HB-1 LGA脱硝测NH3解决方案.doc

LGA脱硝测NH3项目解决方案一、 工艺和工况我国氮氧化物的排放量中近70%来自于煤炭的直接燃烧，垃圾焚烧也成为氮氧化物的一个新污染源。控制氮氧化物排放的方法分为两大类：低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。烟气脱硝技术包括选择性催化还原技术（SCR）和选择性非催化还原技术（SNCR），以及SNCR/SCR的组合技术。其它SNCR和SCR(选择性催化还原)技术应用的范围还有：内燃烧发动机（燃油和燃气机车内进行NOx排放控制的催化净化器），化工厂以及炼钢厂等。装置可以直接布置在锅炉之后(高灰分烟气段)，也可布置在电除尘器(低灰分烟气段)或烟气脱硫装置(尾部烟气段)之后，三种不同的SCR布置方法见图1图3。高灰热烟气侧布置：空气预热器和静电除尘器（电除尘器）上游低灰热侧布置：空预器上游和高温ESP下游 尾部烟气段布置：空预器和ESP下游，FGD（烟气脱硫装置）之后 尾部烟气段布置被认为是一种理想的方式，和前两种相比，进入装置的烟气，粉尘和2的含量都很小，脱硝效率高，催化剂使用时间长。一般NH3分析仪安装在脱硝器（SCR反应器）出口烟道或脱硫塔后烟囱上。脱硝测NH3典型工况表见下。Teledyne-从PVC化学反应炉的烟道出来的烟气(30m烟囱上)气体参数温度 表压MPa粉尘mg/m3 焦油mg/m3 流速m/s 水份%黏度背景气体成分名称含量 %N2O2CO2 H2O Ar最大值及单位 典型值及单位160-3 到 -6 mm Aq H2O几乎为零未知未知18.0%未知70.4%2.4%8.4%18.0%0.8%最小值及单位测量参数NH3测量量程0-25ppm厦门嵩屿电厂-脱硝出口烟道（检测脱硝出口NH3含量，以便于监控脱硝的触媒是否已经失效及脱硝控制的准确性）气体参数温度 表压MPa粉尘mg/m3 焦油mg/m3 流速m/s 水份%黏度背景气体成分名称含量 %SO2NOX最大值及单位 420-0.35MPa23000-1512典型值及单位380-0.35MPa21000-128500ppm600ppm最小值及单位360-0.35MPa18000-106测量参数NH3测量量程0-10ppm山西漳山发电厂脱硝出口-NH3是否泄露或触媒发生故障气体参数温度 表压MPa粉尘mg/m3 焦油mg/m3 流速m/s 水份%黏度背景气体成分名称含量 %SO2NO最大值及单位 440100KPa2000015121500250典型值及单位380-280KPa16000128132765最小值及单位300-320KPa1000010680030测量参数NH3测量量程0-10ppm扬子石化热电厂脱硫塔后湿烟囱气体参数温度 表压MPa粉尘mg/m3 焦油mg/m3 流速m/s 水份%黏度背景气体成分名称含量 %NH3SO2NOxCO2COO2最大值及单位 8mg/Nm3150mg/Nm3500mg/Nm314.29%微量5.7%典型值及单位500.0004MPa200mg/m313.7%最小值及单位测量参数NH3测量量程050ppm200ppm双量程江苏阚山脱硝引风机前逃逸NH3监测气体参数温度 表压MPa粉尘mg/m3 焦油mg/m3 流速m/s 水份%黏度背景气体成分名称含量 %SO2NOXO2最大值及单位 200200微量141041mg/m3400mg/m3典型值及单位170150125.1最小值及单位1000200mg/m3测量参数NH3测量量程020ppm日本热电-YANMAR之SCR脱硝Gas to be measuredNH3Measurement rangequantity測定名測定2000ppm台数gas conditionsTemperaturePressureDust densityTar contentFlow rateWater %状況温度 気圧 Mpa濃度 mg/m3 mg/m3流量 m/sec水分Maximum450200mg/m325%最大Typical300?300mm Aq20000L/min?15%通常Minimum最小gas compositionSOxNOxO2CO2組成ppmMaximum800ppm2000ppm18%15%最大Typical12%10%通常Minimum最小台塑专保厂RCC脱硝器出口測量位置： De NOx出口安裝數量： 1 套測量氣體種類：NH3安裝形式：現場式旁路式 囗專案性質：新建 改善 囗 測量範圍: 010 PPM防爆要求： 有 無 囗氣體參數溫度表壓壓力MPa粉塵mg/m3焦油mg/m3流速m/s水份%主要氣體成份%So2350PPMO21.5PPM最大240微正壓12012NOX40PPM典型240微正壓12011CO10PPM最小240微正壓12010CO217PPM脱硝测NH3的技术原理比较如下表。氨气连续测量技术比较技术优势劣势应用NOx差分传统技术，认知度高需测量一替代物；高浓度NOx条件下灵敏度低低浓度NOx (燃气涡轮或者燃气锅炉)紫外光度法传统技术，认知度高SO2的干扰较强天然气应用，或其他SO2含量低的应用离子迁移法灵敏；抗干扰不适于腐蚀性气体测量；响应速度慢任何清洁、无腐蚀性气体的环境可调谐半导体激光吸收光谱法（TDLAS）无干扰 固态原位测量，无须样品预处理灵敏度高无活动部件，维护量小光源寿命长新技术，尚未普及 只能测单一气体均可应用，特别是燃煤发电应用近红外(多组分)多组分测量价格昂贵；维护量较大；光源寿命较短均可应用自动化学湿法传统技术，较为成熟；可快速安装劳力密集； 需要试剂测试工艺脱硝NH3检测的难点有：1. 高温、高粉尘环境，对光学检测系统适应性提出高要求；2. ppm级别NH3检测，对检测灵敏度要求高；3. NH3气体吸附性和水溶性极强，无法使用冷却和除湿处理; 4.烟道变形严重；5.水分含量高。这些都为传统NH3分析方法提出严峻的挑战，解决这些难题也是LGA仪表的关键优势。对于高粉尘环境，采用高功率激光器，增强激光穿透能力，结合智能化微弱信号检测电路，能实现传感信号增益自动调节。对于非常高粉尘的环境，我们采用LGA4500旁路式测量，解决方案如下：技术挑战采样方案样品失真流路全程拌热135 , 无铵盐产生采样代表性探头安装位置；现场采样、现场分析短；烟气采样流量？；高粉尘堵塞通过探头过滤粉尘,并定时反吹;二、 仪器配置2.1 原位测NH3管道内径6m，且粉尘浓度50g/m3，则参考LGA4100脱硝测NH3配置模板进行配置。测量系统包含发射单元（含低透过率工况专用激光器）、大口径接收单元（含098A低透过率工况专用接收端板）、大口径标定单元、大口径连接单元（分体式吹扫内棒）及附配件、盖板、LDM风机、气路连接附配件、STU-4000信号传输单元和安装附件等。现场工况决定了以下配置：铠装电缆线，盖板，测量光程和标定单元，吹扫内棒。-铠装电缆线：长度由系统设计人员根据管径确定。-盖板：长度L=管道外径/2+300mm。-测量光程和标定管：在粉尘浓度不大于50g/Nm3时，测量光程6m，或粉尘浓度50g/m3，则参考LGA4500脱硝测NH3配置模板进行配置。测量系统包含LGA-4500非测氧仪器（一般采用长光程2000mm）和预处理系统。该预处理系统采用水平电加热非防爆探头将样气引出，气路采用自限温伴热带进行全程伴热，伴热温度根据工况温度和含水量，由研发系统部（李增珍）进行露点计算确定，伴热温度不可超过LGA4500所能承受的最高温度（140），一般要求伴热温度为135。脱硝场合一般不要求防爆，所以可采用非防爆探头和非防爆电伴热系统。预处理系统流路见下图。三、 工程安装3.1 原位测NH3的工程安装要求3.1.1 仪器的吹扫内棒按设计光程、要求正确焊接安装，并需保证其同心度。对于短管径的分体式焊接时可使用与内棒内径相近的直引导棒来保证同轴度，同时需要注意吹扫内棒的切口的方向。对于长管径的分体式焊接可以有用激光笔调节仪器法兰的同轴度图 短管径的分体式焊接保证同轴度方法图 长管径的分体式焊接保证同轴度方法 3.1.2 在客户同意的前提下，盖板尽量在管道内焊接安装，由两块盖板中间叠加焊接成一体。盖板与内棒之间间隔约50mm左右。盖板焊接完成后，还需要用角铁等材料将盖板吊装加固固定，防止因重量、变形影响仪表光路。3.1.3 在客户不同意管道内进行焊接安装的前提下，则在焊接法兰焊接点上方50mm左右处打孔，将两块盖板拼合焊成平直的一整块，然后从孔中伸入，在另一端伸出，固定好再进行焊接。如现场空间不够，可采取分段伸入并焊接等措施。对于短管径的分体式焊接时可使用与内棒内径相近的直引导棒来保证同轴度，同时需要注意吹扫内棒的切口的方向。 3.2 旁路测NH3的工程安装要求LGA-4500系列旁路式半导体激光过程气体分析系统的现场安装工作主要包括：采样探头安装、预处理系统安装、电气连接等。预处理系统及仪表集成在背板上，背板就近安装在探头安装点管道附近的空地、平台上或分析小屋内。背板采用螺栓固定。采样探头安装方式有两种： 垂直安装（水平管道）1. 在水平管道上安装采样探头时，2. 一般要求垂直安装。3. 焊接法兰作为与管道的连接机构，采用承插焊的方式固定在管道上方，插入深度通常情况下为50mm。4. 采样探管和采样阀通过法兰与焊接法兰连接，法兰片之间采用石棉垫片密封。5