一、產品概述

   煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網絡通訊技術，實現了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內煤種較雜、煤質變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術上進行了改進。并按照國家標準設計定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關量輸入輸出接口，可實現現場總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運行方便靈活。

    煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）是功能齊全，整體水平固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：

    1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)，采用激光后散射單點監(jiān)測。CEMS煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS廠家

    2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀（SO2、NOX、CO、CO2、HCL、HF、NH3）

    3、煙氣含氧量、煙氣流量、壓力、溫度，濕度等煙氣參數連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

    4、數據處理與遠程通訊系統(tǒng)

二、技術說明

◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度；

◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術或紅外線NDIR分析技術；

◢ O2采用電化學氧電池；CEMS煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS廠家

◢ 濕度采用高溫電容法；CEMS火力發(fā)電煙氣連續(xù)排放監(jiān)測設備終身售后

◢ 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法；

◢ 粉塵采用激光后散射法；

◢ 紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3、Cl2、H2S、O3等氣體；

◢ 與抽取熱濕法CEMS相比，本系統(tǒng)具有結構簡單、可靠性高、響應速度快、維護方便等優(yōu)點；

◢ 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設備維護簡單等優(yōu)點；

◢ 本分析儀整機結構緊湊，方便運輸和安裝。

◢ 系統(tǒng)運行數據采集率≥90%，系統(tǒng)提供的檢測數據資料可用率≥90%，并具有查閱歷史數據功能。

◢ 輸出單位：對所檢測煙氣的各種參數，系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4～20mA標準模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm3，流量計測出流速信號應折算成體積流量Nm3/s輸出，溫度單位為℃。

◢ 系統(tǒng)能夠真正實現無人職守運行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報警功能，包括：測量元件/檢測探頭的失效、超出量程、采樣流量不足、反吹壓力低、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低、預處理系統(tǒng)故障、分析儀器故障等。

為保證NOx排放值滿足超低排放要求，許多燃煤機組選擇性催化還原SCR脫硝系統(tǒng)存在還原劑加入過量的現象，這不僅會造成氨逃逸量超標增加運行成本，還影響到空氣預熱器、除塵器等后續(xù)設備的正常運行。

為此，本文從氨空混合的角度出發(fā)，借助計算流體動力學（CFD）軟件數值模擬，探究加裝氨空混合器、優(yōu)化母管聯(lián)箱尺寸及采用流場分區(qū)混合對機組SCR脫硝系統(tǒng)氨耗量影響。在某300MW機組采用上述技術進行改造后，機組氨耗量降低約37.8%，每年節(jié)省液氨采購成本68.79萬元，經濟*。

選擇性催化還原SCR技術被廣泛應用于燃煤機組煙氣脫硝處理，其原理是在催化劑的作用下，NOx與還原劑發(fā)生氧化還原反應，生成氮氣和水，達到脫除NOx的作用。

過量噴入還原劑會增加NOx氨逃逸量，這一方面會增大設備安全隱患，造成空氣預熱器（空預器）堵塞，除塵器糊袋掛灰等問題；另一方面會增加運行成本，如引風機電流增大、液氨采購費用增加等。實際生產中部分電廠的入爐煤質較差，含硫量過高，空預器堵塞已成為普遍現象和亟待解決的難題。所以優(yōu)化還原劑噴入過程，在保證排放標準的前提下盡可能減少還原劑噴入量，具有巨大的經濟意義和應用前景。以往對于優(yōu)化噴氨量的研究大多從自動控制方面入手。本文結合實際問題，從噴氨混合系統(tǒng)和流場優(yōu)化兩方面對噴氨量進行優(yōu)化。

1理論氨耗量計算

理論氨耗量是根據脫硝系統(tǒng)設計邊界條件所計算出來的氨耗量，也是本文氨耗量優(yōu)化的終理想目標。本文以液氨為還原劑，液氨蒸發(fā)成氣態(tài)后經供氨管道注入稀釋風管，同稀釋風混合后送至母管聯(lián)箱，再經噴氨支管由噴嘴進入煙道。

根據反應式(1)，NOx和NH3的理論當量比（氨氮摩爾比）為1，因此可以根據理論煙氣量和進、出口的NOx質量濃度計算出理論液氨耗量：

2加裝氨空混合器對氨耗量的影響

考慮到安全性，要求純氨氣進入稀釋風管道后稀釋到5%體積分數以下。此外為了保證各支管的噴氨調節(jié)性能*，希望各支管氨量盡可能*。部分機組的設計是將氨管道直接插入到稀釋風管道內，且稀釋風管道內無氨空混合器。

實際上僅憑管內氣流自身混合及組分擴散無法實現氨與空氣的均勻混合，需借助混合設備。對此，本文通過數值模擬的方法，比較安裝西安熱工研究院有限公司生產的氨空混合器前后稀釋風管道內氨組分的分布特性。該CFD模型計算范圍為自注入口上游1m到氨空混合器下游9m間的管道。

為分析氨的分布情況，管道每間隔0.5m設置1處監(jiān)測面，共計18處。CFD模型計算采用壓力基求解器、Standard k-ε雙方程、壓力-速度耦合、SIMPLE算法、質量入口邊界條件，選用組分運輸模型來模擬NH3等組分的混合。該模型網格數為3.2萬，大扭曲度小于0.85。計算結果與網格數分別為6.5萬和9.2萬的模型計算結果*。

模擬計算得到加裝氨空混合器及其混合距離對氨質量濃度分布的影響如圖1所示。由圖1可知：加裝氨空混合器時，隨著混合距離的增加，管道內氨分布均勻性會逐漸提高；未加裝氨空混合器的管道在距注入口9m處氨質量濃度相對標準偏差高達58.5%，而加裝了氨空混合器的管道在距注入口5m處氨質量濃度相對標準偏差已降至4.0%。