寧波海爾欣與清華大學(xué)熱能動力仿真與控制研究所簽訂協(xié)議,共同推進燃煤發(fā)電機組SCR脫硝工藝煙氣中的三氧化硫(SO3)在線分析儀器的研發(fā)合作。清華大學(xué)熱能動力仿真與控制研究所隸屬于清華大學(xué)熱能工程系下屬的五大研究所之一。熱能動力仿真與控制研究所承擔(dān)著全系以及部分全校本科生與研究生課程的教學(xué)工作,同時開展能源動力方面的科學(xué)研究工作。
自上世紀70年代中期開始,清華大學(xué)熱能動力仿真與控制研究所在熱能動力系統(tǒng)建模與仿真方向進行了大量的研究工作,開創(chuàng)了我國的能源仿真學(xué)科,并率先在國內(nèi)開展大型火電機組仿真系統(tǒng)的技術(shù)研究,經(jīng)過二十年的努力,始終引領(lǐng)我國能源領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和技術(shù)發(fā)展,使我國在火力發(fā)電能源等方向一直處于國際領(lǐng)先地位。
SO3的排放&酸雨的形成
煤炭在燃燒排放的煙氣中均存在SO3,排入大氣中的SO3與堿性組分反應(yīng)生成硫酸鹽顆粒物,SO3也會與空氣中的水汽結(jié)合,以酸雨形式沉降。 近年來我國持續(xù)加大污染治理力度,燃煤電站正在全面完成超低排放技術(shù)改造,二氧化硫、氮氧化物和顆粒物執(zhí)行50、35和10 mg·m-3的超低排放標準.環(huán)境總體質(zhì)量逐年改善,藍天保衛(wèi)戰(zhàn)成效顯著。 但是PM2.5和酸雨問題仍需引起我們足夠的重視。公開數(shù)據(jù)顯示,2017年全國338個地級及以上城市中,239個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標,占70.7%,338個城市以PM2.5為首要污染物的天數(shù)占重度及以上污染天數(shù)的74.2%。
圖片源于網(wǎng)絡(luò)
在463 個監(jiān) 測 降 水 的 城 市(區(qū) 、縣)中 ,酸 雨 頻 率 平 均 為10.8%,出現(xiàn)酸雨的城市比例為36.1%。降水中的主要陰離子為硫酸根,占離子總當(dāng)量的21.1%,酸雨類型總體仍為硫酸型。 另外,超低排放標準沒有對SO3排放濃度設(shè)定排放限值,煙氣中的SO3會提高酸露點,增加尾部煙道和設(shè)備腐蝕風(fēng)險。排放煙氣中SO3濃度過高會導(dǎo)致藍色煙羽,增加不透明度。有效治理燃煤煙氣中的SO3的前提是對其組分濃度進行準確的在線監(jiān)測。然而,由于SO3化學(xué)性質(zhì)非?;顫?,其監(jiān)測技術(shù)仍然是該領(lǐng)域的難點。
SO3在線監(jiān)測技術(shù)對比
傳統(tǒng)的SO3監(jiān)測技術(shù)是基于離線采樣的分析化學(xué)方法,測量代表性和實時性均不理想。而由于水、二氧化硫的光譜與SO3重疊,非色散紅外技術(shù)(NDIR)的寬帶濾光特性無法獨立區(qū)分這三種組分。海爾欣光電的量子級聯(lián)激光光譜(QCLAS)技術(shù),其激光較窄的光譜特性能夠更好的選擇區(qū)分水,SO2 和 SO3,可為燃煤設(shè)備的脫硝系統(tǒng)連續(xù)在線的SO3監(jiān)測,提供高靈敏度,高選擇性的氣體測量解決方案。
本次海爾欣為熱能動力仿真與控制研究所提供的產(chǎn)品包括:HPHCH 高溫Herriott氣體吸收池,QC750-Touch? 量子級聯(lián)激光屏顯驅(qū)動器,QC-Qube?迷你量子級聯(lián)激光發(fā)射器,是SO3在線監(jiān)測儀器開發(fā)的核心模塊。
全新光學(xué)設(shè)計和精密機械加工工藝帶來穩(wěn)固可靠的工業(yè)級產(chǎn)品,高溫恒溫伴熱模塊將池體溫度穩(wěn)定至高達300℃。激光輸入耦合效率高,溫度漂移低,省去復(fù)雜的耦合對光操作,降低了維護難度和成本。
產(chǎn)品詳情:
? 穩(wěn)固、可靠的工業(yè)量產(chǎn)模塊,有效光程達15米 (其它光程可定制)
? 氣密池體選用低熱膨脹系數(shù)材料,防止溫度波動引起的對光偏移
? 50℃至300℃恒溫伴熱,溫控精度達1℃
? (升級)氣體壓力控制單元
QC750-Touch? 量子級聯(lián)激光屏顯驅(qū)動器:
驅(qū)動器包含散熱單元,TEC溫度控制電路和低噪聲電流驅(qū)動,支持外部模擬信號調(diào)制,并將狀態(tài)監(jiān)控實時顯示于驅(qū)動器觸摸屏上。考慮到QCL芯片的昂貴成本,海爾欣特殊設(shè)計的最大電流軟鉗制功能,可避免突發(fā)情況下大電流對激光管造成損傷。該驅(qū)動同時具備多種QCL芯片保護機制,保證芯片的安全。
產(chǎn)品詳情:
? 集成電流及溫控驅(qū)動,功能完備
? 溫度控制驅(qū)動采用非PWM式的連續(xù)電流輸出控制,大大延長TEC器件的使用壽命
? 多種輸出安全保護機制,保護QCL使用安全:可調(diào)電流鉗制、輸出緩啟動、過壓欠壓保護、超溫保護、繼電器短路輸出保護
? UI界面顯示便于用戶操作使用及數(shù)據(jù)觀測
? 全自主研發(fā),集成度高,性價比高
QC-QubeTM迷你量子級聯(lián)激光發(fā)射器:
緊湊的70×70×70mm3的激光鋁合金屏蔽散熱模組中,集成了高質(zhì)量進口 QCL 和 ICL 激光芯片、珀耳帖冷卻器、低噪聲風(fēng)扇和輸出光束準直透鏡組。
產(chǎn)品詳情:
? 專為 QCL 和 ICL 芯片設(shè)計的全功能迷你集成封裝
? 直接輸出極低光干涉條紋的準直光束
? 集成半導(dǎo)體TEC制冷,低噪音風(fēng)扇,散熱功率可達 20W
? 輸光功率可達100mW
? 適配海爾欣QC750-TouchTM一體化激光溫控和電流驅(qū)動器
? 包含與QC750-TouchTMQCL和ICL驅(qū)動器連接的電纜和連接器
清華大學(xué)熱能系選擇海爾欣,也是基于其產(chǎn)品組裝方便、開箱即用、操作簡單、質(zhì)量穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢。雙方均表示,希望開展長期、穩(wěn)定的合作,共同推進后續(xù)儀器項目的研制工作。