0 引言
氮氧化物（NOX）是造成大氣污染的主要污染源之一，是形成酸雨、酸霧的主要原因之一，NOX與碳氫化合物形成光化學煙霧，NOX亦參與臭氧層的破壞，是破壞生態(tài)環(huán)境和損害人體健康的重要污染源之一，而我國以煤炭為主的能源結構導致NOx排放總量居高不下，“十一五"期間,NOx排放的快速增長加劇了復合型大氣污染的形成,部分抵消了SO2減排的巨大努力。為減少鍋爐NOx的排放，改善當?shù)卮髿猸h(huán)境，適應新的環(huán)保政策，江蘇徐塘發(fā)電有限責任公司決定對4、5號鍋爐進行煙氣脫硝改造，從而提出了對氮氧化物（NOX）的準確測量問題。
1工程概述
“江蘇徐塘發(fā)電有限責任公司2×320MW機組煙氣脫硝工程"，采用液氨法制備脫硝還原劑，選擇性催化還原法（SCR）作為脫硝裝置及配套系統(tǒng)改造?？刂芅Ox濃度由500 mg/Nm3降低到75mg/Nm3（設計SCR效率85%），
脫硝裝置性能主要如下：
脫硝裝置在性能考核試驗時（附加層催化劑不投運）的NOX脫除率不小于85%，保證出口小于75 mg/Nm3，氨的逃逸率小于2.5ppm，SO2/SO3轉(zhuǎn)化率小于1%；
a) 鍋爐50%THA~99%BMCR負荷;
b) 煙氣入口NOX含量不大于(500)mg/Nm3；
c) 脫硝裝置入口煙氣含塵量小于(42)g/Nm3；
d) 煙氣出口NOX含量低于(75)mg/Nm3；
e）Np/NOx摩爾比不超過保證值（ 0.86）時。
脫硝效率定義：
脫硝= C1-C2 ×99%
C1
式中：C1——脫硝系統(tǒng)運行時脫硝入口處煙氣中NOX含量(mg/Nm3)。
C2——脫硝系統(tǒng)運行時脫硝出口處煙氣中NOX含量(mg/Nm3)。
氨的逃逸率是指在脫硝裝置出口的氨的濃度。
2.分析儀(Np/NOx/O2)系統(tǒng)構成
2.1 測量系統(tǒng)分析
整套監(jiān)測系統(tǒng)的前端監(jiān)測探頭安裝在污染源監(jiān)測點位置，監(jiān)測信號經(jīng)變送器轉(zhuǎn)換處理后變?yōu)閿?shù)字信號，由標準RS485串行接口傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)控計算機，本地監(jiān)控計算機和分析系統(tǒng)機柜放置在專用監(jiān)測室內(nèi)，在監(jiān)控計算機上通過與之配套的在線環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡系統(tǒng)對污染源氮氧化物（NOX）、Np、溫度、含氧量和壓力等環(huán)境參數(shù)進行數(shù)據(jù)采集處理，以實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)自動化數(shù)據(jù)報表處理和統(tǒng)計工作，并可通過電話網(wǎng)絡或Internet網(wǎng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到環(huán)境監(jiān)測中心站或其他相關部門。也可選用模擬端口，或干接觸進行參數(shù)傳輸或設備的控制。
系統(tǒng)采用抽取法采集樣氣，過濾后通過伴熱管線傳輸氣體，樣氣在分析儀前完成處理，使之成為干態(tài)的待測氣體進入分析儀器進行檢測。氣體分析采用交替進樣法及非分散紅外原理檢測樣氣。測量結果通過數(shù)字端口輸入到數(shù)據(jù)采集設備。數(shù)據(jù)管理軟件對原始數(shù)據(jù)進行處理，生成各種形式的報告，并可進行遠程傳輸。
此外，為保障系統(tǒng)正常運行，系統(tǒng)設計了多種診斷和報警功能?？奢敵鰣缶盘?、作數(shù)椐標記或發(fā)出控制信號，如停止采樣、啟動反吹等。系統(tǒng)具有反吹、校準功能，它可以編程自動進行，也可以隨時手動實施。校準使用標準鋼瓶氣，可直接校準分析部分，也可通過探頭進行總體校準。
系列采用了具有創(chuàng)新性的三段脫水系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括了一個水分分離器和兩個電子冷卻器。脫水系統(tǒng)的設計可確保將冷凝水帶走的NOx等損失量降低到限度，從而保證了監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。
2.2對氮氧化物（NOX）的測量分析
在脫硝系統(tǒng)前后分別對NOx進行監(jiān)測，可以讓我們了解脫硝系統(tǒng)的效率。對氮氧化物（NOX）測量原理一般有：化學發(fā)光法（CLD）、非分散紅外吸收法（NDIR）、紫外吸收法（UV）三種。本系統(tǒng)采用的交替流動調(diào)制化學發(fā)光法（CLD），從原理上消除了零點漂移，此外樣氣、零氣交替進入同一個簡冊池，更進一步儀器本身不同帶來的誤差。NOX監(jiān)測單元采用了低溫NOX轉(zhuǎn)化器，在一種特殊的碳族催化劑作用下，將NO2轉(zhuǎn)化成NO.。該轉(zhuǎn)化器的工作溫度約為190℃，在確保NO2轉(zhuǎn)化為NO的同時，耐用性和壽命大大提高，采用半導體傳感器，能夠測量0-10ppm微小含量的組份，比傳統(tǒng)的傳感器使用壽命更長，靈敏度、可靠性進一步提高。
在電磁閥的精確控制下，樣氣和參比氣（待測成分濃度為零或為某個已知數(shù)的氣體）以恒定的流量被交替地注入檢測池內(nèi)。紅外線光源發(fā)出的紅外線通過檢測池后被檢測器檢測。當檢測池內(nèi)順序通入樣氣和參比氣時，對紅外線能量的吸收就會產(chǎn)生變化，致使檢測器中的薄片產(chǎn)生位移，位移被轉(zhuǎn)化成電信號，最后計算出樣氣中待測成分的濃度。
2.3Np監(jiān)測的意義及SCR氨逃逸量測量分析
由于在脫硝過程中需要噴入Np，所以需要對脫硝過程后殘留的Np進行監(jiān)測，以保證最終的排放濃度在排放標準以內(nèi)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不但可以向相關部門匯報，而且可以直接作為脫硝過程中的過程控制參數(shù)，防止過多的Np與SO3反應形成 NH4HSO3，通過有效利用Np降低脫硝運行成本 。
由于Np極易溶于水，造成測量不準，其對策主要是采用探頭還原反應方式測量Np，探頭處溫度比較高，可以防止Np損失，由于探頭深入煙道內(nèi)，易于保持反應所需溫度。本工程煙氣脫硝入口及出口氮氧化物監(jiān)測的在線分析采取直接抽取法，其難點在于被測煙氣高溫、高粉塵、高濕及高腐蝕，造成取樣探頭易堵塞，系統(tǒng)易腐蝕。因此對采樣及樣氣處理系統(tǒng)采取多級過濾除塵，兩級除濕，采取氣溶膠過濾除霧滴等措施，提高系統(tǒng)除塵、除濕的能力，確保系統(tǒng)可靠運行。
3.日常維護檢查項目
為了保證系統(tǒng)的正常運行，必須進行定期的檢查和維護
4.常見故障對應
由于分析系統(tǒng)工作環(huán)境惡劣，系統(tǒng)會出現(xiàn)一些故障，及時迅速的消除故障，不僅能夠保證主系統(tǒng)的安全運行，也可以延長分析儀的運行壽命。
4.1低流量-流量報警
現(xiàn)象：樣氣或標氣濃度不能達到正常流量。
對應：
① 調(diào)整針閥（NV-1、NV-2）;
② 確認采樣泵運行情況（P-1）,更換泵膜或者泵；
③ 檢查二次過濾器是否阻塞（F-1/F-2）,更換濾紙；
④ 檢查P-2運行情況，更換泵膜；
⑤ 確認空氣過濾器(FA-1)是否堵塞，更換空氣過濾器；
⑥ 檢查壓力調(diào)節(jié)器（R-1）的設定壓力和運行情況
設定壓力：-0.01MPa;重新設定壓力或者更換壓力調(diào)節(jié)器；
⑦ 檢查氣路流程上其他相關部件是否有堵塞，或者漏氣。
4.2取樣溫度異常
現(xiàn)象：操作面板上’SAMPLING 溫度異常’變紅色
對應：
① 檢查電子冷卻器(C-1,C-2)是否正常運行，如果異常請更換；
② 確認臭氧分解器加熱器（DO-1）是否運行，如果異常請更換。
4.3Np測量數(shù)據(jù)異常
現(xiàn)象：Np測量數(shù)值波動異常或者測試值異常；
對應：
① 調(diào)整NOx氣路與NOx-Np氣路管路系數(shù)，確保兩管路測量同一氣體時測試值一致；
② 對分析儀進行校正；
③ 更換探頭Np轉(zhuǎn)換催化劑；
④ 更換NOx氣路與NOx-Np氣路轉(zhuǎn)化催化劑管(COM-1,COM-2)。
4.4不能正常校正
現(xiàn)象:零氣或量程氣校正系數(shù)超過設定范圍，操作面板‘校正不能’變紅色
對應：
① 確認標氣流量是否正常，如果流量偏低，按照上面所述排除故障；
確認氣瓶壓力，如果氣瓶壓力過低或者無壓力，請更換氣瓶
② 檢查校正氣體設定濃度值是否與氣瓶濃度值一致；
③ 確認電磁閥(SV-1,2,3,6)運行情況：如果電磁閥停止運行，操作面板上‘電磁閥停止’會變紅色，更換電磁閥。
5 結束語
此系統(tǒng)運行一年以來，工作可靠，通過煙氣組份(Np/NOx/O2)的精確監(jiān)測，保證了鍋爐氮氧化物（NOX）排放的合格，改善了當?shù)卮髿猸h(huán)境，其環(huán)保和社會效益將是長期顯著的。
