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氮氧化物是主要的大氣污染物之一，其大量排放加劇了酸雨、光化學煙霧、區(qū)域細粒危害以及煙霧等污染的形成，對人類的健康和生存造成了極大的危害。據(jù)統(tǒng)計，2017年中國發(fā)電設備容量為1.77703TW，其中火設備容量為1.10604TW一氧化碳報警器，占總設備容量的62.24%。

火力發(fā)電仍然是中國供電的主要形式和大氣污染物的主要排放來源，是實施主要污染物總量控制的重點領域之一。國家發(fā)展改革委、環(huán)境保護部和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》，明確提出東部地區(qū)新建燃煤機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣機組排放限制，其中氮氧化物排放濃度(質(zhì)量濃度，下同)不超過50mg/m3。

近年來，一些地方提出了更高的排放標準，北京市鍋爐大氣污染物排放標準(DB11/139-2015)和鄭州市2017年大氣污染防治攻勢行動方案要求新鍋爐NOx排放量低于30mg/m3。陜西環(huán)境保護廳要求省內(nèi)西安、寶雞等五市煤氣鍋爐進行低氮排放改造，保證NOX排放低于30mg/m3。

《深圳市大氣質(zhì)量環(huán)境提高計劃(2017-2020)》要求新燃氣發(fā)電機組設置低氮燃燒器和可選催化還原SCR脫硝設備，將NOX排放控制在15mg/m3以下，到2020年底全市現(xiàn)有燃氣發(fā)電機組通過低氮燃燒器和SCR改造，將E級和F級發(fā)電機組NOx排放控制在25mg/m3和15mg/m3以下。

綜上所述，為了繼續(xù)實施大氣污染防治行動，戰(zhàn)勝藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，中國在堅持源頭防治的基礎上不斷提高污染物排放標準。

脫硝系統(tǒng)的超低排放改造是目前燃煤電廠嚴格控制NOx排放的主要措施，其主要集中在增加催化劑層數(shù)、低氮燃燒器改造、煙道流場優(yōu)化、噴霧調(diào)整等方面。

國內(nèi)許多燃煤企業(yè)通過完成低氮燃燒器改造降低NOx生成量，脫硝系統(tǒng)超低排放改造主要選擇填充備用層催化劑提高脫硝系統(tǒng)效率的方案，滿足NOx排放環(huán)境標準的要求，但通過增加催化劑使用量提高效率，脫硝出口NOx濃度分布不均勻，局部脫硝氨濃度超過設計值和空氣預熱器堵塞嚴重等問題氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)，需要進行脫硝診斷優(yōu)化試驗，根據(jù)實際情況進行流場和噴霧優(yōu)化調(diào)整。

由于運行狀況的復雜變化，離線脫硝診斷優(yōu)化調(diào)整的時效性難以長期維持。上述脫硝系統(tǒng)超低排放改造的重點在于提高脫硝效率和達標排放，而忽略了脫硝自動調(diào)節(jié)控制質(zhì)量對SCR脫硝系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和經(jīng)濟性的影響。

許多學者對脫硝自動調(diào)節(jié)控制、提高SCR在線優(yōu)化水平進行了相關(guān)研究環(huán)氧乙烷報警器，通過對噴射氨均衡優(yōu)化自動控制，有效減少企業(yè)氨消耗量，節(jié)約單元運行電力消耗，降低空氣預熱器堵塞風險，提高系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和可靠性

SCR脫硝自動調(diào)節(jié)控制的關(guān)鍵取決于獲得代表性強的SCR出口NOx濃度分布結(jié)果，結(jié)合鍋爐運作的主要參數(shù)，有效指導各區(qū)域噴氨調(diào)節(jié)優(yōu)化。但是，現(xiàn)有的NOx在線監(jiān)測系統(tǒng)多采用單點或多點取樣混合后的測量模式，特別是煙道截面尺寸大時，NOx濃度分布不均勻，單點測量結(jié)果代表性差，多點混合測量結(jié)果不能滿足噴射氨的區(qū)域調(diào)整控制和基于NOx濃度分布的精細噴射調(diào)整

因此，本文旨在滿足動態(tài)噴氨分區(qū)調(diào)整和SCR運行在線優(yōu)化需求，開發(fā)SCR出口煙NOx濃度分布在線監(jiān)控系統(tǒng)，在燃煤發(fā)電廠進行應用示范。該系統(tǒng)的應用可以顯著提高SCR運行在線優(yōu)化水平，為企業(yè)建立控制和減少氨逃脫、空預器堵塞、鼓風機消耗增加、腐蝕等風險的有效解決方案，提供重要的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)支持。

由于SCR煙道是高溫、高濕、高粉塵的測量環(huán)境，煙道原位測量方式存在穩(wěn)定性差、可靠性低等問題。因此，本系統(tǒng)采用煙氣采樣、預處理、再測量的方式，同時為了解決現(xiàn)有NOx在線監(jiān)測系統(tǒng)的單點測量結(jié)果代表性差和多點混合測量結(jié)果不能滿足噴射氨的區(qū)域調(diào)整控制的問題，本系統(tǒng)根據(jù)噴射氨的區(qū)域分布特征在a側(cè)和b側(cè)的煙道各分為5個采樣區(qū)域，每個采樣區(qū)域?qū)L度不同的3個高溫采樣探針，共構(gòu)成30個獨立的網(wǎng)格化采樣管道，有效地保證系統(tǒng)的測量結(jié)果

該系統(tǒng)主要由煙氣采樣、智能控制和煙氣濃度分析模塊等三個部分組成，如圖1所示。SCR出口待測煙在抽樣泵的作用下，在進入人格化配置的高溫抽樣探針中，通過抽樣伴熱管道送到智能控制盤，智能控制盤根據(jù)設定的邏輯控制模式，根據(jù)電磁閥控制切換到特定的測量管道后氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)，測量煙流人冷卻器冷卻，最后送到煙分析儀

通過全巡回(a側(cè)和b側(cè))的檢查模式氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)，在20min內(nèi)依次獲得2側(cè)煙道共計30個檢查點的NO、O2、CO濃度，從而獲得煙道內(nèi)各氣體濃度全面分布的時空信息的單巡回(a側(cè)或b側(cè))的檢查模式，在10min內(nèi)依次獲得各煙道15個檢查點的NO、O2、CO濃度，從而獲得單側(cè)煙道內(nèi)各氣體濃度截面分布的時空信息另外，單側(cè)煙道15路采樣煙經(jīng)匯流管混合后，另一臺煙氣分析儀依次檢測獲得單側(cè)煙道NO和O2混合濃度值。

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