矩阵式烟气取样技术在不均匀流场烟气测量上的应用

北极星环保网讯:燃煤机组烟气脱硝改造，由于场地空间限制，脱硝出口烟道较短，而且存在多处变径和拐角；火电厂烟道属于大截面烟道，烟道尺寸在几米到十几米，流场不均普遍存在。由于烟道流场分布不均，脱硝出口NOX和NH3的浓度分布也不均匀。在运行过程中，脱硝出口NOX和NH3浓度的测量数据存在基本不变化或者波动较大的情况，不响应系统工况变化，还存在脱硝出口与脱硫出口所测NOX浓度偏差较大的情况。

这些测量数据不但不能为生产运行提供指导，反倒给运行人员带来困扰，给脱硝系统投自动也带来较大障碍。这些问题都是在流场分布不均的烟道上，采用传统的单点取样方式所带来的。在不均匀流场，一个点的测量数据不能代表整个烟道的烟气浓度参数，该点的测量数据也失去了使用价值和意义。

当前，NOX和NH3的浓度检测已经有较为先进的化学发光技术，测量精度可达到ppb级，导致NOX和NH3测量不准的主要原因集中在取样方式上。因此，研究一种能适用于不均匀流场、能充分反映烟道实际浓度的烟气取样技术就具有比较现实的意义。

1烟气不均匀性和取样技术现状分析

1.1烟气不均匀性分析

为分析烟气流场的分布情况，对某电厂300MW机组脱硝出口烟气NOX和NH3的浓度分布进行了测试。烟道为10m×4m矩形烟道，在烟道两侧分别取2个取样点，探杆长度1.5米，一共取A、B、C、D四个点的NOX和NH3浓度测量数据进行分析，取样示意图如图1所示。

图1脱硝烟道四个取样点布置图

在负荷工况基本保持不变的情况下，分别对四个点的NOX和NH3浓度进行连续测量，测量持续时间为2小时，测量数据整理成曲线分别如图2和图3所示。

图2不同取样点NOX测量数据曲线图

图3不同取样点NH3测量数据曲线图

由图2和图3的测量曲线可看出，无论是NOX还是NH3，其浓度分布都是不均匀的。其中A取样点的数据较为稳定，但NOX的测量值比实际烟气浓度值偏高，基本都超过了排放限值50mg/m3；

而NH3基本接近于0，无较大波动。其他三个取样点所测量的数据波动较大，也无规律可循。由此可见，不同取样点的测量浓度相差达到几倍甚至几十倍，如若采用单点取样方式，无论是在哪一个点取样进行烟气监测，其测量值都不能代表烟气浓度的实际值。

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