矩陣式煙氣取樣技術(shù)在不均勻流場(chǎng)煙氣測(cè)量上的應(yīng)用

　　摘要：火電廠煙道屬于大截面煙道，由于鍋爐結(jié)構(gòu)的限制，煙道流場(chǎng)分布不均勻。尤其是脫硝出口煙道，普遍存在著催化還原反應(yīng)不均勻、煙道直管段短的問題，煙氣濃度場(chǎng)分布不均勻。在流場(chǎng)不均的煙道，單點(diǎn)取樣測(cè)量的煙氣數(shù)據(jù)不能代表煙氣的實(shí)際參數(shù)，不能作為生產(chǎn)運(yùn)行調(diào)節(jié)的參考依據(jù)。本文通過對(duì)比幾種應(yīng)用于煙氣取樣的典型取樣技術(shù)，提出了適用于不均勻流場(chǎng)煙道的矩陣取樣技術(shù)，為火電廠煙氣取樣分析提供指導(dǎo)。
　　關(guān)鍵詞：大截面煙道；流場(chǎng)不均；矩陣取樣
　　中圖分類號(hào)：X701.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-672X（2018）03-0244-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.147
　　Abstract： Flue section of thermal power plant is large cross section . Due to the limitation of boiler structure.Non-uniform of the flow field distribution is ubiquity .Especially the export smoke cross of denitrification. The problem of catalytic reaction is not uniform and straight pipe section of flue is short is ubiquity.Consistency gas is maldistribution .Uneven distribution of flue in the flow field ，the gas data of single point sampling measurement doesn’t represent the actual data.It can not be used as a reference for production operation adjustment. In this paper ， by comparing several kinds of typical probe technologies which are applied to gas probe. Optimized configuration solution of gas probe technologies ，is put forward to suit for gas probe technologies， and a reference is provided in the selection of gas probe system for the gas probe of thermal power plants.
　　Key words： Large section flue； Uneven flow field； Atrix sampling
　　燃煤機(jī)組煙氣脫硝改造，由于場(chǎng)地空間限制，脫硝出口煙道較短，而且存在多處變徑和拐角；火電廠煙道屬于大截面煙道，煙道尺寸在幾米到十幾米，流場(chǎng)不均普遍存在。由于煙道流場(chǎng)分布不均，脫硝出口NOX和NH3的濃度分布也不均勻。在運(yùn)行過程中，脫硝出口NOX和NH3濃度的測(cè)量數(shù)據(jù)存在基本不變化或者波動(dòng)較大的情況，不響應(yīng)系統(tǒng)工況變化，還存在脫硝出口與脫硫出口所測(cè)NOX濃度偏差較大的情況。這些測(cè)量數(shù)據(jù)不但不能為生產(chǎn)運(yùn)行提供指導(dǎo)，反倒給運(yùn)行人員帶來困擾，給脫硝系統(tǒng)投自動(dòng)也帶來較大障礙[1]。
　　這些問題都是在流場(chǎng)分布不均的煙道上，采用傳統(tǒng)的單點(diǎn)取樣方式所帶來的。在不均勻流場(chǎng)，一個(gè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)不能代表整個(gè)煙道的煙氣濃度參數(shù)，該點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)也失去了使用價(jià)值和意義。當(dāng)前，NOX和NH3的濃度檢測(cè)已經(jīng)有較為先進(jìn)的化學(xué)發(fā)光技術(shù)，測(cè)量精度可達(dá)到PPB級(jí)，導(dǎo)致NOX和NH3測(cè)量不準(zhǔn)的主要原因集中在取樣方式上。因此，研究一種能適用于不均勻流場(chǎng)、能充分反映煙道實(shí)際濃度的煙氣取樣技術(shù)就具有比較現(xiàn)實(shí)的意義[2]。
　　1 煙氣不均勻性和取樣技術(shù)現(xiàn)狀分析
　　1.1 煙氣不均勻性分析
　　為分析煙氣流場(chǎng)的分布情況，對(duì)某電廠300MW機(jī)組脫硝出口煙氣NOX和NH3的濃度分布進(jìn)行了測(cè)試。煙道為10m×4m矩形煙道，在煙道AB側(cè)分別取2個(gè)取樣點(diǎn)，一共取A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)的NOX和NH3濃度測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，取樣示意圖如圖1所示。
　　在負(fù)荷工況基本保持不變的情況下，分別對(duì)四個(gè)點(diǎn)的NOX和NH3濃度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，測(cè)量持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)整理成曲線分別如圖2和圖3所示。
　　由圖2和圖3的測(cè)量曲線可看出，無論是NOX還是NH3，其濃度分布都是不均勻的。其中A取樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定，但NOX的測(cè)量值比實(shí)際煙氣濃度值偏高，基本都超過了排放限值50mg/m3；而NH3基本接近于0，無較大波動(dòng)。其他三個(gè)取樣點(diǎn)所測(cè)量的數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，也無規(guī)律可循。由此可見，不同取樣點(diǎn)的測(cè)量濃度相差達(dá)到幾倍甚至幾十倍，如若采用單點(diǎn)取樣方式，無論是在哪一個(gè)點(diǎn)取樣進(jìn)行煙氣監(jiān)測(cè)，其測(cè)量值都不能代表煙氣濃度的實(shí)際值[3]。
　　1.2 煙氣取樣技術(shù)現(xiàn)狀分析
　　傳統(tǒng)的煙氣取樣方式為單點(diǎn)取樣，探桿長(zhǎng)度一般為1.5m，樣氣經(jīng)煙氣預(yù)處理系統(tǒng)濾塵、除水后進(jìn)入分析儀進(jìn)行檢測(cè)。取樣示意圖如圖4所示。
　　脫硝改造實(shí)施后，因單點(diǎn)取樣不能滿足運(yùn)行對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的要求，從而產(chǎn)生了三點(diǎn)取樣。探桿長(zhǎng)度1.5m，在同側(cè)煙道的不同位置安裝3個(gè)取樣探桿，使用取樣泵將樣氣抽出進(jìn)入混合箱混合，再經(jīng)過預(yù)處理濾塵、除水后進(jìn)入分析儀檢測(cè)。取樣示意圖如圖5所示。
　　從圖4和圖5可以看出，無論是單點(diǎn)取樣點(diǎn)還是三點(diǎn)取樣，在大截面不均勻的流場(chǎng)里，其測(cè)量數(shù)據(jù)都不具備代表性，不能真實(shí)反映煙氣實(shí)際污染物濃度。

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