火電廠 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(cems)

1、本文介紹南京協(xié)鑫熱電有限公司248MW機組煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（ContinuousEmissionMonitingSystem)即CEMS的設(shè)計選型，比較了CEMS的幾種主要技術(shù)及其特點。關(guān)鍵詞：火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）1前言我國火力發(fā)電量占總發(fā)電量80%左右，而煤炭占火電機組燃料的95%，隨著國民經(jīng)濟的快速增長促使電力事業(yè)的迅猛發(fā)展，由燃煤所帶來的大氣污染問題日益嚴重。按目前的排放控制水平，到2020年，我國火電廠排放

2、的二氧化硫、煙塵和氮氧化物將分別達到2100萬噸、500萬噸和1000萬噸以上。如果火電廠排放的大氣污染物得不到有效控制，將直接影響到我國大氣環(huán)境質(zhì)量的改善。為控制污染加劇，促進火電行業(yè)的技術(shù)進步和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，國家環(huán)保部門采取了一系列嚴格的環(huán)保政策，如大氣污染物總量控制、提高排污收費標準等（如二氧化硫收費標準將由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準》(GBl3223—2003)規(guī)定：“火力發(fā)電鍋

3、爐須裝設(shè)符合HJT75要求的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測儀器；火電廠大氣污染物的連續(xù)監(jiān)測按HJT75中的規(guī)定執(zhí)行；煙氣排放連續(xù)監(jiān)測裝置經(jīng)省級以上人民政府環(huán)境保護行政主管部門驗收合格后，在有效期內(nèi)其監(jiān)測數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)?！币虼?，CEMS已成為環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、排污收費、污染物治理及實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工程情況簡介南京協(xié)鑫熱電有限公司建設(shè)規(guī)模為2240th循環(huán)流化床鍋爐配248MW機組，采用爐內(nèi)投加石灰石脫硫方式，

4、安有二臺布袋除塵器，煙氣由兩側(cè)煙道進入煙囪排出，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)測項目為SO2、煙塵、NOx，附帶測量參數(shù)為煙氣溫度、煙氣量、流速、壓力、水分、煙氣含O2量等。3CEMS組成CEMS由煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(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

5、可分為煙道現(xiàn)場部分和儀器間部分。煙道現(xiàn)場儀器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測儀、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、氣瓶等?，F(xiàn)場儀器和儀器間通過煙氣采樣伴熱管、電纜連接，負責(zé)氣體、電源和信號的傳輸。3.1取樣方法目前國內(nèi)外煙氣取樣方法主要有兩大類：直接測量法和抽取法，其中抽取法又分為直接抽取法和稀釋法。直接測量取樣法是把分析部件直接安裝在煙道上，結(jié)構(gòu)簡單，無須管線，采用差分吸收法測量，即將一束光直

6、接照射在煙道氣體中，利用分子的吸收光譜測量若干波長上的吸收，根據(jù)這些波長上分子吸收系數(shù)的差來確定吸收分子的含量。由于采用多個波長來確定一種和紅外光源兩種，激光光源采用半導(dǎo)體激光器，壽命較長，且不受水氣的影響，紅外光源主要受到水氣含量變化的干擾，測量精度較低。濁度法的主要優(yōu)點是：技術(shù)成熟，結(jié)果可靠，價格適中，目前國內(nèi)使用數(shù)量較多。濁度法的主要缺點是：需雙端安裝，進行光路對中，安裝及維護稍有不便，發(fā)射端及接收端都需要潔凈空氣保護。該法可用于

7、國內(nèi)的各種燃煤煙塵排放源的煙塵濃度測量。設(shè)置煙塵監(jiān)測孔時，應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段，若煙道直管段長度大于6倍煙道當量直徑，則監(jiān)測孔前的直管段不小于4倍當量直徑、且監(jiān)測孔后的直管段長度不小于2倍當量直徑；若煙道直管段長度小于6倍煙道當量直徑，則監(jiān)測孔前的直管段長度必須大于監(jiān)測孔后的直管段長度。本工程選用濁度法煙塵測塵儀，因兩臺布袋除塵器來自不同廠家，一臥式，一立式，缺乏垂直管道，且每臺除塵器后配兩臺引風(fēng)機，即一爐配兩段鋼煙道，為減少探頭安裝數(shù)

8、量，煙塵監(jiān)測孔開在煙囪兩側(cè)的磚煙道上。3.3.煙氣污染物監(jiān)測子系統(tǒng)由于要對兩臺鍋爐的煙氣污染物進行監(jiān)測，為降低成本，采用一套分析儀對兩臺鍋爐輪流監(jiān)測的方法。煙氣中SO2的分析方法主要有紫外熒光法和非分散紅外吸收法（NDIR法）NOx的分析方法主要有化學(xué)發(fā)光法（CLD法）和非分散紅外吸收法（NDIR法）。紫外熒光法測量SO2濃度原理：煙氣在190nm～230nm的紫外光照射下，其中的SO2分子受激發(fā)生成激發(fā)態(tài)SO2，其返回基態(tài)時發(fā)出熒光，

9、而且熒光強度與煙氣中SO2的濃度成正比，通過測量熒光光強就可得到SO2的濃度值。該法靈敏度高，可探測到ppb級的低濃度SO2，而且動態(tài)范圍和線性度好?；瘜W(xué)發(fā)光法測量NOx濃度原理：煙氣中的NO與臭氧發(fā)生反應(yīng)生成激發(fā)態(tài)的NO2，其返回基態(tài)時放出光子，當臭氧過量時，發(fā)光強度與煙氣中NO濃度成正比，測量發(fā)光光強即可得到NO濃度值；同時利用鉬催化技術(shù)將煙氣中的NO2全部轉(zhuǎn)化為NO與臭氧發(fā)生反應(yīng)，測量發(fā)光光強即可得到NOx總濃度值。紫外熒光法和化

10、學(xué)發(fā)光法均適用于稀釋取樣法。非分散紅外吸收法是利用各種氣體對于紅外線這一光譜波段能量的吸收在波長上具有選擇性這一原理構(gòu)成的，可以通過一臺儀器測定多組分氣體，有較好的性價比、適用于直抽取樣法。3.4.煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)的監(jiān)測項目包括溫度、壓力、濕度、氧量和流速，其中溫度、壓力、濕度、氧量的測量均為常規(guī)方法，流速監(jiān)測方法的選擇需注意煙道的長度是否滿足安裝要求。煙氣流速的監(jiān)測有三種方法：壓差傳感法、超聲波法和熱傳感法。壓差傳