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近日，由国网湖南电力有限公司科学研究院自主研发设计的“火电厂尾部烟道断面污染物浓度分布测量系统”在湖南华电长沙电厂顺利投入使用，实现实时监测脱硝反应器(SCR)出口沿炉宽度方向上不同区域氮氧化物(NOx)排放浓度，显著提高脱硝系统出口NOx测量准确度与代表性，氨逃逸，同时该系统实现全负荷工况下脱硝系统运行状况以及SCR催化剂健康状况。氨逃逸

自从电厂实施超低排放后，由于煤质变化明显、流场分布不均、负荷波动频繁等因素，烟道断面内的氮氧化物(NOx)浓度分布不均，导致燃煤电厂在运行过程中，氨逃逸在线监测，容易造成因喷氨过量或喷氨不均导致氨逃逸现象的发生，从而可能引起机组***降负荷，给锅炉安全、经济运行带来了不可忽视的风险。目前大部分电厂采用的脱硝测量系统无法监测整个烟道断面的NOx浓度分布，因此很难根据不同区域的NOx浓度采取精zhun喷氨策略。

为了从源头控制氨逃逸，湖南电科院依托科技项目《基于炉内流场特性的脱硝优化控制及关键技术研究》自主研发设计了一套“火电厂尾部烟道断面污染物浓度分布测量系统”，在长沙电厂完成了安装调试。该系统沿烟道宽度方向设置多组取样装置，能够采取多种模式准确分析整个断面的NOx的分布，为脱硝系统在线调整喷氨量提供依据，为按需喷氨的精细化调整与控制打下基础。

同时也为在线监测脱硝系统催化剂运行情况与健康状况提供可视化手段。利用该系统对喷氨策略进行优化调整后，反应器出口处的氨逃逸量从2-4ppm降低到0.4-0.8ppm，显著降低了因氨逃逸导致的空预器差压升高甚至堵塞的风险。该系统在燃煤电厂的大力推广应用，有望从源头上降低锅炉的氨逃逸风险，有效提高机组的安全稳定运行能力。

选择性催化还原法脱硝（SCR）的原理是在催化剂作用下，还原剂NH3在290-400℃下有选择的将NO和NO2还原成N2，氨逃逸检测，而几乎不发生NH3与O2的氧化反应，从而提高了N2的选择性，减少了NH3的消耗。其中主要反应如下：

4NH3 4NO O2=4N2 6H2O

8NH3 6NO2=7N2 12H2O

4NH3 3O2=2N2 6H2O

4NH3 5O2=4NO 6H2O

2NH3可逆生成N2 3H2。

由于各种原因，必然有部分氨气未能参与反应，随烟气排放，形成氨逃逸。脱硝过程中同时也会发生一些不利的副反应，催化剂中的活性组五yang化二钒在催化降解NOx的过程中，也会对SO2的氧化起一定催化作用。SO2的活性组分V2O5含量、烟气温度的增加而上升，要求控制在1%以下，其反应如下：氨逃逸

V2O5 SO2→V2O4 SO3;

2SO2 O2 V2O4→2VOSO4;

2VOSO4→V2O5 SO2 SO3。

另外，锅炉燃烧也会产生一部分SO3，逃逸氨和这些燃烧产生的以及在SCR脱硝装置区域转化生成的SO3发生反应，生成硫suan铵和硫suan氢铵，反应如下：

NH3 SO3 H2O→NH4HSO4;

2NH3 SO3 H2O→(NH4)2SO4。

***铵和硫suan氢铵的形成互相起一定的促进作用，***铵为干燥固体粉末，对空预器几乎无影响，而硫suan氢铵是一种粘性很强的物质，当其到达空预器冷端时，由于温度低于硫suan氢铵熔点，它会凝结在换热元件上，同时烟气中的粉尘也会附着在上面，蒸汽吹灰都很难将其清除。如果产生的硫suan氢铵量达到一定程度，就很容易导致空预器的堵塞，危及到机组的安全运行。

监测烟气中的氨的方法

目前监测烟气中的氨的方法主要有两种，一种是抽取式间接测量法，就是将反应器出口烟道中烟气抽取出来后，在分析仪内分成两个回路，一回路直接分析烟气中的NOx含量，一回路通过在仪表内加装催化剂，将烟气中残余的氨和NOx进行反应后，测量反应后的NOx，通过比对两个回路中NOx差值测量来测量烟气中的氨气浓度。

另一种方法是激光在位测量，该方法是将激光分析仪直接装在烟道上，利用不用组分的介质对不同波长的激光吸收能力不一样的原理，选择对氨气组分***敏感的激光光谱布置在仪器对，通过对激光光谱强度的衰减进行检测，可以测出烟气中的氨气浓度，该种方案以NEO和SIEMENS为代表，氨逃逸系统，但二者的实现方法不同，NEO是将激光发射端和接收端13ppm（更适合1‐3ppm氨逃逸监测）发射和接收探头的容易对中，有效克服振动激光源安装在现场，强度高，发射端到接收端的激光是一个20mm的光柱，接收端的检测器约为3mm直径的区域，容易对中。同时，该设计能够有效克服一定幅度内的烟道振动。

NEO是采用激光光谱的方式，通过发射端和接收端探头原位测量，但是和SIEMENS产品不同，NEO的LaserGasIISP型仪表采用不带光缆的一体式全***设计，所有部件都安装在现场，包括发射单元、接收单元和电源单元，防护等级都是IP66，完全适合现场运行环境，没有中心单元仪表，不通过光缆传输激光信号。