一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线监测方法及系统，该监测方法通过在测量截面上按网格布置若干烟气取样测点，将烟气取样测点分为A、B两路，进行监测分析时，A路进行其中一个烟气取样测点的烟气取样监测分析，B路进行其中一个烟气取样测点的烟气抽取排放，A路监测分析结束后，对B路进行烟气抽取排放的烟气取样测点的烟气进行取样监测分析，同时A路进行另一个尚未监测的烟气取样测点的烟气抽取排放，这样对两路的各个烟气取样测点交替轮换进行烟气取样监测和烟气抽取排放。本发明专利技术监测系统结构简化、成本低，能有效实现SCR出口烟气中NOx和O2浓度场分布的在线测量。

On line monitoring method and system for nitrogen oxide and oxygen concentration of cross section of SCR outlet flue

The invention discloses a SCR outlet flue cross-section of nitrogen oxide and oxygen concentration on-line monitoring method and system, the monitoring method based on measuring section according to the grid layout of several flue gas sampling point, the flue gas sampling points is divided into A, B two, were monitored and analyzed, A road into one of the flue gas sampling analysis of flue gas sampling and monitoring points, B road was one of flue gas sampling for flue gas emissions monitoring point extraction, analysis of A road after the end of B road of flue gas emissions from flue gas sampling points of flue gas sampling and monitoring analysis, at the same time, A road is yet another of the flue gas sampling for flue gas monitoring from the point of discharge, so that each of the two measuring points of the flue gas sampling alternating of flue gas and flue gas emissions from sampling and monitoring. The invention has the advantages of simple structure and low cost, and can effectively realize the online measurement of the concentration field of NOx and O2 in the flue gas of the SCR outlet.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保
的火电厂烟气脱硝技术，具体涉及一种适用于SCR出口烟道横截面NOx和O2浓度场的在线监测方法及系统。
技术介绍
选择性催化还原（SelectiveCatalyticReduction，SCR）脱硝技术因其效率高、选择性好等优点被广泛地应用于国内燃煤电厂。据中电联数据，截至“十二五”末期，我国SCR脱硝机组总装机容量已达到7.5亿千瓦，占火电总装机容量的87%。SCR脱硝技术是在特定的温度区段（320~420℃）在催化剂的作用下利用氨气将烟气中的NO还原为无毒无污染的N2和水蒸汽，达到脱除NOx的目的。喷氨系统（AIG）是SCR脱硝系统的核心部件，其作用是将喷入烟道的氨气-空气混合气与烟气均匀混合。目前，常见的喷氨系统有涡流式静态混合喷射系统和格栅式喷射系统，共同点就是在脱硝反应器前烟道横截面上布置若干根安装喷嘴的喷氨管，将氨气-空气混合物喷射到烟道截面不同位置处。不同点为喷氨管数量及喷入烟气中的氨气-空气混合物与烟气的混合方式。理论上，烟道截面各点的喷氨量应是喷口覆盖区域烟气流量、NOx浓度的函数关系。由于烟道截面尺寸大，各点的烟气流量、NOx浓度不均，因此，各喷氨管的喷氨量应不同。在实际运行中由于缺乏对这些关键参数的监测，致使各点喷氨量的分配比较盲目，极易出现局部区域氨过喷的现象，进而导致脱硝效率偏低、出口局部区域氨逃逸过高等问题。而对SCR出口烟道横截面上的NOx和O2浓度场分布进行在线监测系统可以指导喷氨分布的调整，对解决脱硝系统局部区域氨逃逸过量、脱硝系统脱硝效率低等问题有重要意义。另外，在进行SCR脱硝系统喷氨优化调整试验或性能试验时，需要获得SCR反应器出口烟道横截面上NOx和O2浓度场的分布情况。目前，通用的试验方法是：在测量截面上按网格布置几十个烟气取样测点，每个测点处安装一根烟气取样管。利用烟气取样泵将测点处的烟气通过数米长的烟气取样管抽至烟气分析仪，如此进行逐点测量直至全部测点测量完毕；而且在切换测点进行测量时，都要进行取样管与烟气分析仪的连接、断开操作，如此下来，完成测量一个测点的时间往往花费数分钟的时间，完成一个截面全部测点的测量往往需要数个小时，当试验工况多时累计消耗的时间甚至更长，使得测试工作效率非常低，严重影响性能试验及调整试验工作的进度。除此之外，SCR反应器出口烟道的测量环境为高温、高尘，烟尘进入烟气取样管内容易沉积、结块，测试时间较长时会造成取样管堵塞，影响测试工作的顺利进行及测试结果的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能有效提高测试工作效率，缩短测试时间的SCR出口烟道横截面NOx和O2浓度场的在线监测方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线监测方法，该监测方法通过在测量截面上按网格布置若干烟气取样测点，将烟气取样测点分为A、B两路，进行监测分析时，A路进行其中一个烟气取样测点的烟气取样监测分析，B路进行其中一个烟气取样测点的烟气抽取排放，A路监测分析结束后，对B路进行烟气抽取排放的烟气取样测点的烟气进行取样监测分析，同时A路进行另一个尚未监测的烟气取样测点的烟气抽取排放，这样对两路的各个烟气取样测点交替轮换进行烟气取样监测和烟气抽取排放。其中，对各烟气取样测点进行烟气抽取时，SCR反应器出口烟道测量截面的烟气取样测点均与除尘器入口烟道相连通，从连通处前端进行烟气抽取。A、B两路烟气取样测点均分为多组，两路中的各组对应，每组均包括多个烟气取样测点；SCR反应器出口烟道测量截面的烟气取样测点与除尘器入口烟道之间设有多个烟气取样母管，各母管分别与一组烟气取样测点对应；进行监测分析时，每组均有一个烟气取样测点处的烟气抽取至烟气取样母管中，每组多个取样测点依次进行烟气抽取，同时将其中一路的其中一组中的其中一个烟气取样测点对应的烟气取样母管中的烟气抽取至烟气分析仪内进行监测分析，另一路的对应一组中对应的烟气取样取样测点对应的烟气取样母管中的烟气抽取至近烟气分析仪处进行排放，两路的各烟气取样测点交替进行两两对应的取样监测和抽取排放。对各烟气取样测点的烟气抽取，先冷凝后，通过取样泵进入烟气分析仪。对烟气取样测点进行烟气抽取排放时，通过设置在烟气分析仪前端的排空管直接排入大气中。本专利技术还提供了采用上述监测方法的在线监测系统，包括烟气凝汽器、取样泵、净烟气管、烟气分析仪和烟气取样支管；所述烟气取样支管数量与烟气取样测点数量相对应；各烟气取样支管的一端设在对应的烟气取样测点处，另一端与除尘器入口烟道相连通；所述净烟气管、烟气凝汽器和取样泵均为两个；所述烟气取样支管分为两路，每路烟气取样支管的数量相当，各路烟气取样支管均依次通过对应支路的烟气凝汽器和取样泵与对应的净烟气管相连通；所述烟气分析仪分别与两个净烟气管相连；各烟气取样支管与烟气凝汽器连接处前端分别设有取样支管控制阀门；各净烟气管上均设有排空管；所述排空管上设有对应的排空管控制阀门；所述净烟气管上设有烟气分析入口阀门；所述烟气分析入口阀门位于排空管和烟气分析仪之间。本专利技术监测系统还包括多个烟气取样母管；每路烟气取样支管分为多组；所述烟气取样母管分为两路，每路烟气取样母管的数量与对应一路烟气取样支管的组数相同，每路烟气取样母管分别对应一路净烟气管；各组烟气取样支管通过对应的烟气取样母管与所述除尘器入口烟道相连；所述烟气取样母管上设有开口，通过开口依次经所述烟气凝汽器和取样泵与对应的净烟气管相连通；所述取样支管控制阀门设于各烟气取样支管上；各烟气取样母管与对应烟气凝汽器连接处的前端分别设有二级取样阀门。上述监测系统还包括过滤器；所述过滤器设于所述烟气取样母管的开口处。其中，过滤器包括套筒、滤芯、取样接头和空气压缩反吹接头；本专利技术监测系统还包括压缩空气管；套筒通过所述烟气取样母管的开口插入所述烟气取样母管，且与烟气取样母管呈45度夹角；所述滤芯设于所述套筒前端；所述取样接头设于所述套筒后端，通过所述取样接头与对应的烟气凝汽器相连；所述空气压缩反吹接头设于所述套筒的侧面，通过所述空气压缩反吹接头与压缩空气管相连；所述二级取样阀门设于所述取样接头处；所述压缩空气管上设有压缩空气管电磁阀。本专利技术监测系统还包括两路压缩空气母管，两路压缩空气母管均与各烟气取样支管相连，其中一路压缩空气母管位于各取样支管控制阀门的前端，另一路压缩空气母管位于各取样支管控制阀门和对应的烟气取样母管之间；各压缩空气母管与各烟气取样支管的连接处均设有压缩空气管电磁阀。烟气取样母管的直径大于100mm。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术通过多管路切换取样，采用多测点同步取样的方式，在不增加分析仪（否则会过高的增加成本）的前提下，有效地缩短了监测时间，提高了监测效率，同时，提高了测量结果的可对比性，实现“场”分布在线监测的意义。同时利用SCR反应出口烟道与除尘器入口烟道之间的压力差，对烟气的抽取无需大流量取样泵，能够实现各测点不间断同步取样，提高了长时间运行的稳定性。同时在烟气进入分析仪前经过过滤、冷凝，有效的防止了对管路的堵塞，且通过压缩空气的定期反吹，能对管路进行有效清理，进一步提高了系统运行的稳定性。本专利技术监测系统结构简化、成本低，能有效实现SCR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线监测方法，其特征在于：所述监测方法通过在测量截面上按网格布置若干烟气取样测点，将烟气取样测点分为A、B两路，进行监测分析时，A路进行其中一个烟气取样测点的烟气取样监测分析，B路进行其中一个烟气取样测点的烟气抽取排放，A路监测分析结束后，对B路进行烟气抽取排放的烟气取样测点的烟气进行取样监测分析，同时A路进行另一个尚未监测的烟气取样测点的烟气抽取排放，这样对两路的各个烟气取样测点交替轮换进行烟气取样监测和烟气抽取排放。

【技术特征摘要】
1.一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线监测方法，其特征在于：所述监测方法通过在测量截面上按网格布置若干烟气取样测点，将烟气取样测点分为A、B两路，进行监测分析时，A路进行其中一个烟气取样测点的烟气取样监测分析，B路进行其中一个烟气取样测点的烟气抽取排放，A路监测分析结束后，对B路进行烟气抽取排放的烟气取样测点的烟气进行取样监测分析，同时A路进行另一个尚未监测的烟气取样测点的烟气抽取排放，这样对两路的各个烟气取样测点交替轮换进行烟气取样监测和烟气抽取排放。2.根据权利要求1所述的在线监测方法，其特征在于：对各烟气取样测点进行烟气抽取时，SCR反应器出口烟道测量截面的烟气取样测点均与除尘器入口烟道相连通，从连通处前端进行烟气抽取。3.根据权利要求2所述的在线监测方法，其特征在于：A、B两路烟气取样测点均分为多组，两路中的各组对应，每组均包括多个烟气取样测点；所述SCR反应器出口烟道测量截面的烟气取样测点与除尘器入口烟道之间设有多个烟气取样母管，各母管分别与一组烟气取样测点对应；进行监测分析时，每组均有一个烟气取样测点处的烟气抽取至烟气取样母管中，每组多个取样测点依次进行烟气抽取，同时将其中一路的其中一组中的其中一个烟气取样测点对应的烟气取样母管中的烟气抽取至烟气分析仪内进行监测分析，另一路的对应一组中对应的烟气取样取样测点对应的烟气取样母管中的烟气抽取至近烟气分析仪处进行排放，两路的各烟气取样测点交替进行两两对应的取样监测和抽取排放。4.根据权利要求2所述的在线监测方法，其特征在于：对各烟气取样测点的烟气抽取，先冷凝后，通过取样泵进入烟气分析仪。5.根据权利要求1所述的在线监测方法，其特征在于：对烟气取样测点进行烟气抽取排放时，通过设置在烟气分析仪前端的排空管直接排入大气中。6.采用权利要求1至5任一所述在线监测方法的监测系统，其特征在于：所述监测系统包括烟气凝汽器、取样泵、净烟气管、烟气分析仪和烟气取样支管；所述烟气取样支管数量与烟气取样测点数量相对应，一端设在对应的烟气取样测点处，另一端与除尘器入口烟道相连通；所述净烟气管、烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄启龙，陈国庆，刘铭媛，李永生，刘建民，
申请(专利权)人：国电科学技术研究院，南京电力设备质量性能检验中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32