随着新环境保护法的实施，火力发电机组近零排放改造越来越成为主流，近零排放改造后，净烟气排放的NOX限值下降到100mg/Nm3至50mg/Nm3，脱硝喷射量的增加降低了脱硝出口NOX量，NH3量增加了脱硝出口气体的化学成分含量，对脱硝出口NOX的测量产生了新的影响。本文主要对目前国内脱硝方式进行分析，对脱硝出口NOX测量的方法进行分析，为各火力发电厂近零排放改造后脱硝出口NOX测量提供参考和建议。

一、脱硝的方法有几种类型

1选择性催化还原法(SCR)

2、非催化还原反应

3、电子束烟气脱硫脱硝方法

4、燃烧产物飞灰改性催化剂脱硝方法

目前使用最多的是SCR，第四种方法还没有实际使用。四种方法最终脱硝的反应剂都使用NH3，因此检测设备的选择有相似之处。本文主要讨论SCR中监控仪表的选择问题。

SCR设备运行的计量平衡方式:

6NO+4NH3-5N2+6H2O

6NO2+8NH3-+12H2O

6NO+6NO2+12NH3-12N2+18H2O

SCR的一般安装应用示意:

从化学反应的平衡方面得出的结论

1)在烟雾形成过程中，NO2的生产率很低，所以代表NOx的物质是NO。但随着时间的推移，温度下降，NO逐渐转换为NO2，因此环境指标以NO2为评价指标。

2)NO的生成与温度有关，温度超过1000℃时，NO的生产率迅速增加。由于温度对燃料的利用率有很大关系，温度高有利于热效率的提高，但对NO的控制不利。

3)NO的测量是控制最佳燃烧条件的重要手段。快速的NO分析结果可以在NO排放量少的情况下保持较高的燃烧温度。这不仅减少了排放，还节约了NH3的投入。

4)在西方发达国家，由于用NO分析器控制燃烧条件好，NO排放少，因此可以使用比普通氨少的加入量取得良好的效果，多数不检测馀氨。

5)出口NO的分析，如果能够保持与氨的加入成比例的关系，就能够判断逃出氨的数量很少。

二、测量部分及其测量难点

1.测量部分:NO、NO2、NH3

2.根据欧洲法规，NO2小于NOx的10%，可以不测量NO2

3.在高粉尘应用中，粉尘含量高，可以达到30g/m3

4.脱氮反应在气态下进行，流速快，测量方法迟缓的时间少

5.NO2和NH3容易溶于水，容易被吸附/p>

1.多组分红外分析仪测量

采用多组分分析法，每台SCR反应器配备一台分析仪，分析仪包括三个分析测量通道，一个用于入口NO测量，一个用于出口NO测量，另一个用于出口O2测量。

SCR入口设置1-3个采样探头，SCR出口设置1-3个采样探头，入口和出口设置单独的烟气预处理系统。样气进入预处理系统除尘、除水、过滤，送入分析仪进行分析。采样探针具有耐高温、耐腐蚀、耐磨、防堵功能。分析仪布置在带空调的分析棚内，棚内露天布置反应器符号附近的平台上，每个SCR反应器设置一套分析棚。分析仪器具有清洗空气系统，防止烟尘污染分析仪器部件，当清洗空气系统失效时，分析仪器上输出干接点报警信号到DCS，启动隔离快门进行保护。

每台SCR反应器配备一台分析仪，分析仪包括三个或四个分析测量通道，一个用于入口NO的测量，一个用于出口NO的测量，另一个用于出口O2的测量，另一个用于入口O2的测量通道

气体分析仪单元:三个分析通道，两个NO测量通道(并联气路独立，进出口各一个)一个O2测量模块。(与出口NO测量模块的气路串联)也可以追加O2测量模块。(与入口NO测量模块气路串联)

预处理单元:根据分析要求预处理双路并联独立。(包括控制反吹、采样、采样、除尘、脱水等功能)

采样探针:SCR入口设置1~3个采样探针，

SCR出口设置1~3个采样探针。取样后的烟气进入高温混合器后，进入预处理系统过滤，送入分析仪表。

采样线:2~5条，在SCR入口设置1~3个采样探针对应1~3条。SCR出口设置采样探针对应。输气管道伴热加热，温度保持在140℃以上(酸露点:130~135℃)，输气管道为自热式，利用加热材料的中央点控制温度，温度低于中央点时为导体，用电流加热。温度超过中央点时，变成绝缘体，不加热。

居中点是恒定温度。用这种方法控制温度的最大优点是可靠性高。选择的加热温度为140℃。加热管道的外套是由抗紫外线照射和耐高低温的绝热材料制成的。

本方案特点:

优点:在满足本情况特点的基础上，响应时间短，安装简单，不需要仪表之间等优点。

分析和采样困难:与脱硫状况不同。温度高、含尘量高。要求反应测量速度快(参与控制)。

2.直插式测量方案

仪表可直接安装在烟道上，实现连续监测，仪表防护等级不低于IP67，可防尘、防雨，与烟气接触测量探针耐磨、耐腐蚀、耐高温，有堵塞和自清洁装置，仪表二次信号处理部分和传感器一体化。因为SCR的出口和入口样本都含有高粉尘，温度很高。根据工艺要求，对样气的测量响应时间也应越短越好

本方案的特点:

分析和取样困难:与脱硫状况不同，温度高，含尘量高，要求反映测量速度快(参与控制)。

四、近零排放改造后NOX测量的新问题

我厂脱硝出口氮氧化物分析仪原设计为德国GM31原位式紫外固定波长氮氧化物分析仪，单元近零排放改造脱硝喷射量增加后，脱硝出口氮氧化物值在单元高负荷(550MW以上)测量不正确的现象。

与河南电气科学院多次实测比较(采用电化学式和红外分析式)，低约20mg/m3。与电气科学院专家和SICK技术人员进行现场检查分析:GM31分析仪为原位式紫外固定波长检查NO和NO2组分浓度，25mg/m3以下的高浓度NO可以比较正确地测量(与电气科学院的测量值一致)，喷射量增加后NO浓度下降，NH3浓度变化

五、结论

广泛调查其他发电厂脱硝出口氮氧化物的测定极少采用原位式紫外固定波长测定，采用多组分红外抽取式分析仪较多，SICK公司生产的GM31原位式NOX分析仪为紫外固定波长测定，近零排放改造必然改变脱硝出口各组分的含量，复盖GM31检测的低浓度NO光谱吸收峰，分析仪无法正确测定NO组分的低浓度。

目前西克公司升级产品GM32为紫外光波长自动切换型测量，在被测气体变化时自动切换NO的测量波长至干扰小的其他波长可继续进行小浓度的精确测量，该产品可解决以上问题，并根据各省环境保护厅的相关文件要求，新建或改造的脱硝基站应设置环境保护厅指定的维护厂家监测设备。

另外，脱硝出口NOX测量仪器的选择，除了考虑设备稳定可靠的维护量小等因素外，尽量与烟囱排放NOX分析仪器的测量原理和形式一致，避免测量方式和测量原理差异引起的测量偏差，例如国华孟津发电厂在脱硝出口分析仪改造时，根据河南省环境保护厅的要求选择雪迪龙公司SCS-900监视系统，分析仪为西门子U23红外抽取式的多组分析仪，改造后与电气科学院和环境保护局进行实测量比较，测量偏差在合格范围内。

脱硝出口NOX测量的准确性和稳定性时脱硝喷雾自动的基础条件，近零排放改造后，空气预测器内产生硫酸氢胺的增加，氨盐的形成容易增加空气预测器的阻力，严重时空气预测器的腐蚀堵塞，脱硝NOX值和NH3的测量特别重要