CN108344604A - 一种scr反应室nox浓度在线巡回检测装置及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置及控制方法，包括取样模块、巡回控制模块、烟气分析模块，取样模块包括多组取样枪、取样箱、多管路和抽吸泵，每组取样枪对应喷氨分区伸入SCR反应室并按网格法沿烟道深度方向分布多支不同长度的取样枪，巡回控制模块包括逻辑控制柜、检测电磁阀、排空电磁阀，烟气分析模块包括烟气预处理单元和烟气分析仪。本发明以喷氨分区为单位，按“前一个测量，后一个准备”进行巡回检测，大大缩短巡回检测周期，同时每个喷氨分区有多个不同深度取样点，每个取样点由对应的取样枪取样，一个喷氨分区多支取样枪的取样烟气进行混合后平均再进行检测，能提高检测结果的代表性。
Description
技术领域
本发明涉及火电厂脱硝技术领域，特别涉及一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置及其控制方法。
背景技术
烟气NOx浓度是中国环境保护部要求对火电厂烟气监测的重要指标，GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》对火电厂排放的烟气中NOx浓度提出了更为严格的要求。目前大多数火电厂采用选择性还原法(Selective Catalytic Reduction，SCR)进行脱硝，SCR脱硝系统的喷氨量对脱硝效率有着重要影响。喷氨量过少，脱硝效率低导致排放烟气的NOx浓度过高，可能会超过排放标准限值。喷氨量过大，多余的氨气会和烟气中的SO3、水生成粘度很大的硫酸氢铵，造成空气预热器烟道堵塞。所以，需要准确检测烟气中NOx浓度为SCR脱硝系统调节喷氨量提供合理的依据。目前，火电厂SCR反应室内的喷氨管按分区布置，每个分区的喷氨量依靠对应分区的单个调节阀来调节。在现有的SCR反应室烟气NOx浓度在线巡回检测系统中，专利CN201510811337.5公布的锅炉烟气成分巡回检测系统及控制方法，其检测方法为抽吸泵持续抽取所有取样点的烟气进行循环流动，检测哪一个取样点的烟气就将该点烟气引至烟气分析仪，这种检测方法不仅抽吸泵耗能大，而且以单个取样点为单位进行巡回检测，巡回检测周期长，检测结果无法体现喷氨分区NOx浓度平均水平。专利 CN201710038770.9公布一种SCR出口烟道横截面氮氧化物和氧浓度在线检测方法及系统，其检测方法为一个烟气取样点的烟气取样检测分析，另一个烟气取样测点的烟气抽取排放等待检测，这种检测系统的取样枪没有按照喷氨分区进行针对性布置，而且以单个取样点进行检测，同样存在检测周期长，检测结果没有代表性的缺点。
实用新型专利CN201320254786.0公开了一种SCR烟气脱硝系统烟气分布测量装置，主要包括多个取样管、第一阀门组箱、第二阀门组箱、抽吸泵、切换阀箱、烟气分析仪、控制单元。通过控制单元控制烟气分析仪、切换阀箱、第一阀门组箱和第二阀门组箱，每次抽取SCR脱硝系统两个取样点的烟气，其中一个取样点的烟气进入烟气分析仪分析，另一个取样点的烟气走旁路，待进入烟气分析仪的烟气分析完成后，走旁路的烟气再进入烟气分析仪分析。该技术方案是一种便携式的SCR烟气脱硝系统烟气分布实地测量装置，其目的是提高工作效率和测量准确性，通过控制单元控制切换阀箱、第一阀门组箱和第二阀门组箱，多支取样管中的烟气依次进入烟气分析仪分析，节省了人工拔插取样管耗费的时间和人力物力，提高了工作效率，通过一个取样管的烟气在烟气分析仪分析时，另一个取样管的烟气处于待测状态的检测方式，提高测量准确性。但是，该技术方案没有根据一个喷氨分区通过一个调节阀来调节喷氨量的实际情况来对应喷氨分区布置取样管，而且每次只分析一个取样管抽取的单点烟气，检测周期长，检测结果不能代表一个喷氨分区烟气浓度的平均水平，无法为优化喷氨量提供合理的依据。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，解决现有技术NOx浓度巡回检测周期长、检测结果无法反映喷氨分区NOx 浓度平均水平、难以为SCR脱硝系统调节喷氨量提供合理的依据的问题。
本发明的另一目的在于提供一种基于上述装置的控制方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，包括：取样模块、巡回控制模块和烟气分析模块；取样模块包括一组取样枪、取样箱、烟气引出管、三通管、检测连接管、排空连接管；巡回控制模块包括检测电磁阀、排空电磁阀；烟气分析模块包括烟气预处理单元和烟气分析仪；
取样枪一端伸入SCR反应室，取样枪另一端、取样箱、烟气引出管、三通管入口依次连接；三通管出口分别接检测连接管和排空连接管；检测电磁阀安装在检测连接管上，排空电磁阀安装在排空连接管上；
一个喷氨分区对应一个取样模块和巡回控制模块；多个检测连接管一起接入一检测母管，检测母管出口连接到烟气预处理单元和烟气分析仪；多个排空连接管一起接入一排空母管，排空母管出口通向大气；
多组取样枪布置于不同喷氨分区，每次抽取两个喷氨分区的烟气，其中一个分区的烟气进入烟气分析仪分析，另一个分区的烟气排空使管路内烟气流动起来为下一时刻的检测做准备。
优选的，每个取样箱连接一组取样枪，取样枪的一端伸入SCR反应室烟道内，安装在SCR 反应室烟道壁的取样孔上，每组取样枪按网格法沿烟道深度方向分布多支长度不同的取样枪。
优选的，对应喷氨分区多支取样枪的取样烟气在取样箱里面混合均匀。
优选的，装置还包括两个能够调节抽取的烟气流量的抽吸泵，分别安装在检测母管和排空母管上。
优选的，逻辑控制柜连接检测电磁阀和排空电磁阀，逻辑控制柜控制检测电磁阀和排空电磁阀的开关时序。
优选的，烟气预处理单元用于对进入烟气分析仪的烟气进行预处理，包括除湿、除尘。
优选的，烟气分析仪用于对检测烟气进行分析，并将分析结果通过信号电缆传输至DCS。
一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置的控制方法，以喷氨分区为单位进行巡回检测，具体包括以下步骤：
1)第一喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启、第二喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态，从第一喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第二喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
2)完成第一喷氨分区的检测后，关闭之前开启的电磁阀，第二喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启，第三喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态；从第二喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第三喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
3)完成第二喷氨分区的检测后，关闭之前开启的电磁阀，第三喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启，第四喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态；从第三喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第四喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
6)依次类推，直至从第n喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪完成分析即完成一个周期的巡回检测，并开始进入下一个周期的巡回检测。
优选的，上述方法中，初始检测分区和巡回检测顺序均可按需求任意选择。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明以喷氨分区为单位，按“前一个测量，后一个准备”进行巡回检测，大大缩短巡回检测周期，从而使SCR脱销系统的总喷氨量更好地对应SCR反应室内烟气NOx浓度实际情况，提高脱硝效率和减少氨逃逸。
2、取样枪组对应于喷氨分区布置，每组取样枪沿烟道深度方向分布多支长度不同的取样枪，可以实现SCR反应室内NOx网格法测量。
3、同时每个喷氨分区有多个不同深度取样点，每个取样点由对应的取样枪取样，一个喷氨分区多支取样枪的取样烟气进行混合后平均再进行检测，能提高检测结果的代表性。烟气经过混合均匀后再进入烟气分析仪，从烟气分析仪得到的检测结果为相应喷氨分区的平均值，更符合一个调节阀调节一个喷氨分区喷氨量的实际情况。
4、每次检测同时抽取两路烟气，其中一路为检测分区烟气进入烟气分析仪，另一路为待测分区烟气排向大气。预先抽取待测分区烟气使其先在管路中持续流动一段时间，这样使检测时进入烟气分析仪的烟气更接近对应喷氨分区烟气的实时状态，减少检测误差。
附图说明
图1是实施例装置结构示意图。
图1中：100-取样枪；110-取样箱；120-烟气引出管；130-检测连接管；140-排空连接管； 150-检测母管；160-排空母管；170-1/170-2-抽吸泵；180-烟气预处理单元；190-烟气分析仪； 200-三通管；210-逻辑控制柜；1A/2A/3A/4A/5A/6A-检测电磁阀；1B/2B/3B/4B/5B/6B-排空电磁阀。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，如图1所示：
1.取样枪100对应喷氨分区安装在SCR反应室烟道壁的取样孔上，其一端与取样箱110 连接，另一端伸入烟道内；沿烟道深度方向上分布着多支长度不同的取样枪，可以实现SCR 反应室内NOx浓度网格法测量。
2.取样箱110用于均匀混合一个喷氨分区的取样烟气，其一端连接烟气取样枪，另一端连接烟气引出管120。
3.烟气引出管120连接取样箱110和三通管200，用于将烟气从取样箱引至三通管。
4.三通管200入口接烟气引出管120，出口分别接检测连接管130和排空连接管140，用于将烟气导流至烟气分析仪190或大气。
5.检测连接管130连接检测母管150和三通管200，用于将烟气从三通管引流到检测母管。检测连接管130上安装有检测电磁阀，用于控制检测烟气的抽取。
6.检测母管150入口连接检测连接管130，出口连接烟气分析仪190。检测母管150上依次安装有抽吸泵170-1和烟气预处理单元180。其中，抽吸泵170用于控制所抽取的检测烟气流量，烟气预处理单元180用于对进入烟气分析仪的烟气进行除湿、除尘等预处理。
7.烟气分析仪190入口端连接检测母管150，出口通向大气，用于对取样烟气进行分析，并将分析数据通过信号电缆传输至DCS。
8.排空连接管140连接三通管200和排空母管160，用于将取样烟气从三通管引至排空母管。排空连接管140上安装有排空电磁阀，用于控制待测烟气的抽取。
9.安装在排空母管160上的抽吸泵170-2，用于控制所抽取的待测烟气的流量，其出口通向大气。
10.逻辑控制柜210连接检测电磁阀和排空电磁阀，用于控制检测电磁阀和排空电磁阀的开关时序。
一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置控制方法，以喷氨分区为单位进行巡回检测，初始检测分区和巡回检测顺序均可任意选择，其中的一种检测方式具体包括以下步骤：
1)在逻辑控制柜210控制下，检测电磁阀1A开启、排空电磁阀2B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区1抽取的烟气为检测烟气，喷氨分区多支不同长度取样枪抽取的烟气后进入取样箱110混合均匀，然后依次经过烟气引出管120、三通管 200、检测连接管130、检测母管150和抽吸泵后，进入烟气预处理单元180进行除湿、除尘等预处理，最后经过处理的烟气进入烟气分析仪分析190。从喷氨分区2 抽取的烟气为待测烟气，喷氨分区多支不同长度的取样枪抽取的烟气在取样箱混合均匀后，依次经过烟气引出管、三通管、排空连接管、排空母管和抽吸泵，直接排向大气。
2)完成喷氨分区1的检测后，在逻辑控制柜的控制下，检测电磁阀1A关闭，检测电磁阀2A开启，排空电磁阀2B关闭，排空电磁阀3B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区2抽取的烟气为检测烟气，进入所述烟气分析仪分析，从喷氨分区 3抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气。
3)完成喷氨分区2的检测后，在逻辑控制柜的控制下，检测电磁阀2A关闭，检测电磁阀3A开启，排空电磁阀3B关闭，排空电磁阀4B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区3抽取的烟气为检测烟气，进入烟气分析仪分析，从喷氨分区4抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气。
4)完成喷氨分区3的检测后，在逻辑控制柜的控制下，检测电磁阀3A关闭，检测电磁4A开启，排空电磁阀4B关闭，排空电磁阀5B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区4抽取的烟气为检测烟气，进入烟气分析仪分析，从喷氨分区5抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气。
5)完成喷氨分区4的检测后，在逻辑控制柜的控制下，检测电磁阀4A关闭，检测电磁阀5A开启，排空电磁阀5B关闭，排空电磁阀6B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区5抽取的烟气为检测烟气，进入烟气分析仪分析，从喷氨分区6抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气。
6)完成喷氨分区5的检测后，在逻辑控制柜的控制下，检测电磁阀5A关闭，检测电磁阀6A开启，排空电磁阀6B关闭，排空电磁阀1B开启，其余电磁阀保持关闭状态。从喷氨分区6抽取的烟气为检测烟气，进入烟气分析仪分析，从喷氨分区1抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气。如此，完成一个周期巡回检测，并开始下一个周期的巡回检测。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，包括：取样模块、巡回控制模块和烟气分析模块；取样模块包括一组取样枪、取样箱、烟气引出管、三通管、检测连接管、排空连接管；巡回控制模块包括检测电磁阀、排空电磁阀；烟气分析模块包括烟气预处理单元和烟气分析仪；
每个取样箱连接一组取样枪，取样枪一端伸入SCR反应室，取样枪另一端、取样箱、烟气引出管、三通管入口依次连接；三通管出口分别接检测连接管和排空连接管；检测电磁阀安装在检测连接管上，排空电磁阀安装在排空连接管上；
一个喷氨分区对应一个取样模块和巡回控制模块；多个检测连接管一起接入一检测母管，检测母管出口连接到烟气预处理单元和烟气分析仪；多个排空连接管一起接入一排空母管，排空母管出口通向大气；
多组取样枪布置于不同喷氨分区，每次抽取两个喷氨分区的烟气，其中一个分区的烟气进入烟气分析仪分析，另一个分区的烟气排空使管路内烟气流动起来为下一时刻的检测做准备。
2.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，取样枪的一端伸入SCR反应室烟道内，安装在SCR反应室烟道壁的取样孔上，每组取样枪按网格法沿烟道深度方向分布多支长度不同的取样枪。
3.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，对应喷氨分区多支取样枪的取样烟气在取样箱里面混合均匀。
4.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，装置还包括两个能够调节抽取的烟气流量的抽吸泵，分别安装在检测母管和排空母管上。
5.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，逻辑控制柜连接检测电磁阀和排空电磁阀，逻辑控制柜控制检测电磁阀和排空电磁阀的开关时序。
6.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，烟气预处理单元用于对进入烟气分析仪的烟气进行预处理，包括除湿、除尘。
7.根据权利要求1所述的SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置，其特征在于，烟气分析仪用于对检测烟气进行分析，并将分析结果通过信号电缆传输至DCS。
8.基于权利要求1所述SCR反应室NOx浓度在线巡回检测装置的控制方法，其特征在于，以喷氨分区为单位进行巡回检测，具体包括以下步骤：
1)第一喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启、第二喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态，从第一喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第二喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
2)完成第一喷氨分区的检测后，关闭之前开启的电磁阀，第二喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启，第三喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态；从第二喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第三喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
3)完成第二喷氨分区的检测后，关闭之前开启的电磁阀，第三喷氨分区烟道对应的检测电磁阀开启，第四喷氨分区烟道对应的排空电磁阀开启，其余电磁阀保持关闭状态；从第三喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪分析，从第四喷氨分区抽取的烟气为待测烟气，直接通向大气；
6)依次类推，直至从第n喷氨分区抽取的烟气进入烟气分析仪完成分析即完成一个周期的巡回检测，并开始进入下一个周期的巡回检测。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，初始检测分区和巡回检测顺序均可按需求任意选择。
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