[发明专利]一种脱硝烟气浓度场在线测量系统及脱硝喷氨系统

说明书

本申请公开了一种脱硝烟气浓度场在线测量系统，包括光信号输出模块、分光模块、信号调试模块和信号处理模块。光信号输出模块交替输出烟气浓度场各待测组分相应吸收谱线的激光信号至分光模块。分光模块将接收的激光信号同时分为多束子光束且各子光束以形成的n×n光路网格形式穿过待测脱销烟气浓度场所在二维平面。信号调试模块根据参考光信号对穿过待测脱销烟气浓度场的各子光束的光信息转化的电信号进行调试得到二次谐波信号。信号处理器基于TDLAS原理和代数迭代算法对二次谐波信号进行反演得到待测脱销烟气浓度场的烟气浓度分布，有效提升脱硝系统烟气浓度场分布数据计算准确度。本申请还基于上述测量系统提供了脱硝喷氨系统，实现脱硝系统精准喷氨。

技术领域

本申请涉及激光测量技术及脱硝控制技术领域，特别是涉及一种脱硝烟气浓度场在线测量系统及脱硝喷氨系统。

背景技术

随着国家对环保要求力度不断加大，燃煤机组推进超低排放，NO_x排放控制在50mg/Nm3以内。为了满足NO_x超低排放限值，SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)脱硝系统通过增加催化剂层数以提高脱硝效率，但是，系统在提升脱硝效率的同时会增加脱硝系统出口氨逃逸总量和局部氨逃逸峰值。大多燃煤电厂SCR脱硝系统采用V₂O₅/TiO₂基催化剂。而V₂O₅/TiO₂基催化剂在还原NO_x的同时会将SO₂氧化成SO₃，SO₃转化率约为1％。对于燃煤机组，大量逃逸的NH₃会与烟气中SO₃反应生成硫酸氢氨，硫酸氢氨在146-207℃温度范围内为液态，其易沉积在空预器中低温段换热元件表面并捕捉烟气中飞灰形成板结物，造成空预器的堵塞和腐蚀，严重影响机组安全稳定运行。可见，脱硝系统存在喷氨量大、氨逃逸率高等问题导致空预器堵塞概率增大，严格控制脱硝系统的烟气浓度可有效降低空预器的堵塞概率，相应的，就需要实时在线测量脱硝系统中各截面的烟气浓度数据作为数据支持。

相关技术通常采用单点或多点混合式测量方式测量得到SCR脱硝系统内NO_x、NH₃浓度信息。而在变径烟道中烟气呈现紊流流场，越靠近变径烟道，壁面烟气流动越混乱。特别地，在机组变负荷情况下，流场更加不稳定，相关技术的测量装置根本无法取到稳定、具有代表性的合格烟气。受测点布置、烟气流场分布等影响，采用单测点和多点混合测量数值不具有代表性，难以真实反应脱硝系统内NO_x、NH₃浓度分布，无法为脱硝运行提供准确、及时的数据参考。

鉴于此，如何提升脱硝系统烟气浓度场分布数据计算准确度，为实现精准喷氨提供有效数据支持，是所属领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种脱硝烟气浓度场在线测量系统及脱硝喷氨系统，提升脱硝系统烟气浓度场分布数据计算准确度，为实现精准喷氨提供有效数据支持。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种脱硝烟气浓度场在线测量系统，包括光信号输出模块、分光模块、信号调试模块和信号处理模块；

所述光信号输出模块交替输出待测脱硝烟气浓度场各待测组分相应吸收谱线的激光信号；

所述分光模块将所述光信号输出模块出射的激光信号同时分为多束子光束且多束子光束以形成n×n光路网格的形式穿过所述待测脱销烟气浓度场所在二维平面；

所述信号调试模块根据参考光信号对穿过待测脱销烟气浓度场后的各子光束光信息转化的电信号进行调试得到二次谐波信号；

所述信号处理器基于TDLAS原理和代数迭代算法对所述二次谐波信号进行反演得到所述待测脱销烟气浓度场的烟气浓度分布。