装在省煤器出口至脱硝反应器入口处,脱硝出口探头安装在通向空预器的垂直烟道处,所处垂直烟道靠近脱硝反应区域到水平烟道转角也处不远,靠近弯头,因受烟道长度所限,出入口探头安装位置都无法达到取样的直管段要求。现有烟气取样探头直接垂直于烟道,插入深度约为1.5m,由于靠近SCR反应区域,且为单点取样,以600MW机组为例,安装测点的截面为12500*13500(1000MW机组为7000*14000)。烟道取样点代表性较差,无法真实体现烟道内烟气实际成分,为了更准确进行烟气取样不少电厂采用了安装多个取样探头的方法,但此方法存在成本高,故障率高(设备多,接口多、易漏气),维护量大等问题,且效果较单点略好,但与排放口监测到的数据依然存在较大偏差,也就是意味着依然不具代表性。脱硝烟气检测失去了准确性和可靠性,不但对脱硝投自动与脱硝效率有较大影响且环保检查中也无法做出合理有效的解释。
二、范围
本技术方案范围适用于所有燃煤机组。
三、依据标准
序号 名 称 来 源
1 东方、上海锅炉厂相关图纸 东方、上海锅炉厂
2 广东电力设计院脱硝相关图纸 设计图纸
3 《火电施工质量检验及评定标准(管道篇)》 DL 5031—2000
4 《安全工作规程》(热机部分) 水利电力部
5 《火力发电厂汽水管道与支吊架维修调整导则》 DL-T616-2006
6 《电力建设及施工质量验收及评价规程(焊接篇)》 DL-T5210-2010
7 长三角“近零排放“调研报告与相关资料 广州森瑟
四、改造目标
通过此次改造使脱硝出口NOX测量数据与排污口(烟囱出口)测量数据一致或接近。帮助运行人员更好的控制喷氨量及打消环境检测部门对数据的疑惑。
五、改造方法
SCR 烟气脱硝装置布置在锅炉和空预器之间的钢烟道支架上方,分SCR A、B两侧。其中SCR中 A、B侧烟气取样均为单点(三点)取样。入口A侧和入口B侧各有一个(三个)取样点分别位于省煤器进脱硝前A、B两侧垂直烟道。出口A侧和B侧也各有一个(三个)取样点,设立在下层SCR后通向空预器的垂直烟道处,所处位置为刚从脱硝SCR反庆区的垂直烟道到水平烟道出口处不远,靠近转角,烟气取样直接垂直插入烟道,插入深度约为1.5m左右,由于靠近弯头处,且为单点取样,对于截面较大的烟道取样代表性较差,通过此次改造能够型成网格取样,在烟道同一截面不同区域均匀取样后进行充分混合,更准确进行烟气取样测量,保证所取样气的代表性,提高测量数据真实性,对此方法我们形象的称之为“网格取样”法。
采用“网格取样”的烟气在线连续监测仪表,其特征在于:测定采样截面的位置尽量选在烟气气流均匀而稳定的管段上,应避开弯头、阀门和变径管等容易产生涡流的阻力构件。此外,由于水平管道中气流速度分布和粒状物浓度分布不如垂直管道内均匀,所以选择测定采样断面时,应优先选取垂直管段。在所选定的段面上的什么位置设置测点,设置多少测点,取决于烟道形状及被测断面的大小。以矩形烟道为例,采样布点位置是将测定断面划分为若干个等面积的矩形小块,各块中心即为测点。通过多个取样孔的合理布置,解决烟气在线连续监测仪表在不同负荷阶段由于烟道中烟气分布不均匀导致无法准确反映整个烟道烟气化学成分含量变化,提高了烟气在线连续监测仪表测量的准确性实现改造目的。
六、技术方案论证
此方案经广东电力设计院论证,上海锅炉厂审批及在已经实现“近零排放”的浙能嘉兴电厂、神华国华舟山电厂及神华国华惠州电厂的实际运用经验证实此方案确实可行。为确保改造效果,应结合锅炉脱硝烟道及烟气取样设备实际情况,选在烟气流场稳定的水平烟道处,尽量利用垂直(或水平)烟道的直管段,避开转角与变径等可能对测量造成影响的因素,采用“网格取样”获得样气,再用管道直接连接到空预器出口烟道上(电除尘入口),相当于给空预器开了一旁路,利用其前后差压使烟气流动。A、B侧出口垂直烟道各布置一套网格取样器及相关管道,在线分析仪表在该旁路管道上进行烟气取样。

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