1 煙氣脫硫脫硝監(jiān)測(cè)分析技術(shù)簡(jiǎn)介
火電行業(yè)是國(guó)家節(jié)能減排的重點(diǎn)，火電行業(yè)至2007年底的統(tǒng)計(jì)，二氧化硫排放總量為13萬(wàn)噸，占全國(guó)二氧化硫排放總量的51%；氮氧化物排放總量約為800萬(wàn)噸，占全國(guó)氮氧化物排放總量的36%?！秶?guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》提出的二氧化硫及氮氧化物減排目標(biāo)，推動(dòng)了我國(guó)電廠煙氣脫硫工程的快速發(fā)展，以及煙氣脫硫在線監(jiān)測(cè)分析工程技術(shù)的發(fā)展，電廠脫硫工程安裝的煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）已近萬(wàn)套。脫硝工程及其監(jiān)測(cè)分析也已經(jīng)啟動(dòng)，即將形成新的技術(shù)熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)具備CEMS制造能力的廠家已達(dá)數(shù)十家，國(guó)家環(huán)保部門加大對(duì)重點(diǎn)污染源監(jiān)控以及煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)修訂以來(lái)，電力等行業(yè)的脫硫及其監(jiān)測(cè)分析得到規(guī)范運(yùn)作，CEMS在線分析工程應(yīng)用技術(shù)也得到快速發(fā)展。
煙氣脫硫技術(shù)（FGD）是指燃燒后的脫硫技術(shù)，按照脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)分類為：干法、半干法、濕法工藝，其中濕法煙氣脫硫工藝采用較多。石灰石/石膏脫硫工藝，是世界上使用較廣泛的脫硫技術(shù)，目前，國(guó)內(nèi)電廠煙氣脫硫裝置有85%采用該工藝。
濕法煙氣脫硫工藝的反應(yīng)原理如下：
吸收：SO2+H2O=HSO3-+H+
氧化：HSO3-+1/2O2=SO42-+H+
結(jié)晶：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2
Ca2++SO42-+2H2O=CaSO4↓+2H2O
FGD的煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS，主要用于在線監(jiān)測(cè)煙氣排放的SO2、氧化氮NOx及氧O2等氣體組分，通過(guò)監(jiān)測(cè)FGD進(jìn)口及出口的SO2含量，可以監(jiān)測(cè)FGD的脫硫效率，通常濕法煙氣脫硫FGD的脫硫效率可達(dá)到90-95%，最高可達(dá)99%。
電廠脫硝項(xiàng)目大多采用爐內(nèi)脫硝（低氮燃燒技術(shù)）及煙氣脫硝技術(shù)相結(jié)合，煙氣脫硝技術(shù)主要指選擇性催化還原技術(shù)（SCR）。國(guó)外煙氣脫硝SCR在70年代已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用，國(guó)內(nèi)對(duì)電廠氮氧化物的排放控制是在2003年頒布的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2003）后才開(kāi)始的，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定火力發(fā)電鍋爐氮氧化物允許最高排放濃度為450mg/m3。
SCR反應(yīng)過(guò)程是在催化劑上游的原煙氣中噴入氨及其他適合的還原劑，利用催化劑將煙氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退涿撓醴磻?yīng)過(guò)程如下：
4NO+4NH3+O2 → 4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2 → 3N2+6H2O
SCR反應(yīng)器的安裝位置選擇在燃煤鍋爐的省煤器和空預(yù)器之間，進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度為320~420℃。SCR脫硝過(guò)程主要檢測(cè)氮氧化物、氧等參數(shù)，可以監(jiān)測(cè)SCR的脫硝效率，SCR脫硝效率可達(dá)到70—90%。為控制脫硝過(guò)程中氨的使用及保護(hù)設(shè)備，必需監(jiān)測(cè)SCR出口的氨逃逸量。
電廠煙氣脫硫脫硝的監(jiān)測(cè)分析，國(guó)外已成熟應(yīng)用CEMS及微量氨檢測(cè)技術(shù)，國(guó)內(nèi)煙氣脫硫CEMS的在線分析應(yīng)用技術(shù)也已經(jīng)比較成熟；脫硝CEMS監(jiān)測(cè)由于應(yīng)用在高溫高塵段，且起步較晚，尚有一定技術(shù)難度。SCR出口的微量氨逃逸量檢測(cè)難度較大，國(guó)外大多采用可調(diào)諧激光分析氨逃逸量，國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。
2 煙氣脫硫FGD監(jiān)測(cè)參數(shù)及CEMS在線分析工程應(yīng)用技術(shù)探討
2.1 FGD工藝及其主要監(jiān)測(cè)參數(shù)
濕法煙氣脫硫FGD設(shè)備通常安裝在鍋爐煙氣電除塵設(shè)備之后，以石灰石/石膏脫硫工藝為代表，該工藝的典型流程為：鍋爐排煙原煙氣→增壓風(fēng)機(jī)增壓→氣氣熱交換器（簡(jiǎn)稱GGH）降溫→吸收塔脫硫→除霧器除霧→凈煙氣→GGH升溫→煙囪→排入大氣。通常要求在煙氣脫硫設(shè)備FGD的原煙氣側(cè)及凈煙氣側(cè)各安裝一套CEMS，典型監(jiān)測(cè)參數(shù)見(jiàn)表1。
CEMS一般由樣氣采集（即取樣系統(tǒng)）、測(cè)試、數(shù)據(jù)采集和處理三個(gè)子系統(tǒng)組成，測(cè)試主要包括：顆粒物（煙塵）監(jiān)測(cè)，煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流量、濕度等）監(jiān)測(cè)，氣態(tài)污染物（SO2/NOx/O2或CO2）監(jiān)測(cè)等。
CEMS按照取樣方式通常分為抽取采樣系統(tǒng)和和原位測(cè)量系統(tǒng)（又稱直接測(cè)量法），抽取采樣系統(tǒng)分為直接抽取采樣（又稱完全抽取式）和稀釋抽取采樣（又稱稀釋抽取法），直接抽取法分為冷干法直接抽取采樣和熱濕法直接抽取采樣，原位直接測(cè)量又分為點(diǎn)測(cè)量和線測(cè)量系統(tǒng)。
我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：煙氣污染物排放濃度是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干煙氣的數(shù)值，即干基測(cè)量。我國(guó)電廠鍋爐煙氣氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)，在初期各種取樣方式都有，由于我國(guó)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定干基測(cè)量，近年來(lái)電廠大多選用冷干法直接抽取采樣的CEMS。
2.2.2 冷干法直接抽取法采樣系統(tǒng)及其典型設(shè)計(jì)參數(shù)
直接抽取法系統(tǒng)配置由取樣探頭、樣氣處理系統(tǒng)和在線分析儀器等組成。系統(tǒng)流程通常采用加熱過(guò)濾取樣探頭采樣，通過(guò)電加熱樣品管線，將樣品輸送到安裝在現(xiàn)場(chǎng)分析小屋的分析儀器柜，經(jīng)過(guò)樣氣處理系統(tǒng)的除濕冷卻器（壓縮機(jī)式或電子除濕器）、隔膜式抽氣泵、精細(xì)過(guò)濾器及濕度報(bào)警器、流量計(jì)及各種閥件等，將冷卻到常溫及干燥潔凈的樣氣，送到分析儀器檢測(cè)。系統(tǒng)采用蠕動(dòng)泵及時(shí)排去除濕器產(chǎn)生的冷凝水，并采用旁路流量放空加快系統(tǒng)的反應(yīng)速度，采用脈沖反吹技術(shù)防止取樣探頭堵塞。
CEMS設(shè)計(jì)根據(jù)客戶現(xiàn)場(chǎng)工藝及環(huán)境要求設(shè)定相關(guān)參數(shù)，其典型值為：加熱過(guò)濾取樣探頭加熱保溫到150-180℃，過(guò)濾精度優(yōu)于2～3微米；樣氣輸送管線加熱保溫在120℃左右；系統(tǒng)按需要采取一級(jí)或兩級(jí)除濕，致冷溫度設(shè)定3～5℃；系統(tǒng)精細(xì)過(guò)濾器過(guò)濾精度可達(dá)到0.1～0.3微米；氣溶膠過(guò)濾器用于去除樣氣中的微細(xì)霧滴；取樣泵通常設(shè)置除濕器后或兩級(jí)除濕器中間，取樣流量約3～5L/min，其中單臺(tái)分析儀器樣氣流量約1L/min，放空流量大于1.5 L/min。
2.2.3 CEMS在線分析工程應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
CEMS在線分析工程技術(shù)的應(yīng)用，首先要根據(jù)不同的測(cè)量對(duì)象、取樣方式、測(cè)量范圍和精度要求，選取不同的分析測(cè)量技術(shù)及分析測(cè)量?jī)x表，常見(jiàn)的在線分析測(cè)量技術(shù)分類見(jiàn)表2。
表2 CEMS分析測(cè)量技術(shù)分類
根據(jù)不同客戶的需求及測(cè)量參數(shù)，CEMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)要選擇適宜的分析測(cè)量技術(shù)及測(cè)量?jī)x表，選取適宜的取樣方式和樣氣處理系統(tǒng)，根據(jù)確定的取樣方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)的流程、選型及配置。國(guó)內(nèi)客戶對(duì)氣態(tài)污染物——SO2、NOx等在線分析監(jiān)測(cè)大多選用進(jìn)口儀表，如西門子、ABB、富士等。國(guó)外氣體分析儀已實(shí)現(xiàn)模塊化、多組分分析；國(guó)產(chǎn)氣體分析儀及煙塵、流量、溫度、濕度等測(cè)量?jī)x表也基本能滿足在線監(jiān)測(cè)要求。樣氣處理系統(tǒng)關(guān)鍵部件的抽氣泵、除濕器、蠕動(dòng)泵等大多選用進(jìn)口部件，如M&C、比樂(lè)等。國(guó)內(nèi)CEMS廠商也已經(jīng)具備制造樣氣處理系統(tǒng)關(guān)鍵部件及集成系統(tǒng)分析柜、分析小屋的能力。
CEMS在線分析的可靠性，主要決定于測(cè)量?jī)x表及樣品處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型及配置，測(cè)量?jī)x表及系統(tǒng)部件的選型必須適用、可靠，材質(zhì)必須滿足防腐蝕要求。例如，與煙氣接觸的管道及部件必須選用耐腐蝕的聚四氟乙烯或316不銹鋼材質(zhì)，探頭、取樣泵、除濕器等必須耐腐蝕。系統(tǒng)安裝調(diào)試中，特別注意確保煙氣采樣、傳輸中要加熱保溫在煙氣露點(diǎn)之上，同時(shí)要保證煙氣除濕過(guò)程的快速除水，避免被測(cè)組分被水分吸收而流失，以確保樣氣的真實(shí)性。
CEMS的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《HJ/T76-2007》規(guī)定的技術(shù)要求與檢驗(yàn)方法，例如，分析儀表的零點(diǎn)漂移及量程漂移應(yīng)≦±2.5%FS，直接抽取法標(biāo)定時(shí)，要求零氣、標(biāo)氣要與樣氣的路徑相同，即標(biāo)氣要求從取樣探頭處進(jìn)入。
2.2.4 CEMS的數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸
系統(tǒng)大多采取PLC進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、控制，數(shù)據(jù)采集包括：氣態(tài)污染物SO2/NOx及O2、煙塵濃度和煙氣溫度、壓力、流速、濕度等測(cè)量?jī)x表的模擬量輸出（測(cè)量?jī)x表輸出：4-20mA及RS232接口），并控制樣氣處理系統(tǒng)的探頭反吹、系統(tǒng)標(biāo)定、儀器標(biāo)定、溫度及濕度和壓力測(cè)量報(bào)警等。
DAS由工控機(jī)（或PC機(jī)）及專用的監(jiān)控組態(tài)軟件等組成，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集PLC傳輸?shù)姆治鲂盘?hào)，具備的數(shù)據(jù)處理功能包括：?jiǎn)挝粨Q算、濃度折算、系數(shù)修正、數(shù)據(jù)加標(biāo)，數(shù)據(jù)存貯、文檔管理、歷史趨勢(shì)查詢等，以及數(shù)據(jù)報(bào)表打印、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋Ｏ到y(tǒng)傳輸包括DAS與電廠脫硫DCS連接，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)疆?dāng)?shù)丨h(huán)保部門等。傳輸協(xié)議應(yīng)符合HJ/T212-2005的要求，傳輸方式包括：PSTN（撥號(hào)傳輸）及GPRS/CDMA（網(wǎng)絡(luò)傳輸）等。DAS應(yīng)具備在異常情況下的自恢復(fù)和安全管理能力。
另外，DAS也有專業(yè)數(shù)采儀供應(yīng)，采用專用數(shù)據(jù)處理機(jī)及監(jiān)控軟件，具備數(shù)據(jù)采集、處理及傳輸功能，可取代PLC作CEMS的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集控制。
2.3 CEMS在線分析工程應(yīng)用技術(shù)的再探討
我國(guó)環(huán)保部門已頒布了HJ/75-2007和HJ/76-2007行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并開(kāi)始對(duì)電廠脫硫工程及CEMS運(yùn)行進(jìn)行規(guī)范驗(yàn)收和數(shù)據(jù)監(jiān)控。近幾年來(lái)，我國(guó)火電廠煙氣脫硫工程及CEMS在線分析應(yīng)用技術(shù)得到快速發(fā)展，運(yùn)行質(zhì)量有較大提高，但電廠鍋爐煙氣CEMS的在線分析應(yīng)用仍存在不少問(wèn)題。
2.3.1 CEMS在線運(yùn)行主要問(wèn)題是系統(tǒng)的可靠性
從系統(tǒng)取樣方式分析，直接抽取法系統(tǒng)主要存在系統(tǒng)除濕及耐腐蝕問(wèn)題，由于煙氣采樣、傳輸?shù)募訜岜丶俺凉裥Ч缓茫瑹煔馕龀龅乃峙c二氧化硫等生成稀硫酸，對(duì)系統(tǒng)管道及部件會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕；水分吸收二氧化硫，又影響到微量二氧化硫測(cè)量的準(zhǔn)確性，直接影響系統(tǒng)測(cè)量精度及可靠運(yùn)行。
稀釋抽取法系統(tǒng)主要存在取樣的稀釋探頭可靠性問(wèn)題，如：探頭稀釋比的穩(wěn)定性，以及零氣穩(wěn)定與干燥、潔凈等問(wèn)題，零氣處理不好會(huì)造成更大的分析誤差。
原位安裝的直接測(cè)量系統(tǒng)，由于被測(cè)煙氣含水量、煙塵量和各種干擾組分的影響長(zhǎng)期存在，以及安裝條件惡劣，環(huán)境高溫及煙道振動(dòng)，也直接影響到系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
可見(jiàn)，各種取樣方式都有其不足，關(guān)鍵是要從客戶工況條件出發(fā)，從系統(tǒng)在線工程應(yīng)用技術(shù)的高度分析，選擇合適的取樣方式，做好系統(tǒng)本身的質(zhì)量控制。
2.3.2 影響CEMS在線運(yùn)行的重要因素是設(shè)備維護(hù)和備品備件的及時(shí)供應(yīng)
我國(guó)電廠早期運(yùn)行的CEMS大多是從國(guó)外引進(jìn)設(shè)備配套的，電廠缺乏維護(hù)人員，供應(yīng)商的服務(wù)及備品備件不能及時(shí)保障，造成設(shè)備開(kāi)機(jī)運(yùn)行后，由于多種原因不得不停用，據(jù)統(tǒng)計(jì)九十年代后期國(guó)內(nèi)電廠CEMS正常開(kāi)機(jī)率僅30%；
近十余年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外CEMS供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量及服務(wù)的提升，特別CEMS行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的貫徹，CEMS逐步規(guī)范化，其在線運(yùn)行率得到提高。但由于客戶維護(hù)力量不足，備品備件不能及時(shí)供應(yīng)，直接影響CEMS的正常運(yùn)行。從系統(tǒng)工程應(yīng)用分析，設(shè)備可靠，日常維護(hù)好，備品備件及時(shí)更換，才能確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。
2.3.3 CEMS在線測(cè)量技術(shù)要及時(shí)適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步的新要求
電廠煙氣處理設(shè)備技術(shù)的不斷更新，對(duì)CEMS測(cè)量要求也不斷提高。例如：電廠脫硫技術(shù)發(fā)展，FGD凈煙氣二氧化硫濃度已經(jīng)小于200 mg/Nm3，甚至達(dá)到50-100 mg/Nm3。濕法脫硫，煙溫低，含水大，脫硫后CEMS對(duì)系統(tǒng)除濕及二氧化硫分析靈敏度要求提高，系統(tǒng)必須適應(yīng)新要求。
電廠除塵工藝設(shè)備更新，以及鍋爐煙塵排放標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的200mg/Nm3降低到50mg/Nm3，原來(lái)高濃度測(cè)塵的濁度法儀器已經(jīng)不適合，需要逐步改為適宜低濃度測(cè)塵的散射法儀器。
CEMS除電力行業(yè)外，在垃圾焚燒、冶金、石化、建材等行業(yè)的廢氣排放監(jiān)測(cè)也已經(jīng)得到應(yīng)用?？蛻舴治鰧?duì)象及測(cè)量要求不同，CEMS測(cè)量技術(shù)也必須適應(yīng)不同客戶的需求。
3煙氣脫硝SCR監(jiān)測(cè)分析及SCR氨逃逸量分析
3.1 煙氣脫硝設(shè)備SCR監(jiān)測(cè)分析
SCR反應(yīng)器位于鍋爐省煤器出口的高塵段，處理的煙氣量達(dá)100%，SCR在鍋爐正常負(fù)荷范圍內(nèi)，要求脫硝效率不低于60%，SCR反應(yīng)器出口的氮氧化物濃度的設(shè)計(jì)值要求不高于160㎎/Nm3（6%含氧量、干煙氣）。SCR監(jiān)測(cè)分析的典型監(jiān)測(cè)參數(shù)見(jiàn)表3。
表3 煙氣脫硝SCR主要監(jiān)測(cè)參數(shù)（以某電廠2*660MW為例，供參考）
煙氣脫硝入口及出口氮氧化物監(jiān)測(cè)的在線分析工程技術(shù)大多采取直接抽取法CEMS，其難點(diǎn)在于被測(cè)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；其對(duì)策主要是對(duì)采樣及樣氣處理系統(tǒng)采取多級(jí)過(guò)濾除塵，兩級(jí)除濕，采取氣溶膠過(guò)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(yùn)行。SCR出口監(jiān)測(cè)微量氨采取激光原位測(cè)量法。
3.2 煙氣脫硝設(shè)備SCR氨逃逸量的檢測(cè)
3.2.1 檢測(cè)SCR出口氨逃逸量的重要意義。
在脫硝過(guò)程中，控制氨的注入量非常重要。氨的注入量既要保證有足夠的氨與氮氧化物反應(yīng)，以降低氮氧化物排放量，又要避免煙氣中逃逸過(guò)量的氨。
注入過(guò)量的氨不僅會(huì)增加腐蝕，縮短SCR催化劑壽命，還會(huì)污染煙塵，增加空氣預(yù)熱器中氨鹽的沉積，以及增加向大氣的氨排放。特別是銨鹽——硫酸氫胺（ABS）的形成，ABS在溫度降低時(shí)，會(huì)吸收煙氣中的水分，形成腐蝕性溶液，會(huì)堵塞催化劑，造成催化劑失活（即失效）。煙氣經(jīng)過(guò)空氣預(yù)熱器時(shí)，在熱交換表面會(huì)形成ABS，并產(chǎn)生沉積，降低空氣預(yù)熱器的效率。氨逃逸量的準(zhǔn)確測(cè)量具有重要意義，對(duì)SCR出口的氨逃逸量監(jiān)測(cè)并控制在2—3×10-6（ppm），可延長(zhǎng)空氣預(yù)熱器檢修周期及催化劑更換周期。
3.2.2 SCR反應(yīng)器出口檢測(cè)氨逃逸量的技術(shù)難點(diǎn)及激光原位測(cè)量
SCR出口的煙氣高溫、高濕、高粉塵及高腐蝕，使氨逃逸量法對(duì)策監(jiān)測(cè)難度很大。如何確保煙氣取樣，處理后的微量氨是真實(shí)的，成為非常重要的技術(shù)課題。
抽取法分析系統(tǒng)測(cè)量微量氨，通常要求先將NH3先轉(zhuǎn)化為NO，采用化學(xué)熒光分析法檢測(cè)微量NO，再轉(zhuǎn)換成氨的測(cè)量值，存在轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。另外，在樣氣取樣及傳輸過(guò)程存在水分對(duì)微量氨的吸收等影響因素，使得抽取分析法測(cè)量微量氨很困難，準(zhǔn)確度也難于保證。
采用原位式分析系統(tǒng)檢測(cè)微量氨，無(wú)需采樣直接測(cè)量氨濃度，沒(méi)有樣氣取樣及傳輸帶來(lái)的影響，也不存在轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。采用激光分析原位測(cè)量微量氨是線測(cè)量，更具有代表性。
4 可調(diào)諧激光分析儀及氨逃逸量的監(jiān)測(cè)
4.1 激光原位測(cè)量微量氨的典型產(chǎn)品
國(guó)外燃煤電廠SCR監(jiān)測(cè)中已經(jīng)廣泛使用激光原位測(cè)量微量氨，國(guó)外激光分析主要有西門子、SICK、ABB等公司的產(chǎn)品。
西門子可調(diào)諧激光分析LDS系統(tǒng)主要包括（1）中央處理單元，（2）激光發(fā)射和接收探頭，（3）復(fù)合光纜與回路光纜等，復(fù)合光纜由光纖和低壓傳輸電纜（24V）組成，連接探頭和中央處理單元。
西門子LDS系統(tǒng)的中央處理單元，包括操作控制面板、顯示、處理器、激光源、內(nèi)置參比池和輸入/輸出等，控制處理器最多可控制三個(gè)采樣點(diǎn)。發(fā)射與接收探頭分別安裝在被測(cè)煙道的兩側(cè)，發(fā)射探頭由光纜接頭傳輸發(fā)出激光，接收探頭通過(guò)光電檢測(cè)器接收被吸收后的激光信號(hào)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過(guò)電纜輸出到中央處理器進(jìn)行信號(hào)處理，探頭的光學(xué)部件采取正壓空氣保護(hù)。
西門子LDS6外形見(jiàn)下圖1。
4.2 可調(diào)諧激光原位分析微量氨的測(cè)量原理
可調(diào)諧激光分析微量氨系統(tǒng)，是基于通過(guò)對(duì)氣體的特征吸收光譜來(lái)測(cè)定氣體成份濃度。將氣體吸收譜線按波長(zhǎng)展開(kāi)，不同氣體在某些特定波長(zhǎng)產(chǎn)生吸收峰被稱為該氣體的特征吸收譜線。由于選擇的可調(diào)諧激光光譜的寬度遠(yuǎn)小于被測(cè)氣體的特征吸收譜線的寬度，通過(guò)選擇激光波長(zhǎng)接近于待測(cè)成份的某吸收譜線?？烧{(diào)諧激光二極管采取改變激勵(lì)電流或溫度，使激光波長(zhǎng)被調(diào)諧實(shí)現(xiàn)涵蓋所選的波長(zhǎng)范圍，包涵吸收譜線，當(dāng)激光波長(zhǎng)等于被測(cè)氣體的特征吸收波長(zhǎng)，激光將被吸收，其吸收程度可從接收信號(hào)分析得到。
在近紅外線波段NH3及H2O的吸收譜如圖2。通過(guò)對(duì)NH3的吸收譜線的信號(hào)檢測(cè)，可測(cè)量NH3濃度。
4.3 激光原位測(cè)量氨逃逸量的工程應(yīng)用
SCR煙氣脫硝技術(shù)在美國(guó)、日本及歐盟等國(guó)外火電廠已經(jīng)普遍使用，國(guó)內(nèi)燃煤電廠的煙氣SCR脫銷裝置已經(jīng)建成或在建有數(shù)十套。國(guó)外電廠大多采用激光分析原位測(cè)量微量氨，國(guó)內(nèi)新建或在建的SCR裝置大多也選用激光原位測(cè)量氨逃逸量。西門子LDS6可調(diào)諧二極管激光分析儀，在國(guó)外已成熟應(yīng)用于SCR原位檢測(cè)微量氨，該產(chǎn)品已通過(guò)美國(guó)EPA環(huán)境技術(shù)驗(yàn)證。
激光原位測(cè)量氨逃逸量?jī)x器，要特別注意安裝條件，由于原位測(cè)量?jī)x器的發(fā)射、接受探頭是直接安裝在SCR出口煙道壁上，測(cè)量探頭易受到鋼制煙道壁的振動(dòng)及溫度變化發(fā)生應(yīng)變等惡劣環(huán)境影響，可能會(huì)產(chǎn)生測(cè)量不穩(wěn)定或不應(yīng)有的指示值漂移；環(huán)境惡劣及安裝煙道不符合要求時(shí)，可采取設(shè)置旁路煙道測(cè)量。
西門子LDS6產(chǎn)品，由于其激光器是安裝中央處理單元內(nèi)，中央處理單元通常安裝在現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜或分析小屋內(nèi)，發(fā)射和接受探頭的光信號(hào)是通過(guò)光纜接頭傳輸。相對(duì)于將激光器直接安裝在發(fā)射探頭內(nèi)部的同類產(chǎn)品，受煙道震動(dòng)的影響要小得多，但同樣需要注意安裝條件及采取減震處施。