火電廠 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(cems)

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1、本文介紹南京協(xié)鑫熱電有限公司2×48MW機(jī)組煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（ContinuousEmissionMonitoringSystem)即CEMS的設(shè)計(jì)選型，比較了CEMS的幾種主要技術(shù)及其特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）1前言我國(guó)火力發(fā)電量占總發(fā)電量80%左右，而煤炭占火電機(jī)組燃料的95%，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)促使電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，由燃煤所帶來(lái)的大氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重。按目前的排放控制水平，到2020年，我國(guó)火電廠排放的二氧化硫、煙塵和氮氧化物將分別達(dá)到2100萬(wàn)噸、500萬(wàn)噸和1000萬(wàn)噸以上。如果火電廠排放的大

2、氣污染物得不到有效控制，將直接影響到我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量的改善。為控制污染加劇，促進(jìn)火電行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家環(huán)保部門(mén)采取了一系列嚴(yán)格的環(huán)保政策，如大氣污染物總量控制、提高排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等（如二氧化硫收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)將由0.2元/kg調(diào)至0.63元/kg）。新修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl3223—2003)規(guī)定：“火力發(fā)電鍋爐須裝設(shè)符合HJ/T75要求的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器；火電廠大氣污染物的連續(xù)監(jiān)測(cè)按HJ/T75中的規(guī)定執(zhí)行；煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置經(jīng)省級(jí)以上人民政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)驗(yàn)收合格后，在有效期內(nèi)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為

3、有效數(shù)據(jù)?！币虼?，CEMS已成為環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、排污收費(fèi)、污染物治理及實(shí)施污染物排放總量控制的科學(xué)可靠的依據(jù)及必要的技術(shù)手段。2工程情況簡(jiǎn)介南京協(xié)鑫熱電有限公司建設(shè)規(guī)模為2×240t/h循環(huán)流化床鍋爐配2×48MW機(jī)組，采用爐內(nèi)投加石灰石脫硫方式，安有二臺(tái)布袋除塵器，煙氣由兩側(cè)煙道進(jìn)入煙囪排出，煙囪高150m，由于兩側(cè)煙道工況類似，煙氣的流動(dòng)性好，CEMS采用“一拖二”系統(tǒng)配置，即在煙囪兩側(cè)煙道上分別安裝一套采樣裝置，共用一套分析儀器。監(jiān)測(cè)項(xiàng)目為SO2、煙塵、NOx，附帶測(cè)量參數(shù)為煙氣溫度、煙氣量、流速、壓力、水分、煙氣含O2量等。3

4、CEMS組成CEMS由煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)組成。組成CEMS的設(shè)備按照安裝布置可分為煙道現(xiàn)場(chǎng)部分和儀器間部分。煙道現(xiàn)場(chǎng)儀器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測(cè)儀、煙氣溫度、壓力、濕度、流速儀。儀器間儀器包括：煙氣預(yù)處理裝置、分析儀器、工控機(jī)、氣瓶等?，F(xiàn)場(chǎng)儀器和儀器間通過(guò)煙氣采樣伴熱管、電纜連接，負(fù)責(zé)氣體、電源和信號(hào)的傳輸。3.1取樣方法目前國(guó)內(nèi)外煙氣取樣方法主要有兩大類：直接測(cè)量法和抽取法，其中抽取法又分為直接抽取法和稀釋法。直接測(cè)量取樣法是把分析部件直接安裝在煙道上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

5、，無(wú)須管線，采用差分吸收法測(cè)量，即將一束光直接照射在煙道氣體中，利用分子的吸收光譜測(cè)量若干波長(zhǎng)上的吸收，根據(jù)這些波長(zhǎng)上分子吸收系數(shù)的差來(lái)確定吸收分子的含量。由于采用多個(gè)波長(zhǎng)來(lái)確定一種分子的濃度，所以具有較強(qiáng)的抗干擾性。其主要缺點(diǎn)是儀器工作環(huán)境惡劣，維修不便，同時(shí)差分吸收無(wú)法實(shí)現(xiàn)在線校準(zhǔn)，測(cè)量精度低，難以長(zhǎng)期連續(xù)工作，國(guó)內(nèi)已很少使用，國(guó)際市場(chǎng)份額僅占不足1%。稀釋取樣法是將除塵后的取樣煙氣用大量的干燥純凈空氣按一定比例稀釋（100～250倍）后，使樣氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)低于室溫（一般達(dá)到-30。C以下），再送至微量分析儀進(jìn)行分析，分析結(jié)果乘以稀釋

6、比，得到檢測(cè)值。稀釋法通過(guò)采用臨界孔技術(shù)保證稀釋比。所謂臨界孔指：當(dāng)臨界孔兩端的壓力比達(dá)到0.53以上時(shí)，流體經(jīng)過(guò)臨界孔的流速被限制在聲速，因此流體流過(guò)臨界孔的流量是恒定值。很容易保證稀釋氣的壓力恒定，即稀釋氣的流速亦是一個(gè)恒定值，所以樣氣的稀釋比是一個(gè)恒定值。稀釋法的主要優(yōu)點(diǎn)是：1）樣氣經(jīng)大比例稀釋后降低了煙氣露點(diǎn)，傳輸管道不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露和堵管現(xiàn)象，防止了煙氣中的水汽凝結(jié)造成溶解性污染物的成分損失；2）杜絕了由于酸性凝結(jié)水腐蝕管道引起的故障，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性；3）煙氣抽取量?。ǖ湫椭?0mL/min）,延長(zhǎng)了過(guò)濾器使用壽命，儀器維護(hù)

7、量??；4）不需要煙氣預(yù)處理裝置，簡(jiǎn)化了操作環(huán)節(jié)；5）適用于各種場(chǎng)合，國(guó)際市場(chǎng)份額約占80%。稀釋法的主要缺點(diǎn)是：1）樣氣中未除去水分，為濕法測(cè)量，結(jié)果需修正；2）需用微量分析儀，精度要求高，降低靈敏度，誤差增大；3）需要空氣凈化裝置，提高了成本，增大了維護(hù)量；4）系統(tǒng)價(jià)格較高。直接抽取法（加熱管線法）是通過(guò)加熱管對(duì)抽取的已除塵的煙氣進(jìn)行保溫，保持煙氣不結(jié)露，經(jīng)細(xì)除塵干燥裝置冷凝除濕預(yù)處理裝置后再送至分析儀。直接抽取法由于存在脫水過(guò)程，對(duì)煙氣中濃度較低且易溶于水的HCl、NH3、H3S等成分無(wú)法測(cè)量，因此不能用于垃圾焚燒發(fā)電廠的煙氣監(jiān)測(cè)中。

8、若將高溫高濕的煙氣送入儀器中進(jìn)行分析，則對(duì)分析儀的要求很高，整套系統(tǒng)價(jià)格昂貴，多應(yīng)用于多成分、低濃度、易溶于水的氣態(tài)污染物測(cè)量。直接抽取法適用于煙氣除塵效果好的場(chǎng)合，主要優(yōu)點(diǎn)是：1）樣氣中去除