[發明專利]9FA燃氣輪機聯合循環NO2排放源測量裝置和方法

在審

• 申請號: 201811630491.2
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109856325A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 丁勇能;王波;鄭迎九;邵衛衛;田勇
• 申請（專利權）人: 杭州華電半山發電有限公司;中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N1/22;F01K23/10
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 余木蘭

本發明涉及一種9FA燃氣輪機聯合循環NO₂排放源測量裝置和方法，它屬于燃氣輪機發電領域。本發明包括發電機、低壓缸、中壓缸、高壓缸、壓氣機、燃燒室、透平、余熱鍋爐、煙氣分析儀一、煙氣分析儀二和煙氣分析儀三，發電機、低壓缸、中壓缸、高壓缸、壓氣機、燃燒室、透平與余熱鍋爐依次相連，余熱鍋爐與燃氣輪機匹配，煙氣分析儀一設置在燃氣輪機的透平排氣口，煙氣分析儀二設置在余熱鍋爐進口，煙氣分析儀三設置在余熱鍋爐煙囪處。本發明結構設計簡單合理，測量準確，通過測量燃氣輪機透平出口、透平至余熱鍋爐擴張段出口以及余熱鍋爐煙囪各位置的煙氣中的NO濃度獲得NO在余熱鍋爐中轉化為NO₂的情況。

技術領域

本發明涉及一種裝置和方法，尤其是涉及一種9FA燃氣輪機聯合循環NO₂排放源測量裝置和方法，它屬于燃氣輪機發電領域。

背景技術

燃氣輪機聯合循環是一種高效、清潔、啟停快速的氣體燃料熱功轉化技術。目前我國燃氣輪機發電及熱電聯供的裝機規模已達到7000萬千瓦左右。大量燃氣輪機聯合循環機組在啟動過程中，由于排煙中的NO₂高存在煙囪冒黃煙的現象。研究表明，當煙氣中的NO₂達到約10ppm以上時，即可見淡黃色排煙。

一般來講，燃氣輪機燃燒室燃燒產生的NOx中，NO占比應在95%以上，僅有少量的NO₂產。但是在配置DLN2.0+燃燒室的PG9351FA燃氣輪機啟動過程中，在低負荷下煙氣的排放以NO₂為主。部分研究認為，在燃氣輪機聯合循環啟動過程中，燃燒室產生的NO會在余熱鍋爐中轉化為NO₂，也是導致啟動黃煙的重要原因之一。目前， PG9351FA燃氣輪機聯合循環機組在啟動過程中大量的NO₂產生的來源并不清楚。

公開日為2016年08月10日，公開號為105842234A的中國專利中，公開了一種名稱為“自標定式二氧化氮連續在線檢測裝置及檢測方法”的發明專利。該專利裝置包括液路模塊、檢測模塊和氣路模塊，檢測模塊包括反應器、蔽光殼體、光窗和光電傳感單元，液路模塊包括儲液單元、液路切換電磁閥、進液泵和抽液泵，氣路模塊包括采樣器、采樣氣路、標定氣路和廢氣處理氣路；檢測方法采用上述裝置進行環境大氣中的二氧化氮氣體濃度的自標定式實時在線連續測量。雖然該專利借助于高可靠性的二氧化氮氣體發生技術及發生裝置實時在線地對二氧化氮檢測裝置進行自動標定，同時完成對環境大氣中二氧化氮濃度的檢測，避免了檢測試劑成分變化、環境溫度壓力變化等因素對檢測系統穩定性及靈敏度的影響。但是該檢測不適用于9FA燃氣輪機聯合循環NO2排放源測量，故其還是存在上述缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計簡單合理，測量準確，通過測量燃氣輪機透平出口、透平至余熱鍋爐擴張段出口以及余熱鍋爐煙囪各位置的煙氣中的NO濃度獲得NO在余熱鍋爐中轉化為NO₂的情況的9FA燃氣輪機聯合循環NO₂排放源測量裝置和方法。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：該9FA燃氣輪機聯合循環NO2排放源測量裝置，包括發電機、低壓缸、中壓缸、高壓缸、壓氣機、燃燒室、透平和余熱鍋爐，所述發電機、低壓缸、中壓缸、高壓缸、壓氣機、燃燒室、透平與余熱鍋爐依次相連，余熱鍋爐與燃氣輪機匹配，其特征在于：還包括煙氣分析儀一、煙氣分析儀二和煙氣分析儀三，所述煙氣分析儀一設置在燃氣輪機的透平排氣口，煙氣分析儀二設置在余熱鍋爐進口，煙氣分析儀三設置在余熱鍋爐煙囪處；通過煙氣分析儀一、煙氣分析儀二和煙氣分析儀三測量燃氣輪機透平出口、透平至余熱鍋爐擴張段出口以及余熱鍋爐煙囪各位置的煙氣中的NO濃度獲得NO在余熱鍋爐中轉化為NO₂的情況。

作為優選，本發明還包括取樣槍頭部的冷卻結構，所述煙氣分析儀一、煙氣分析儀二和煙氣分析儀三均設置取樣槍頭部的冷卻結構；在取樣過程中，對取樣槍進行急冷，保證煙氣進入取樣槍以后快速的被冷卻至低于約400℃-450℃。