脱硝CEMS系统多点采样的改造

薛占良

摘 要：烟气连续监测采样技术，简称CEMS，是脱硝技术中的关键部分；通过安装在烟道上的取样装置采得烟气，再经过电伴热的烟气采样管输送到CEMS小间的烟气分析仪表进行分析，各项参数的分析结果经过在线装置的计算机处理后再通过电缆送到远方DCS画面供运行人员查看、调试。只有准确地测量到烟气中的NOx含量才能保证脱硝设备的准确投入率，保证机组设备的安全。

关键词：烟气；脱销CEMS系统；改造

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）07-0050-01

我公司脱硝SCR系统自投产以来，出口烟气测得的NOx数据偏低且经常频繁的为零，不能正确的反应烟气中NOx的含量；导致运行人员无法根据出口NOx含量相应的调整反应器入口的喷氨量，严重影响了脱硝系统的正常运行。为有效解决这一现象，我们通过调研、分析、统计、策划、实施等多种方式开展了大量工作，经过近一年的努力，有效提高了脱硝系统出口烟气NOx成分的测量准确性。

1 现将改造过程做如下总结

对我公司1#机组2016年上半年一段时间脱硝CEMS出口NOx含量、对应机组脱硫净烟气NOx含量、脱硝CEMS出口NOx数据和机组实际负荷进行统计分析，结果如下：2016.04.03.00：00：53，机组负荷176.46MW时，脱硫净烟气NOx为84.71mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为37.92mg/m3。2016.04.04.00：00：53，机组负荷155.33MW时，脱硫净烟气NOx为96.87mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为38.56mg/m3。2016.04.04.00：00：53，机组负荷215.69MW时，脱硫净烟气NOx为84.32mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为38.56mg/m3。

1#机组CEMS出口烟气测试比对孔用便携式分析仪测量的出口NOx含量统计如下：机组负荷为175.21MW时，1#比对孔NOx为83.25mg/m3，3#比对孔NOx为65.24mg/m3，5#比对孔NOx为89.65mg/m3，7#比对孔NOx为59.35mg/m3。机组负荷为165.23MW时，1#比对孔NOx为90.46mg/m3，3#比对孔NOx为64.75mg/m3，5#比对孔NOx为93.42mg/m3，7#比对孔NOx为65.24mg/m3。机组负荷為218.73MW时，1#比对孔NOx为76.54mg/m3，3#比对孔NOx为52.47mg/m3，5#比对孔NOx为81.24mg/m3，7#比对孔NOx为51.45mg/m3。

根据与1#机组CEMS出口烟气测试比对孔用便携式分析仪测量的出口NOx含量和1#机组脱硫净烟气NOx含量做对比可知：1#机组脱硝CEMS测得的NOx含量偏低。

2 原因分析

针对脱硝CEMS出口NOx含量测量偏低的问题，我们进行了深入讨论，各成员发表了自己的意见；经过讨论我们从各方面考虑得出了以下几个原因：

（1）机器设备故障：脱硝CEMS出口分析仪故障导致测量结果偏低。

（2）安装工艺：测量探头、取样管道、分析仪等设备接头处未安装好，漏气或取样管道堵塞导致测量结果偏低。

（3）测量方法缺陷：测量探头安装位置不合适或测量取样探头太少，不能取到合格的样气供分析仪分析。

针对以上原因，我们逐条进行了分析，如下：

首先通过与分析仪厂方（杭州聚光科技有限公司）协商，厂方派技术人员携带标准分析仪与我公司所安装分析仪更换；更换后标准分析仪测得的数据与我公司测得的数据一致。所以脱硝CEMS出口分析仪故障不是主要原因。

第二，我们把测量探头、取样管道、分析仪等设备的每个接头都重新检查紧固；因为分析仪气室压力正常，分析仪所测的氧气含量也与锅炉烟气中氧含量对应；测的NOx含量仍然偏低。测量探头、取样管道、分析仪等设备接头处未安装好漏气或取样管道堵塞不是要因。

第三，在同样负荷下我们用便携式烟气分析仪从左到右对每个测试孔的NOx含量进行测量，测量结果如下：机组负荷为199.21MW时，1#比对孔NOx为80.24mg/m3，2#比对孔NOx为76.38mg/m3，3#比对孔NOx为56.44mg/m3，4#比对孔NOx为48.34mg/m3，5#比对孔NOx为56.47mg/m3，6#比对孔NOx为85.24mg/m3，7#比对孔NOx为79.25mg/m3，8#比对孔NOx为80.45mg/m3。

机组负荷为199.56MWW时，1#比对孔NOx为82.24mg/m3，2#比对孔NOx为75.34mg/m3，3#比对孔NOx为55.27mg/m3，4#比对孔NOx为47.84mg/m3，5#比对孔NOx为57.48mg/m3，6#比对孔NOx为86.23mg/m3，7#比对孔NOx为77.22mg/m3，8#比对孔NOx为84.40mg/m3。

在同样的负荷下，各个取样口测得的NOx含量差别挺大；安装单个采样探头不能很好地取到合格的烟气。

经过综合分析判断，由于测量探头安装位置不合适或测量取样探头太少，不能取到合格的样气供分析仪分析是造成NOx数据偏低且经常频繁的为零的主要原因。

3 改造实施

针对以上问题，借2016年8月10日至11月15日，我公司1#炉进行烟气超低排放改造的机会，对脱硝CEMS采样探头取样方式进行改造。采取多点取样，保证分析仪能采到合格的样气，将3个采样探头采到的样气均匀混合，并敷以良好的伴热。

经过查阅资料和考察兄弟单位的烟气采样设备，我们深入讨论后决定采用杭州聚光科技有限公司的高温混合箱技术；即在3个采样探头的中间加一个高温混合箱，将3个探头采到的样气都通入混合箱充分混合；然后从混合箱将混合后的样气通过一根取样管送到分析仪分析。当其中一个探头因烟气工况或管路堵塞取不到样气时，另外两个探头仍然能取到样，保证分析仪时刻能取到合格的样气。安装试验工作在10月30日左右基本完成。

我公司脱硝CEMS出口烟气采样探头原安装位置在脱硝出口烟道正中间；改造时，原探头不动；脱硝出口烟道处与原探头同一水平线上在原探头左右两侧间隔3米处，各安装一个采样探头，三个探头型号、大小完全相同。为了避免取样管中的蒸汽凝结成水，取样管都用取样伴热管缆；每个伴热管缆都用温控器控制，温度设定在180℃，保证取样管中烟气温度在180℃左右。

4 改造效果

改造顺利完成，机组运行一段时间后，我们的改造通过了检验；通过对脱硝系统出口烟气NOx含量测量数据、脱硫净烟气NOx含量的测量和统计，与改造前的数据进行对比。改造后测量的数据对比：2016.10.23.00：00：53，机组负荷176.46MW时，脱硫净烟气NOx为36.75mg/m3脱硝CEMS出口NOx为：37.95mg/m3。2016.10.24.00：00：53，机组负荷155.33MW时，脱硫净烟气NOx为36.84mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为38.56mg/m3。2016.10.25.12：00：53，机组负荷215.69MW时，脱硫净烟气NOx为26.32mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为28.56mg/m3。2016.10.26.12：00：53，机组负荷222.49MW时，脱硫净烟气NOx为24.38mg/m3；脱硝CEMS出口NOx为23.51mg/m3。

伴随着我公司超低排放改造胜利结束，机组的顺利运行。我们的改造也到了检验成果的时候；通过对脱硝CEMS出口NOx含量、脱硫净烟气NOx含量的测量和统计，相比改造之前的数据，脱硝CEMS出口NOx含量和脱硫净烟气NOx含量已基本相符脱硝系统出口烟气NOx含量和脱硫净烟气NOx含量已基本相符，为保证脱硝系统的长期稳定运行打下坚实基础。

5 巩固措施

本次设备进行改造后，采样探头数量和取样伴热管都较以前增加了好多；为了保证环保设备的正常运行，我们制定了严密的巡检和维护制度，每天定时检查伴热管、混合箱和分析仪，发现异常及时汇报、处理，并记录于巡检台账。