1、實施背景

河北大唐國際張家口熱電有限責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，北靠內(nèi)蒙，南距北京約199km，是河北省聯(lián)系京、晉、蒙的中心城市。

廠址自然標高在693m～703m之間，場地開闊，地勢較為平坦。燃煤供熱機組2×300MW，脫硫、脫硝同步建設。每臺鍋爐脫硝系統(tǒng)采用選擇性催化還原工藝（SCR）, 在A、B 空預器入口、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)測系統(tǒng)。

脫硫系統(tǒng)采用“石灰石-石膏”濕法煙氣脫硫技術, 一爐兩塔配置。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）實時連續(xù)測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)公司實時傳送監(jiān)測數(shù)據(jù), 作為污染物排放收費和環(huán)保電價的核算依據(jù), 受多方面關注。

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

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，煙氣在反應過程中可能生成酸或者堿以及強酸弱堿鹽等物質(zhì)，充斥探頭整個腔室，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)境均會使其變形和腐蝕，影響其正常使用壽命，引起儀表測量誤差，增大日常維護工作量。

圖一：改造前探桿與探頭連接方式

2、技術方案

為了解決上述問題, 我們經(jīng)過詳細調(diào)研和分析, 確定設計并采用一種新型的探頭、探桿密封連接裝置，對1號機組脫硝 SCR B側(cè)入口煙道取樣連接裝置連接方式進行改造。

2.1技術理念

改造后便于日常維護，減小工作量，且能保證探桿連接處的密封性，同時造價低廉，實用性強。

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。

如日常儀器測量偏低，趨近于0時，檢查儀器，零點、滿度標定正常，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，甚至濾筒積塵嚴重，煙氣無法通過會導致標定異常。

當上述情況發(fā)生時，只需把探桿部分或探頭部分拆除，更換濾筒、清理探桿即可。原設計連接方式二者為一體，分離時勢必會影響連接密封性，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，且日常維修時存在拉伸、撕扯、強磨損的情況，而橡膠密封圈的抗張度和抗撕裂強度機械性能較差，適合做靜密封使用，我們決定對密封方式進行改造。

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

3、系統(tǒng)投入運行

在系統(tǒng)投入前, 所有管道、接頭連接處要仔細檢查, 并做嚴密性試驗, 保證系統(tǒng)嚴密無泄漏, 即便是輕微的泄露也會影響CEMS測量的準確性。

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。投入運行時，對儀器進行零點、滿度以及線性標定，保證誤差滿足要求。

4、應用效果

脫硝在線煙氣監(jiān)測CEMS取樣裝置連接方式改造系統(tǒng)設計合理、結(jié)構簡單, 維護量小。自 2018 年 04月 05日至今, 該系統(tǒng)在我公司1號機組一直投入運行, 徹底解決了以往CMES 系統(tǒng)測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)境影響嚴重的問題, 解決了困擾已久的難題。圖3 是系統(tǒng)自投運后1號爐脫硝A、B側(cè)入口NOX對比情況。

圖3 改造后1號爐脫硝A、B側(cè)入口NOX對比情況。

5、結(jié)語

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

有利于脫硝系統(tǒng)的供氨的準確調(diào)整, 有效避免了氨逃逸濃度過大時給下游的空預器等設備帶來了不利影響,為脫硫出口NOX達標排放提供了前提保障， 對其他同類型機組具有重要的參考價值和指導意義。