矩阵式烟气取样技术在不均匀流场烟气测量上的应用

1.2烟气取样技术现状分析

传统的烟气取样方式为单点取样，探杆长度一般为1.5米，样气经烟气预处理系统滤尘、除水后进入分析仪进行检测。取样示意图如图4所示。

图4传统的单点取样测点布置图

脱硝改造实施后，因单点取样不能满足运行对测量数据的要求，从而产生了三点取样。探杆长度1.5米，在同侧烟道的不同位置安装3个取样探杆，使用取样泵将样气抽出进入混合箱混合，再经过预处理滤尘、除水后进入分析仪检测。取样示意图如图5所示。

图5改造后的三点取样测点布置图

从图4和图5可以看出，无论是单点取样点还是三点取样，在大截面不均匀的流场里，其测量数据都不具备代表性，不能真实反映烟气实际污染物浓度。

2矩阵式烟气取样的技术原理

矩阵式烟气取样装置是将烟道断面划分为若干个等面积的矩形小块，各块中心即为取样点。通过多个取样点的合理布置，用以实现大截面烟道的全截面烟气混合取样。

烟气经各支管取样后，在烟道外汇流到一混合母管，混合母管连接至空气预热器后端。矩阵取样装置取样示意图如图6所示。

图6矩阵式烟气取样装置结构示意图

由图6可以看出，烟气测量单元安装在矩阵取样装置混合后的母管上，所测量的烟气为若干取样点取样后混合的烟气，其测量值可代表烟道内烟气污染物的实际浓度。

3、矩阵式烟气取样技术的应用效果

某电厂300MW机组在A侧脱硝反应器出口安装了矩阵式烟气取样装置，装置投入运行2个月后，收集脱硝出口NOX和NH3的历史数据进行分析，数据曲线如图7所示。

图7经矩阵式烟气取样装置后烟气NOX和NH3测量数据曲线图

由图7中NOX和NH3的历史数据曲线可看出，采用矩阵式烟气取样装置所测量的数据曲线平滑稳定，能真实反映整个烟道内的污染物浓度。而且数据无急剧的阶跃变化，有利于脱硝自动的投入。

4结论

（1）采用单点或三点烟气取样方式所测量的烟气浓度数据不能代表大截面不均匀流场烟道的实际污染物浓度。

（2）矩阵式烟气取样装置采用多点取样、混合测量的方式，可有效解决单点测量不具代表性的问题，其测量数据可代表烟气污染物的实际浓度。安装矩阵式烟气取样装置后脱硝系统可投入自动，有利于脱硝系统优化运行。

（3）矩阵式烟气取样装置有耐腐蚀、耐磨、反吹和自清灰设计，母管有加热和保温设计，有效防止了装置堵塞和磨损，大大降低了维护量。

参考文献：

[1]张振义邹磊火电厂净烟气烟道流场特性分析及流量测点选择

[2]王秋红烟气排放连续监测系统CEMS在燃煤锅炉上的应用

[3]毛奕升，吴智鹏，张孝天火电厂SCR脱硝系统喷氨优化调整及烟气取样方法改进

[4]王强烟气排放连续监测系统(CEMS)监测技术及应用.化学工业出版社，2015年01月

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