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介紹了目前 種常見的火電廠脫硝系統(tǒng)氨逃逸分析儀測(cè)量技術(shù)，著重分析了激光光譜測(cè)量和化學(xué)發(fā)光法測(cè)量技術(shù)中存在的問題和產(chǎn)生的原因，并提出了 3 種優(yōu)化解決方案。方案提高了氨逃逸分析儀測(cè)量技術(shù)的可靠性和精準(zhǔn)度，對(duì)日后氨逃逸分析儀的選型及運(yùn)行維護(hù)具有一定參考價(jià)值。

自 2006 年開始，為適應(yīng)更為嚴(yán)格的環(huán)保要求，我國燃煤機(jī)組已逐步加裝了脫硝系統(tǒng)。作為典型的脫硝、除塵、脫硫三大火電機(jī)組煙氣凈化環(huán)保設(shè)施之一，脫硝裝置是煙氣凈化的第一級(jí)裝置，主要用于限制 NOx的排放。

原始的脫硝裝置采用的是粗放式運(yùn)行，為了控制 NOx，脫硝裝置往往噴氨過量，造成氨逃逸。逃逸的氨與煙氣中的 SO3反應(yīng)生成 NH4HSO4，當(dāng)煙溫在后續(xù)煙道降低時(shí)NH4HSO4就會(huì)附著在空氣預(yù)熱器( 以下簡(jiǎn)稱空預(yù)器) 和飛灰顆粒物表面，從而造成空預(yù)器的腐蝕和堵塞。NH4HSO4還會(huì)沉積并積聚在催化劑表面，引起催化劑的失活。氨逃逸還造成一定的資源浪費(fèi)。因此，氨逃逸率作為脫硝運(yùn)行狀況的重要指標(biāo)須由氨逃逸分析儀準(zhǔn)確測(cè)量。

1 氨逃逸分析儀基本原理

氨逃逸分析儀大多采取激光光譜測(cè)量或化學(xué)發(fā)光法測(cè)量技術(shù)。

1． 1 激光光譜測(cè)量技術(shù)

激光光譜測(cè)量技術(shù)采用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜( TDLAS)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)激光二極管的光通過被測(cè)量氣體時(shí)，其波長(zhǎng)可調(diào)諧成被測(cè)氣體的吸收波長(zhǎng)，此光被調(diào)諧波長(zhǎng)掃描，并由光二極管把透過的光信號(hào)記錄下來，由計(jì)算單元計(jì)算吸收光的信號(hào)大小，進(jìn)而得到氣體的濃度。

1． 2 化學(xué)發(fā)光法測(cè)量技術(shù)

使用化學(xué)發(fā)光法測(cè)量的分析儀取樣探頭包含多個(gè)測(cè)量通道，分別為 NO，NOx和 NO － NO2－ NH3通道。NOx通道配置了轉(zhuǎn)換器，在 325 ℃ 高溫下可將 NO2轉(zhuǎn)換為 NO。NO － NO2－ NH3通道配置了轉(zhuǎn)換模塊，在 750 ℃ 高溫下可將 NO2和 NH3轉(zhuǎn)換為NO。

首先，外置蠕動(dòng)泵抽取樣氣至 3 個(gè)不同的測(cè)量通道中，NO，NO2，NH3組分在對(duì)應(yīng)的測(cè)量通道內(nèi)轉(zhuǎn)化為 NO 后分別進(jìn)入分析儀反應(yīng)室，轉(zhuǎn)換過程如式( 1) —( 3) ，在反應(yīng)室中和分析儀內(nèi)部臭氧發(fā)生器生成的臭氧混合，NO 與臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生受到激勵(lì)的 NO2和一種特有的光 hv，這種光的強(qiáng)度與NO 的含量呈線性關(guān)系: 當(dāng)受到激勵(lì)的 NO2分子衰減至較低的能量狀態(tài)時(shí)便會(huì)發(fā)光，分析儀內(nèi)光電倍增管將會(huì)檢測(cè)這種光，轉(zhuǎn)而產(chǎn)生成比例的電信號(hào)，此電信號(hào)將由微處理器處理成 NO 含量讀數(shù)。

通過 3個(gè)測(cè)量通道，分別可以獲得 NO，NOx( NO + NO2) 和NOt( NO + NO2+ NH3) 的含量。此可以推得: NO2的含量由 NOx通道獲得的含量減去 NO 通道獲得的含量; NH3含量由 NO － NO2－ NH3通道獲得的 NOt含量減去 NOx通道獲得的 NOx含量。

2 激光光譜測(cè)量技術(shù)及存在的問題

激光光譜測(cè)量技術(shù)又分為原位式安裝測(cè)量法和抽取冷凝測(cè)量法。

2． 1 原位式安裝測(cè)量法

原位式安裝測(cè)量法利用發(fā)射端發(fā)出一束光源( 如紅外光或紫外光) 穿過被測(cè)介質(zhì)，根據(jù)其另一端接收或反射的情況進(jìn)行測(cè)量?？v觀國外脫硝技術(shù)發(fā)展歷程，原位式安裝測(cè)量法的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，但在實(shí)際應(yīng)用上還存在以下幾個(gè)方面的問題。

( 1) 由氨逃逸檢測(cè)裝置的測(cè)點(diǎn)位于電除塵器前，煙氣中粉塵量大、儀表的激光透射率不足，無法準(zhǔn)確測(cè)量。

( 2) 為解決在煙氣流動(dòng)通道中透射率不足的問題，很多原位式分析儀采用了斜角安裝的方式。由于煙道在斜角處的流動(dòng)性不強(qiáng)，存在煙氣流場(chǎng)分布不均等問題，加之儀表的激光光程短，使得測(cè)量數(shù)據(jù)忽高忽低，測(cè)量效果較差。

( 3) 分析儀包括發(fā)射端和反射端，振動(dòng)、熱膨脹或沉降等原因會(huì)造成發(fā)射端與反射端不在同一直線上，出現(xiàn)激光對(duì)射不準(zhǔn)、儀表無讀數(shù)或數(shù)據(jù)跳變等情況，影響儀表的正常使用。

( 4) 煙氣通道粉塵含量大，分析儀的發(fā)射端與反射端探頭表面容易積灰，造成發(fā)射端與接收端鏡片堵塞，增加維護(hù)量( 維護(hù)周期一般為 1 ～ 2 周) 。

( 5) 原位測(cè)量需要對(duì)激光進(jìn)行反射，而反射鏡片就安裝在探入煙氣通道內(nèi)部的分析儀前端，煙氣通道內(nèi)溫度變化頻繁會(huì)導(dǎo)致分析儀前端密封元件產(chǎn)生形變，容易使儀表前端鏡片磨損，分析儀的正常運(yùn)行需要頻繁更換鏡片，鏡片壽命最多為 3 個(gè)月，更換費(fèi)用在 2 萬 ～ 4 萬元/次，一般每臺(tái)機(jī)組 1 年的維護(hù)費(fèi)在8 萬 ～ 16 萬元，分析儀后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較高。