热电厂过程气体监测.doc

应用案例：热电厂过程气体监测 在过去的25年中，中国和美国在电力方面的发展无论是在增长速度上、燃料种类上、还是在运行方法上有着很大的不同。在中国，以火力发电为主的新电厂不断投入运行。目前新建电厂所关注的除电厂的连续稳定运行并且达到国家污染排放的指标外，对提高锅炉的热效率和整个电厂的运行效益也特别关注。 现在美国总的装机容量基本稳定略有增加，新增发电量主要以天然气为燃料。美国所有的电厂都必须满足严格的环保标准。和中国企业相比，美国电厂更加注重提高燃烧效率和运行效益。美国电厂在设备更新的过程中，普遍采用激光气体分析来提高运行效率和控制污染物排放。本文介绍了激光气体分析仪（RLGA）和在电场中的应用。 电厂的控制主要有锅炉热效率和排放物处理两个方面。在这两个过程中都需要对过程气体进行监测，而且需监测的部位很多，如锅炉顶端、过热器处、省煤器处、脱硝前、除尘器、脱硫前、脱硫后等部位，同时，需要检测的气体种类也很多，如CO2、O2、CO、SO2、NOX、CXHY、SO3、N2等。除了多气体检测、快速实时准确检测、多点检测等这些特殊需求外，对气体监测设备还有一些工业产品的通用要求，如在恶劣运行环境中运行的稳定性和可靠性等，投入成本也是一个要考虑的因素。 传统的控制方法只是控制少数几种气体如O2、CO、SO2等，这主是由于气体检测设备的功能所限制。所用的设备包括红外探测仪、气相色谱仪、质谱仪，这些设备都存在不同程度的局限性，不能满足电厂控制的需要。例如，红外检测仪只能测单气体成分，对一些关键的气体如O2、N2、H2都无法检测，气相色谱仪和质谱仪反应速度较慢，不能作为实时控制使用。而且这些主要用于实验室的仪器需要进行经常的维护，不适合在工业环境下使用。这些设备的价格也很高。 在火电厂中RLGA与现有的三种主要气体分析方法红外法、气相色谱法和质谱法相比有很多优点，主要体现在以下几个方面： 图19 电厂中以LGA为核心的多点检测系统 可同时检测多种气体：一台标准的RLGA能同时检测8种气体，包括电厂控制中需要检测的所有气体 检测精度高：精度为全量程的0.25%，与质谱仪相当 检测速度快：可达毫秒级的响应时间，使在线实时控制成为可能，并可以用切换的方式实现用一台RLGA对电厂的多个位置进行监测，从而节省整个测试设备的投入成本 RLGA是一种工业级产品，可在各种恶劣的工业环境中长期稳定运行 RLGA可以将测得的数据以数字或模拟信号传输给电厂控制部分，实现整个电厂实时控制 系统还可以配置自动标定系统可以任何时候对系统进行标定 远程通讯与控制：RLGA能够通过局域网或因特网进行远程操作，将数据传输到控制室或监测部门进行实时监测。 和电化学或氧化锆的方法相比，RLGA的激光探头不会被燃烧过程气体中的氢气、水蒸气和其他气体所污染，导致测试失效，因此RLGA可以长期、稳定、准确地测量各种工业气体，尤其是氧气。这样RLGA解决了一个用氧化锆的方法来测氧气的一个主要问题，可以用来长期、准确地控制锅炉的优化燃烧过程。 由于RLGA的以上特点，RLGA在火电厂提高运行效率，降低污染排放方面得到了广泛的应用。图19是以RLGA为核心的多点检测系统示意图。从图看出：该系统可在8个点燃烧室出口，过热器区，