CN111426796A - 一种利用气体测量系统的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用气体测量系统的检测方法，包括如下步骤：s1：布设取样测量系统，其包括如下步骤：s11：布设带有快速旁路装置的多杆式矩阵稀释探头；s12：布设反吹校准阀组；通过取样管线将稀释取样探头、反吹校准三通、反吹电磁阀和校准电磁阀相连通，形成探头反吹、校准气传输路径；s13：布设从取样探头至取样分配单元接口的等长度样气传输管线；s14：布设取样分配单元内部气路：取样分配单元将各分区样气分配为两路，一路接入混合装置；混合样气经混合装置充分混合后连续进入混测分析仪；一路接入分区巡测取样组，各分区样气经巡测取样组按序进入巡测分析仪；s15：分别调整至混测分析仪、巡测分析仪管路长度，调整混合样气流量和巡测样气流量等具体参数，保证分区巡测与混合测量的同步性；s2：安装控制中心；s3：控制器启动均匀混合取样模式；s4：控制器启动分区巡测模式；s5：测试分区巡测与均匀混合取样测量同步性，合格后投入使用。
Description
技术领域
本发明是关于脱硝矩阵式取样及精准喷氨技术领域，特别是关于一种利用气体测量系统的检测方法。
背景技术
火电厂实施脱硝环保已10余年，随着脱硝效率的进一步提高，受脱硝系统SCR入口、出口NOX浓度场分布不均匀影响，脱硝SCR出口NOX单点取样方式无法抽取到代表性的样气，不能反应整个断面NOX浓度值，代表性差，同时无法监测到污染物浓度分布不均匀的变化，从而引起脱硝喷氨过量的问题，导致一些电厂因喷氨过量引起脱硝催化剂寿命缩短、空预器阻力升高、电除尘器极线肥大、引/送风机电耗增加、脱硫浆液失效、机组提升负荷困难等一系列问题。
目前亟需能连续监测脱硝SCR出口截面均匀混合烟气，又能同步智能巡测SCR出口分区的取样测量技术，结合喷氨总量优化、分区巡测优化大数据-人工智能控制技术来提高喷氨及时响应性、精准性，以解决电厂最为关心的脱硝SCR出口NOX浓度场不均匀、单点测量代表性差、控制调节滞后、自动投入品质差等问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用气体测量系统的检测方法，其能够克服现有技术的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种利用气体测量系统的检测方法，包括如下步骤：
s1：布设取样测量系统，其中，所述布设取样测量系统包括如下步骤：
s11：在气体通道出口的截面每个分区布设带有快速旁路装置的多杆式稀释探头，形成矩阵式取样；
s12：布设反吹校准阀组；通过取样管线将稀释取样探头、反吹校准三通、反吹电磁阀和校准电磁阀相连通，形成探头反吹、校准气传输路径；当反吹探头时，所述校准电磁阀关闭，所述反吹电磁阀打开；当校准时，所述校准电磁阀打开，所述反吹电磁阀关闭；
s13：布设从分区取样探头至取样分配单元接口的样气传输管线；
s14：布设取样分配单元内部混合测量与分区巡测样气分配传输气路：
s15：分别调整至混测分析仪、巡测分析仪管路长度，调整混合样气流量和巡测样气流量等具体参数，保证分区巡测与混合测量的同步性；
s2：安装控制器；
s3：控制器启动均匀混合取样模式；
s4：控制器启动分区巡测模式；
s5：测试分区巡测与均匀混合取样测量同步性，合格后投入使用；
在一优选实施方式中，控制器启动均匀混合取样、分区巡测模式步骤如下：关闭所有分区反吹电磁阀、校准电磁阀，以2L/min的流量将样气送至取样分配单元；通过调整取样分配单元三通组将各分区样气分配为两路，一路接入混合装置，一路接入分区巡测取样组；调节混测装置前流量计，保证各分区流量恒定为1L/min进入均匀混合装置，混合后样气连续送入混测分析仪，实现“均匀混合”；调节分区巡测取样组前各分区流量计，保证各分区流量恒定为1L/min，接入分区巡测取样切换阀组，分区未巡测时，分区样气经通过旁路排放至废气收集装置，分区巡测时，通过阀组切换，将样气送入巡测分析仪，实现“分区巡测”。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合后数值折算方法如下：
其中，Di为分区i的稀释比，n为分区数量，D平均为多路分区平均稀释比，P混合值为均匀混合后数值，P混合仪表值为均匀混合样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，分区巡测模式的工作程序，分区巡测数值折算方法如下：
其中，P分区i为分区i的折算数值，P分区i仪表值为分区i的样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值，Di为分区i的稀释比。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合模式具体包括如下步骤：
s31：启动程序，进入均匀混合模式，均匀混合模式工作状态标签K置1；
s32：启动均匀混合分析仪，其中，设置分区序号参数i＝1，反吹标签M＝0，校准标签N＝0；
s34：关闭所有校准电磁阀，关闭所有分区巡测三通电磁阀；
s35：打开第i分区反吹电磁阀，设置反吹标签M＝1，并复位反吹间隔时间T2；
s36：延时等待T1时间；
s26：当经过T1时间之后，复位吹扫持续时间参数T1，关闭第i分区反吹电磁阀，并设置i＝i+1，延时120秒；
s37：判断吹扫分区i是否大于分区数量n，如果判断吹扫分区i不大于分区数量n，则跳至步骤s34，如果判断吹扫分区i大于分区数量n，则设置i＝1，并跳至步骤s38；
s38：设置反吹标签M＝0；以及
s39：延时等待T2时间，T2时间到，则跳至步骤s34。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合模式还包括如下步骤：设置就地手动按钮指令和远程控制中心停止均匀混合模式工作程序指令；停止指令触发将停止均匀混合分析仪、关闭所有反吹电磁阀、校准电磁阀，复位时间参数T1，复位时间参数T2，将反吹标签M置0，同时将均匀混合模式工作状态标签K置0。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，分区巡测模式具体包括如下步骤：
s41：手动按钮或远程控制中心发送启动分区巡测模式指令，启动分区巡测分析仪；
s42：将分区巡测模式工作状态标签置1，设置分区序号F＝1；
s43：打开序号F分区巡测电磁阀；
s44：延时等待T3时间，T3时间到，则执行步骤s45；
s45：关闭序号F分区巡测电磁阀；
s46：复位T3时间参数，
s47：序号分区F＝F+1；
s48：判断F值是否大于分区数量，如果F值大于分区数量，则执行步骤s49，如果F值不大于分区数量，则跳至步骤s43；
s49：设置F＝1，并跳至步骤s410；
s410：判断是否停止巡测，如果判断停止巡测，则执行步骤s414，如果判断不停止巡测，则跳至步骤s42；
s411：分区巡测程序结束，设置F＝1。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，智能分区巡测模式具体还包括如下步骤：设置手动按钮指令和远程控制中心停止分区巡测模式工作程序指令；停止指令触发将停止分区巡测分析仪，关闭所有分区巡测电磁阀(样气从阀前三通排放)，复位T3时间参数，将分区序号F置1，同时将分区巡测模式工作状态标签置0
与现有技术相比，本发明的利用一种利用气体测量系统的检测方法具有如下优点：
1、本发明提供的气体测量检测方法，实现“均匀混合取样”技术，用于脱硝烟气检测中，使脱硝出口与总排口NOX数据偏差由+15mg/Nm3缩小到±5mg/Nm3以内，同单独巡测技术单点测量相比，数据代表性更强。
2、本发明提供的气体测量检测方法，实现“均匀混合取样”技术，将脱硝出口混合测量NOX值作为目标值用于总量控制，同单独巡测技术用总排口NOX值调整喷氨的控制策略相比，控制响应时间提前了3分钟，9:59:32脱硝出口混合NOX测量峰值，10:02:29总排口NOX测量峰值。
3、本发明提供的气体测量检测方法，实现“分区巡测与均匀混合同步取样测量”，混合测量值作为“同步基准值”实时评估各分区巡测值偏差，用于分区优化控制，同单独巡测技术，在所有分区巡测后，再根据各分区值计算截面平均值，评估各分区巡测值偏差的调整相比，能及时掌握脱硝出口NOX浓度分布特征，分区调整效率更高，调节效果更好，以40mg/Nm3为排放基准值，分区偏差不等率可以很好控制在20％以内。
本发明提供的气体测量检测方法，实现“分区巡测与均匀混合同步取样测量”，分区混合测量值作为“同步基准值”实时评估各分区巡测值偏差，用于分区优化控制，将分区偏差不等率可以控制在20％以内，同只有混测技术相比较，避免了局部喷氨过量问题，减少了氨逃逸的危害。
根据在线运行数据，某电厂#1机脱硝采用“分区巡测与均匀混合同步取样测量”技术后，实时喷氨量比原单点测量(无分区巡测、无混测)技术氨耗量降低约17.3％，比仅均匀混合技术氨耗量降低约12.2％。
本发明提供的气体测量检测方法，实现各分区样气经取样探头连续等量、同时序到达取样分配单元接口，极大的缩短了分区取样管的样气置换和样气传输时间，提高了巡测效率，单分区巡测周期≯40秒。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的测量系统方块图；
图2是根据本发明一实施方式的检测方法流程图；
图3是均匀混合取样模式工作程序流程图；
图4是分区巡测取样模式工作程序流程图；
图5是单独巡测技术单点测量SCR出口与总排口NOX数据偏差图；
图6是连续均匀混合取样SCR出口与总排口NOX数据偏差图；
图7是连续均匀混合取样SCR出口、总排口NOX值时序图；
图8是各种取样测量技术氨耗降低对比图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本发明一实施方式的测量系统方块图。如图所示，本发明的测量系统包括：1-取样探头(含反吹校准阀组、取样管线等)、2-取样分配单元(21-分配接口、22-混合装置、23-分区巡测组)、3-分析单元(31-混测分析仪、32-巡测分析仪)；4-控制器。包括。
其中，取样探头分别设置在气体通道出口的截面各分区，各分区样气经取样探头连续等量、同时序到达取样分配单元接口；取样分配单元将各分区样气分配为两路，一路接入分区巡测取样组，一路接入混合装置；混合样气经混合装置充分混合后连续进入混测分析仪，各分区样气经巡测取样组按巡测规则按序进入巡测分析仪，通过调整管路长度、混合样气流量、巡测样气流量等具体参数，保证分区巡测与混合测量的同步性；控制中心包含控制器和大数据-人工智能控制模块，其中，取样探头、取样分配单元、分析单元等控制接入控制器。
图2是根据本发明一实施方式的检测方法流程图。如图所示，本发明的检测方法包括如下步骤：
s1：布设取样测量系统，其中，所述布设取样测量系统包括如下步骤：
s11：在气体通道出口的截面每个分区布设带有快速旁路装置的多杆式稀释探头，形成矩阵式取样；
s12：布设反吹校准阀组；通过取样管线将稀释取样探头、反吹校准三通、反吹电磁阀和校准电磁阀相连通，形成探头反吹、校准气传输路径；当反吹探头时，所述校准电磁阀关闭，所述反吹电磁阀打开；当校准时，所述校准电磁阀打开，所述反吹电磁阀关闭；
s13：布设从分区取样探头至取样分配单元接口的样气传输管线；
s14：布设取样分配单元内部混合测量与分区巡测样气分配传输气路：
s15：分别调整至混测分析仪、巡测分析仪管路长度，调整混合样气流量和巡测样气流量等具体参数，保证分区巡测与混合测量的同步性；
s2：安装控制器；
s3：控制器启动均匀混合取样模式；
s4：控制器启动分区巡测模式；
s5：测试分区巡测与均匀混合取样测量同步性，合格后投入使用；
在一优选实施方式中，控制器启动均匀混合取样、分区巡测模式步骤如下：关闭所有分区反吹电磁阀、校准电磁阀，以2L/min的流量将样气送至取样分配单元；通过调整取样分配单元三通组将各分区样气分配为两路，一路接入混合装置，一路接入分区巡测取样组；调节混测装置前流量计，保证各分区流量恒定为1L/min进入均匀混合装置，混合后样气连续送入混测分析仪，实现“均匀混合”；调节分区巡测取样组前各分区流量计，保证各分区流量恒定为1L/min，接入分区巡测取样切换阀组，分区未巡测时，分区样气经通过巡测电磁阀前三通排放口排至余气收集装置，分区巡测时，通过切换电磁阀，将样气送入巡测分析仪，实现“分区巡测”。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合后数值折算方法如下：
其中，Di为分区i的稀释比，n为分区数量，D平均为多路分区平均稀释比，P混合值为均匀混合后数值，P混合仪表值为均匀混合样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，分区巡测模式的工作程序，分区巡测数值折算方法如下：
其中，P分区i为分区i的折算数值，P分区i仪表值为分区i的样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值，Di为分区i的稀释比。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合模式具体包括如下步骤：
s31：启动程序，进入均匀混合模式，均匀混合模式工作状态标签K置1；
s32：启动均匀混合分析仪，其中，设置分区序号参数i＝1，反吹标签M＝0，校准标签N＝0；
s34：关闭所有校准电磁阀，关闭所有分区巡测三通电磁阀；
s35：打开第i分区反吹电磁阀，设置反吹标签M＝1，并复位反吹间隔时间T2；
s36：延时等待T1时间；
s26：当经过T1时间之后，复位吹扫持续时间参数T1，关闭第i分区反吹电磁阀，并设置i＝i+1，延时120秒；
s37：判断吹扫分区i是否大于分区数量n，如果判断吹扫分区i不大于分区数量n，则跳至步骤s34，如果判断吹扫分区i大于分区数量n，则设置i＝1，并跳至步骤s38；
s38：设置反吹标签M＝0；以及
s39：延时等待T2时间，T2时间到，则跳至步骤s34。
在一优选实施方式中，在步骤s3中，均匀混合模式还包括如下步骤：设置就地手动按钮指令和远程控制中心停止均匀混合模式工作程序指令；停止指令触发将停止均匀混合分析仪、关闭所有反吹电磁阀、校准电磁阀，复位时间参数T1，复位时间参数T2，将反吹标签M置0，同时将均匀混合模式工作状态标签K置0。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，分区巡测模式具体包括如下步骤：
s41：手动按钮或远程控制中心发送启动分区巡测模式指令，启动分区巡测分析仪；
s42：将分区巡测模式工作状态标签置1，设置分区序号F＝1；
s43：打开序号F分区巡测电磁阀；
s44：延时等待T3时间，T3时间到，则执行步骤s45；
s45：关闭序号F分区巡测电磁阀；
s46：复位T3时间参数，
s47：序号分区F＝F+1；
s48：判断F值是否大于分区数量，如果F值大于分区数量，则执行步骤s49，如果F值不大于分区数量，则跳至步骤s43；
s49：设置F＝1，并跳至步骤s410；
s410：判断是否停止巡测，如果判断停止巡测，则执行步骤s414，如果判断不停止巡测，则跳至步骤s42；
s411：分区巡测程序结束，设置F＝1。
在一优选实施方式中，在步骤s4中，智能分区巡测模式具体还包括如下步骤：设置手动按钮指令和远程控制中心停止分区巡测模式工作程序指令；停止指令触发将停止分区巡测分析仪，关闭所有分区巡测电磁阀(样气从阀前三通排放)，复位T3时间参数，将分区序号F置1，同时将分区巡测模式工作状态标签置0。
表1：“分区巡测与均匀混合同步取样测量”脱硝出口NOX浓度场分布数据表
表2：“分区巡测与均匀混合同步取样测量”脱硝出口NOX浓度场分布数据表
Claims (12)
1.一种利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：所述利用气体测量系统的检测方法包括如下步骤：
s1：布设取样测量系统，其中，所述布设取样测量系统包括如下步骤：
s11：在气体通道出口的截面每个分区布设带有快速旁路装置的多杆式稀释探头，形成矩阵式取样；
s12：布设反吹校准阀组；通过取样管线将稀释取样探头、反吹校准三通、反吹电磁阀和校准电磁阀相连通，形成探头反吹、校准气传输路径；当反吹探头时，所述校准电磁阀关闭，所述反吹电磁阀打开；当校准时，所述校准电磁阀打开，所述反吹电磁阀关闭；
s13：布设从分区取样探头至取样分配单元接口的样气传输管线；
s14：布设取样分配单元内部混合测量与分区巡测样气分配传输气路：
s15：分别调整至混测分析仪、巡测分析仪管路长度，调整混合样气流量和巡测样气流量等具体参数，保证分区巡测与混合测量的同步性；
s2：安装控制器；
s3：控制器启动均匀混合取样模式；
s4：控制器启动分区巡测模式；
s5：测试分区巡测与均匀混合取样测量同步性，合格后投入使用。
2.如权利要求1所述的利用一种利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：所述取样探头为带有快速旁路装置的多杆式稀释探头，使样气从通道截面至探头端的传输时间由120秒缩短至15秒。
3.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：各分区取样探头至取样分配单元接口处的样气传输管线长度一致，流经各分区取样探头的样气量一致，保证各分区样气能连续、等量、同时序的传输至配单元接口。
4.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：取样分配单元通过三通组将各分区样气分配为两路，一路接入混合装置；混合样气经混合装置充分混合后连续进入混测分析仪；一路接入分区巡测取样组，各分区样气经巡测取样组按序进入巡测分析仪。
5.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：根据混合样气量、分区巡测样气量计算确定取样分配单元接口至混测分析仪、巡测分析仪之间的管路长度，保证进入混测分析仪、巡测分析仪为同一时刻下烟道样气，保证“分区巡测”与“均匀混合”两种取样测量的同步性。
6.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：控制器可同步启动均匀混合和分区巡测两种取样模式。
7.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s3中，均匀混合后数值折算方法如下：
其中，Di为分区i的稀释比，n为分区数量，D平均为多路分区平均稀释比，P混合值为均匀混合后数值，P混合仪表值为均匀混合样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值。
8.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s4中，分区巡测模式的工作程序，分区巡测数值折算方法如下：
其中，P分区i为分区i的折算数值，P分区i仪表值为分区i的样气分析仪按固定100:1稀释比显示的测量值，Di为分区i的稀释比。
9.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s3中，均匀混合模式具体包括如下步骤：
s31：启动程序，进入均匀混合模式，均匀混合模式工作状态标签K置1；
s32：启动均匀混合分析仪，其中，设置分区序号参数i＝1，反吹标签M＝0，校准标签N＝0；
s34：关闭所有校准电磁阀，关闭所有分区巡测三通电磁阀；
s35：打开第i分区反吹电磁阀，设置反吹标签M＝1，并复位反吹间隔时间T2；
s36：延时等待T1时间；
s26：当经过T1时间之后，复位吹扫持续时间参数T1，关闭第i分区反吹电磁阀，并设置i＝i+1，延时120秒；
s37：判断吹扫分区i是否大于分区数量n，如果判断吹扫分区i不大于分区数量n，则跳至步骤s34，如果判断吹扫分区i大于分区数量n，则设置i＝1，并跳至步骤s38；
s38：设置反吹标签M＝0；以及
s39：延时等待T2时间，T2时间到，则跳至步骤s34。
10.如权利要求9所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s3中，均匀混合模式还包括如下步骤：
设置就地手动按钮指令和远程控制中心停止均匀混合模式工作程序指令；
停止指令触发将停止均匀混合分析仪、关闭所有反吹电磁阀、校准电磁阀，复位时间参数T1，复位时间参数T2，将反吹标签M置0，同时将均匀混合模式工作状态标签K置0。
11.如权利要求1所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s4中，分区巡测模式具体包括如下步骤：
s41：手动按钮或远程控制中心发送启动分区巡测模式指令，启动分区巡测分析仪；
s42：将分区巡测模式工作状态标签置1，设置分区序号F＝1；
s43：打开序号F分区巡测电磁阀；
s44：延时等待T3时间，T3时间到，则执行步骤s45；
s45：关闭序号F分区巡测电磁阀；
s46：复位T3时间参数，
s47：序号分区F＝F+1；
s48：判断F值是否大于分区数量，如果F值大于分区数量，则执行步骤s49，如果F值不大于分区数量，则跳至步骤s43；
s49：设置F＝1，并跳至步骤s410；
s410：判断是否停止巡测，如果判断停止巡测，则执行步骤s414，如果判断不停止巡测，则跳至步骤s42；
s411：分区巡测程序结束，设置F＝1。
12.如权利要求11所述的利用气体测量系统的检测方法，其特征在于：在步骤s4中，分区巡测模式具体还包括如下步骤：
设置手动按钮指令和远程控制中心停止分区巡测模式工作程序指令；停止指令触发将停止分区巡测分析仪，关闭所有分区巡测电磁阀(样气从阀前三通排放)，复位T3时间参数，将分区序号F置1，同时将分区巡测模式工作状态标签置0。
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