1、實(shí)施背景

河北大唐國際張家口熱電有限責(zé)任公司位于河北省張家口市，地處蒙古高原與華北平原的過渡帶，西距山西大同約180km，北靠?jī)?nèi)蒙，南距北京約199km，是河北省聯(lián)系京、晉、蒙的中心城市。

廠址自然標(biāo)高在693m～703m之間，場(chǎng)地開闊，地勢(shì)較為平坦。燃煤供熱機(jī)組2×300MW，脫硫、脫硝同步建設(shè)。每臺(tái)鍋爐脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原工藝（SCR）, 在A、B 空預(yù)器入口、出口之間分別布置了1套美國熱電公司的稀釋法分析儀表監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

脫硫系統(tǒng)采用“石灰石-石膏”濕法煙氣脫硫技術(shù), 一爐兩塔配置。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)定煙氣中的污染物濃度（SO2、NOx、O2、煙塵等）和煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流量、濕度等）, 并向河北省市環(huán)保局和冀北電網(wǎng)公司實(shí)時(shí)傳送監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù), 作為污染物排放收費(fèi)和環(huán)保電價(jià)的核算依據(jù), 受多方面關(guān)注。

NOx控制調(diào)整在爐側(cè)，機(jī)組出口排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在脫硫塔出口，因此減少NOx 的測(cè)量誤差,提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是十分必要的。

改造前探頭與探桿連接方式如圖一所示，探頭與探桿之間密封通過橡膠圈實(shí)現(xiàn)。由于脫硝系統(tǒng)中的煙氣中含有NO、NO2、水蒸氣、NH3、和SO2等，煙氣在反應(yīng)過程中可能生成酸或者堿以及強(qiáng)酸弱堿鹽等物質(zhì)，充斥探頭整個(gè)腔室，工作環(huán)境惡劣。

采樣探頭和采樣桿密封、連接裝置置于緊貼煙道控制箱內(nèi)，探桿、濾網(wǎng)、影響小孔定期清掃需拆除探頭造成的磨損以及密封圈自身的工作環(huán)境均會(huì)使其變形和腐蝕，影響其正常使用壽命，引起儀表測(cè)量誤差，增大日常維護(hù)工作量。

圖一：改造前探桿與探頭連接方式

2、技術(shù)方案

為了解決上述問題, 我們經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研和分析, 確定設(shè)計(jì)并采用一種新型的探頭、探桿密封連接裝置，對(duì)1號(hào)機(jī)組脫硝 SCR B側(cè)入口煙道取樣連接裝置連接方式進(jìn)行改造。

2.1技術(shù)理念

改造后便于日常維護(hù)，減小工作量，且能保證探桿連接處的密封性，同時(shí)造價(jià)低廉，實(shí)用性強(qiáng)。

2.2連接部分外移

考慮到脫硝CEMS日常故障現(xiàn)象多種多樣，包括探頭過濾器積塵、損壞，探桿前端部分附著大量粉塵物致使堵塞，管路有水汽，密封效果差空氣漏入，儀器自身故障等，并不是所有故障都需要分離采樣探頭和采樣桿。

如日常儀器測(cè)量偏低，趨近于0時(shí)，檢查儀器，零點(diǎn)、滿度標(biāo)定正常，多數(shù)都是探桿前端部分堵塞或中間部分受煙氣沖刷破損所致，甚至濾筒積塵嚴(yán)重，煙氣無法通過會(huì)導(dǎo)致標(biāo)定異常。

當(dāng)上述情況發(fā)生時(shí)，只需把探桿部分或探頭部分拆除，更換濾筒、清理探桿即可。原設(shè)計(jì)連接方式二者為一體，分離時(shí)勢(shì)必會(huì)影響連接密封性，需重新清理膠圈凹槽。

為此，我們想到把探頭和探桿連接部分外移，移出探頭腔室。將短接和探頭腔室澆筑為一體，連接件設(shè)置在腔室外，連接探桿和短接。由于連接部分在煙道外，既便于日常拆裝，又可以保證探頭短接和連接部分不受煙道內(nèi)煙氣沖刷，影響使用壽命。

探頭整體澆筑保證了測(cè)量系統(tǒng)的密封性。改造后探桿與探頭連接方式如下圖二所示：

圖二：改造后探桿與探頭連接方式

2.3密封方式選擇

鑒于脫硝CEMS測(cè)量探頭腔室工作環(huán)境溫度高，接近330℃，橡膠密封圈在高溫下加熱易變性，且日常維修時(shí)存在拉伸、撕扯、強(qiáng)磨損的情況，而橡膠密封圈的抗張度和抗撕裂強(qiáng)度機(jī)械性能較差，適合做靜密封使用，我們決定對(duì)密封方式進(jìn)行改造。

經(jīng)大家集體討論、并查閱資料對(duì)比后，我們選擇了剛性細(xì)螺紋活接頭連接，它是一種可拆的固定連接，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接可靠、拆裝方便的優(yōu)點(diǎn)，可以承受拉、壓雙向作用力，耐高溫性能好，并且加工簡(jiǎn)單，造假低廉，普及性能強(qiáng)。

3、系統(tǒng)投入運(yùn)行

在系統(tǒng)投入前, 所有管道、接頭連接處要仔細(xì)檢查, 并做嚴(yán)密性試驗(yàn), 保證系統(tǒng)嚴(yán)密無泄漏, 即便是輕微的泄露也會(huì)影響CEMS測(cè)量的準(zhǔn)確性。

由于連接部分外移，需考慮到控制箱柜門可以緊扣，探桿的固定方式不受影響。投入運(yùn)行時(shí)，對(duì)儀器進(jìn)行零點(diǎn)、滿度以及線性標(biāo)定，保證誤差滿足要求。

4、應(yīng)用效果

脫硝在線煙氣監(jiān)測(cè)CEMS取樣裝置連接方式改造系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 維護(hù)量小。自 2018 年 04月 05日至今, 該系統(tǒng)在我公司1號(hào)機(jī)組一直投入運(yùn)行, 徹底解決了以往CMES 系統(tǒng)測(cè)量探頭和探桿分離互相影響、密封圈拆裝磨損更換頻繁、受工作環(huán)境影響嚴(yán)重的問題, 解決了困擾已久的難題。圖3 是系統(tǒng)自投運(yùn)后1號(hào)爐脫硝A、B側(cè)入口NOX對(duì)比情況。

圖3 改造后1號(hào)爐脫硝A、B側(cè)入口NOX對(duì)比情況。

5、結(jié)語

綜上所述，脫硝在線煙氣監(jiān)測(cè)CEMS取樣裝置改造達(dá)到了預(yù)期效果, 確保煙氣取樣連接裝置的密封性, 保證了脫硝入口 NOx 測(cè)量的準(zhǔn)確性。

有利于脫硝系統(tǒng)的供氨的準(zhǔn)確調(diào)整, 有效避免了氨逃逸濃度過大時(shí)給下游的空預(yù)器等設(shè)備帶來了不利影響,為脫硫出口NOX達(dá)標(biāo)排放提供了前提保障， 對(duì)其他同類型機(jī)組具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。