[发明专利]基于稀释法同步标定的NOx浓度分布监测系统及监测方法

说明书

本发明公开了基于稀释法同步标定的NOx浓度分布监测系统及监测方法，监测系统包括原位NOx在线分析仪、稀释器、音速小孔、标气管、NOx标气瓶、标气控制阀、零气发生器、零气管和稀释标气母管；各套原位NOx在线分析仪的取样端伸入烟道、且在烟道测量截面等距布置或网格法布置；每套原位NOx在线分析仪连接一根稀释标气支管，每根稀释标气支管上设置一个标气支管控制阀；稀释器为具有标气进口、零气进口和稀释标气出口的三通结构件；音速小孔装在标气进口上、且通过标气管与NOx标气瓶连通，标气控制阀设在标气管上；零气发生器通过零气管接在零气进口上；稀释标气母管一端接稀释器的稀释标气出口、另一端与所有的稀释标气支管连通。本发明简单、可靠、准确。

技术领域

本发明涉及大型燃煤电站烟气成份分布测量技术，尤其涉及SCR出口NOx浓度分布测量领域。

背景技术

目前，大型电站普遍采用SCR脱硝装置来降低烟气中NOx排放浓度。SCR利用NH₃对NOx的还原特性，在催化剂的作用下将NOx还原为对环境无害的N₂和H₂O。在实际运行过程中，喷氨量的控制尤为关键，增加喷氨量有利于降低NOx排放浓度，但氨逃逸会随之增加，进而造成下游空气预热器因硫酸氢铵沉积而堵塞和腐蚀。在喷氨控制方面，除了合理控制喷氨总量以外，还应重点关注喷氨的均匀性，以确保在允许氨逃逸范围内，NOx排放浓度达标。目前，电力行业正全面执行燃煤机组超低排放标准，要求NOx排放浓度严格控制在50mg/Nm³以下，这对喷氨系统提出了更为严苛的要求，因此喷氨均匀性的监测和适时调整显得尤为重要。

喷氨的均匀性与SCR出口截面的NOx浓度分布密切相关，在SCR催化剂层未有明显故障的情况下，NOx浓度过大，可认为是上游相应区域的喷氨量偏少所致；局部NOx浓度过小，则是由于上游相应区域的喷氨量过剩所致；局部NOx浓度过小，氨逃逸显著上升，不仅增加SCR的运行成本，而且对下游空预器的安全运行造成严重威胁(存在堵灰风险)。因此，避免SCR出口NOx浓度分析严重不均很有必要，而通过SCR上游AIG(喷氨调整装置)的优化调整，可将SCR出口NOx浓度调整至相对均匀的状态，若发现AIG的调整幅度过大，则相应位置的催化剂模块可能存在明显的磨损、坍塌及堵灰等故障。

鉴于上述分析，在目前电力行业全面执行燃煤机组超低排放的大背景下，SCR出口NOx浓度分布监测对于锅炉的安全运行及故障排除，显得尤为重要。依照当前技术条件，安装多个仪表实现SCR出口烟气成份分布测量的技术方案已公开，但这种方案存在一个明显的弊端，即各仪表之间的测量差异影响SCR出口NOx浓度分布均匀性的判断。

发明内容

为了解决监测SCR喷氨均匀性的难题及消除现有技术的缺陷，本发明提供一种基于稀释法同步标定的NOx浓度分布监测系统及监测方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

基于稀释法同步标定的NOx浓度分布监测系统，至少包括原位NOx在线分析仪、稀释标气支管、标气支管控制阀、稀释器、音速小孔、标气管、NOx标气瓶、标气控制阀、零气发生器、零气管和稀释标气母管；

原位NOx在线分析仪至少三套，各套原位NOx在线分析仪的取样端伸入烟道、且在烟道测量截面等距布置或网格法布置；每套原位NOx在线分析仪连接一根稀释标气支管，每根稀释标气支管上设置一个标气支管控制阀；

稀释器为具有标气进口、零气进口和稀释标气出口的三通结构件，稀释器的稀释倍率为15-150之间；

音速小孔装在稀释器的标气进口上、且通过标气管与NOx标气瓶连通，标气控制阀设在标气管上，NOx标气瓶所装NOx气体初始浓度不低于500mg/Nm³；

零气发生器通过零气管接在稀释器的零气进口上，零气发生器的气源为压缩空气；

稀释标气母管一端接稀释器的稀释标气出口、另一端与所有的稀释标气支管连通。