CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)
概述：TR-9300在線監(jiān)測系統(tǒng)是依據(jù)HJ/T75-2001《火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》、HJ/T76-2001《固定污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》為火力發(fā)電廠煙氣全連續(xù)監(jiān)測控制系統(tǒng)（CEMS）設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)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，通過直接抽取加熱采樣方式，測定煙氣中污染物濃度、煙氣氧含量、煙氣溫度、壓力、含水量及流量等煙氣參數(shù)，并且顯示與記錄。通過在線監(jiān)測CO、O2等成份量參與電廠鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制，通過對脫硫裝置前后SO2在線監(jiān)測參與脫硫控制和監(jiān)測，對節(jié)能增效發(fā)揮巨大作用。通過對CO、SO2、NOX的連續(xù)監(jiān)測為控制污染提供依據(jù)。本系統(tǒng)具有安全可靠、取樣真實(shí)、響應(yīng)快、分析精度高、配置和選型佳等諸多特點(diǎn)，實(shí)為高性能、高可靠性、低維護(hù)性的分析系統(tǒng)。
為滿足我國日益嚴(yán)格的煙氣監(jiān)測需求，聚能公司基于自身在工業(yè)領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，推出專門面向環(huán)保行業(yè)的煙氣分析全解決方案，本方案主要用于火力發(fā)電廠、各種工業(yè)窯爐/鍋爐、化學(xué)工業(yè)、鋼鐵燒結(jié)/煉鋼廠、水泥工業(yè)、垃圾焚化廠、石油工業(yè)、其它工業(yè)過程中產(chǎn)生污染氣體的固定排放源以及煙氣脫硫、脫硝系統(tǒng)的控制和監(jiān)測。
●煙氣在線監(jiān)測分析
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檢測點(diǎn) |
用途 |
測量組份 |
選用量程 |
儀器選型 |
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脫硫前 |
環(huán)境保護(hù) |
SO2 |
0.00～5000PPm |
JNYQ—I －42 |
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脫硫塔出口 |
環(huán)境保護(hù) |
SO2 |
0.00～2000PPm |
JNYQ—I－ 42 |
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煙氣 (預(yù)加熱器出口) |
環(huán)境保護(hù) |
CO |
0.00～2.00% |
JNYQ—I－41 |
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O2 |
0.00～10.0% |
JNYQ—O －11C |
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煙氣 |
環(huán)境保護(hù) |
粉塵 |
0～200mg/Nm3 |
D-R216 |
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流速 |
0～40m/S |
TRPT1-G-03 |
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溫度 |
0～250℃ |
TRPT1-G-2-03 |
● 垃圾焚燒煙氣分析
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檢測點(diǎn) |
用途 |
測量組份 |
選用量程 |
儀器選型 |
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燃燒室 |
環(huán)境保護(hù) |
O2 |
0.00～10.0% |
JNYQ—O－ 11C |
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CO |
0.00～1000PPm |
JNYQ—I －42 |
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廢煙氣 |
環(huán)境保護(hù) |
HCL |
0～2000PPm |
付里葉紅外FTIR |
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SO2 |
0～1000PPm |
JNYQ—I－ 42 |
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CO2 |
0～20% |
JNYQ—I －42 |
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NO |
0～500PPm |
JNYQ—I－ 42 |
鍋爐的煙氣監(jiān)測，分為過程控制監(jiān)測以及排污口污染物的監(jiān)測，若是監(jiān)測排污口污染物的濃度等參數(shù)的話，對于鍋爐主要監(jiān)測參數(shù)包括：SO2、NO、O2、煙氣煙塵、煙氣溫度、煙氣流量、煙氣濕度、煙氣壓力這幾項(xiàng)參數(shù)。監(jiān)測上述參數(shù)的整套系統(tǒng)，在業(yè)內(nèi)統(tǒng)稱為煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，并配合數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，最后將數(shù)據(jù)上傳到環(huán)保部進(jìn)行備份。
一次儀表安裝位置：煙道，具體位置現(xiàn)場定；所有安裝在煙囪內(nèi)或者煙囪上的或者提供煙氣氣路通道的CEMS 系統(tǒng)部件（包括氣路管）均由耐腐蝕材料組成。
我公司生產(chǎn)制造的CEMS系統(tǒng)是針對污染源煙氣，用工業(yè)型儀器對其NOx / CO2 / CO / SO2 / O2含量、煙氣流量、顆粒物、溫度等進(jìn)行連續(xù)測量。CEMS系統(tǒng)由以下四部分組成：
1）.煙氣成份連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)
2）.顆粒物濃度檢測系統(tǒng)
3）.流量檢測系統(tǒng)
鍋爐燃燒過程中產(chǎn)生大量的煙氣煙塵，其中有SO2、NOx等大氣污染物，這些污染物排放到大氣中，會形成酸雨等，嚴(yán)重破壞生態(tài)平衡，給人們的生活帶來極大的不便。因此，減少鍋爐煙氣煙塵的排放量和降低廢氣的濃度是中國環(huán)保事業(yè)的重要組成部分。實(shí)行對鍋爐煙氣煙塵的監(jiān)測是減少煙氣煙塵排放的一項(xiàng)有效措施。
1鍋爐煙氣煙塵監(jiān)測的指標(biāo)和流程
1.1監(jiān)測的指標(biāo)
煙氣煙塵的監(jiān)測指標(biāo)有煙道氣壓力、煙塵速度和濃度、煙氣過剩空氣系數(shù)和漏風(fēng)對熱效應(yīng)的影響等。
煙道氣壓力分為煙道靜壓和動壓，監(jiān)測時(shí)，根據(jù)監(jiān)測孔位置的不同有吸入式煙道和壓入式煙道，這兩種情況下的煙道靜壓和動壓一般均為負(fù)值。
煙塵濃度的監(jiān)測一般采用重量法，等速采樣，采樣斷面上的煙塵流速不應(yīng)小于5 m/s。煙道中的煙氣和煙塵的分布在實(shí)際情況下并不是理論上的均勻分布，而是會隨著煙道直徑的變化產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，影響監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析。一般情況下，監(jiān)測孔的位置是監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確與否的重要決定因素。
鍋爐中燃料燃燒過程中實(shí)際所用空氣量與理論要用空氣量的比值稱為過剩空氣系數(shù)。煙氣空氣過剩系數(shù)是用來衡量煙氣燃燒所用的空氣量是否適合，進(jìn)而判斷燃料的燃燒情況，合適的空氣過剩系數(shù)才能保證燃料完全燃燒，把各項(xiàng)熱損失降為最小。國標(biāo)中規(guī)定燃煤鍋爐的過?？諝庀禂?shù)為1.8，燃油燃?xì)忮仩t的過?？諝庀禂?shù)為1.2。過?？諝饬考s大，表示實(shí)際供給的空氣量比燃料燃燒所需的理論空氣量越大，爐膛里O2越充分，燃料燃燒就較充分。但是過?？諝庀禂?shù)過大，則因大量冷空氣進(jìn)入爐膛，爐膛溫度就會下降，對燃燒反而不利;排煙損失也會增加，使鍋爐熱效率降低;煙氣量增加，煙氣攜帶的煙塵量也隨之增加。所以，在實(shí)際運(yùn)行中總希望排煙處的過?？諝庀禂?shù)在1.8以下，當(dāng)然，由于設(shè)備狀態(tài)不佳，運(yùn)行水平低，實(shí)測時(shí)，過?？諝庀禂?shù)往往大于1.8，而且有的大得驚人。這是因?yàn)樨?fù)荷低，爐排燃燒面小、大量冷空氣從爐排竄入爐膛;鼓引風(fēng)不匹配;再就是由鍋爐尾部煙道或除塵器本身大量漏風(fēng)所致。這都是不正常的，應(yīng)在試驗(yàn)前加以消除。過剩空氣系數(shù)合適說明燃料燃燒的較為完全，產(chǎn)生廢氣中的有害物質(zhì)較少;系數(shù)偏低，說明燃料燃燒的不夠充分，廢氣中CO和NOx等有害氣體含量較高。
1.2煙氣煙塵監(jiān)測過程中重點(diǎn)事項(xiàng)
1.2.1采樣前的準(zhǔn)備
濾筒是監(jiān)測工作的必要工具，放于煙道內(nèi)用于捕塵，需要在采樣前認(rèn)真準(zhǔn)備。對濾筒要求是筒壁要均勻，太厚、太薄或者筒壁有針狀孔的要及時(shí)棄用。因?yàn)橥脖诤?，在采樣過程中阻力大，煙氣煙塵粒子不容易被吸入;筒壁薄，強(qiáng)度較低，煙氣煙塵通過時(shí)筒壁容易破裂。常用玻璃纖維濾筒，同時(shí)監(jiān)測過程中還必須有空白濾筒一直參與，用于參照，校正誤差。
采樣前還要對測試儀器進(jìn)行全仔細(xì)的檢查，包括采樣泵、傳感器和顯示器等。檢查儀器的管路系統(tǒng)是否有漏氣和堵塞的情況，若有問題應(yīng)及時(shí)解決，以使監(jiān)測工作順利進(jìn)行。
1.2.2監(jiān)測點(diǎn)的選擇
采樣位置應(yīng)該選在管道中氣流平穩(wěn)的垂直和水平管段中，避開斷面形狀發(fā)生急劇變化的管段和彎頭處，切采樣斷面的氣流不小于5 m/s。采樣點(diǎn)數(shù)量的確定與采樣斷面的形狀、大小以及斷面處的氣流大小有關(guān)。每一斷面的測點(diǎn)數(shù)要根據(jù)規(guī)范盡量多布置，才能保證測量數(shù)據(jù)的精確性。比如遠(yuǎn)離彎頭和斷面均勻的部位，氣流也比較均勻，可以少取一些監(jiān)測點(diǎn);而不得已只能在離彎頭或者斷面急劇變化的附近部位選區(qū)監(jiān)測點(diǎn)時(shí)，要盡量多布置一些監(jiān)測點(diǎn)，以保證得到較為精確的數(shù)據(jù)。
1.2.3溫度和濕度的控制
煙氣煙塵的溫度和濕度也是監(jiān)測過程中要重點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)。溫度的測量常采用采樣槍在監(jiān)測點(diǎn)處采樣，將數(shù)據(jù)傳至儀器進(jìn)行分析。濕度的測量常用干濕球法，氣體以一定的流速經(jīng)過干濕球溫度計(jì)，得到氣體的溫度，再根據(jù)監(jiān)測點(diǎn)處的排氣壓力，可以計(jì)算出煙氣煙塵中水分的含量，即濕度。
1.2.4流速的控制和采樣
為了得到較為精確的數(shù)據(jù)，應(yīng)該采用等速采樣方法。所謂等速采樣就是指氣體進(jìn)入采樣嘴的速度等同于采樣點(diǎn)處的煙氣流速。等速采樣的方法是針對煙道不同部位不同流速的情況采用不同的與之相符合的采樣嘴，使不同流速的煙氣流入采樣嘴，流出等速的煙氣。
當(dāng)一切準(zhǔn)備妥當(dāng)就開始進(jìn)行監(jiān)測。首先把監(jiān)測儀器進(jìn)行調(diào)零，在采樣管中裝入稱量好的濾筒，裝上計(jì)算好的采樣嘴，連接好管道，此時(shí)采樣孔處于封閉狀態(tài)。當(dāng)氣流趨于平穩(wěn)，逐漸進(jìn)入到采樣狀態(tài)，此時(shí)打開采樣孔，依次使采樣嘴對準(zhǔn)氣流方向，完成采樣。采樣結(jié)束后要將采樣嘴反方向于氣流方向，取出采樣管，稱量濾筒吸入的煙塵顆粒的質(zhì)量，重新再測一次，若煙氣流速和前次稱量結(jié)果相差大于±20%，則樣品作廢。全部工作做完后，檢查儀器是否完好并清洗干凈。
若采樣過程中發(fā)現(xiàn)含氧量過高的現(xiàn)象，可能是由鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)了漏風(fēng)或者引風(fēng)量大引起的。應(yīng)及時(shí)檢查鍋爐設(shè)備，對于漏風(fēng)的情況，應(yīng)對煙道系統(tǒng)采取密封措施，對于引風(fēng)量大的情況，則要及時(shí)調(diào)換與鍋爐相匹配的系統(tǒng)。
1.2.5數(shù)據(jù)記錄及處理
監(jiān)測工作準(zhǔn)備過程中，要認(rèn)真記錄鍋爐設(shè)備的型號、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)能力，環(huán)境的溫度、濕度、氣壓和風(fēng)速，煙道的直徑和高度等;監(jiān)測工作結(jié)束后要及時(shí)認(rèn)真的記錄下各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并經(jīng)檢查無誤后填入到相應(yīng)表格中。表格的填寫要嚴(yán)格遵守國標(biāo)準(zhǔn)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性、準(zhǔn)確性和公正性。
2對煙氣煙塵監(jiān)測可能產(chǎn)生影響的因素
影響因素主要有監(jiān)測環(huán)境、風(fēng)量和設(shè)備的使用及維護(hù)。
煙氣煙塵的監(jiān)測要在規(guī)范規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行，許多時(shí)候，監(jiān)測場地、鼓風(fēng)機(jī)以及閥門的位置不正確，監(jiān)測數(shù)據(jù)就會失真。環(huán)境的溫度、濕度等也會影響煙氣煙塵的流速，使得實(shí)際監(jiān)測數(shù)據(jù)偏離真實(shí)數(shù)據(jù)。風(fēng)量的大小影響到煙道中氣流的靜壓、和流速動壓，影響到等速采樣計(jì)算結(jié)果采樣嘴的選擇。
同樣的設(shè)備、同樣的環(huán)境條件，在不同的工作人員的操作下，得到的監(jiān)測數(shù)據(jù)是不一樣的。設(shè)備的使用年限、承載力的大小以及維護(hù)情況對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響也是很大的。比如，當(dāng)鍋爐負(fù)荷60%時(shí)，煙塵排放濃度是額定負(fù)荷時(shí)的30%;鍋爐負(fù)荷80%的時(shí)候，煙塵排放濃度則升高至65%。
3對鍋爐煙氣煙塵監(jiān)測工作給出的一些建議
a) 鍋爐的燃料要選用復(fù)合家標(biāo)準(zhǔn)的燃煤種類，鍋爐等燃燒設(shè)備應(yīng)該選用符合國環(huán)境評價(jià)要求的型號，監(jiān)測開始前一定做好準(zhǔn)備工作，認(rèn)真仔細(xì)地檢查除塵設(shè)備的工作性能是否良好、煙道及氣管是否有著良好的密閉性以及各種監(jiān)測工具是否處于最工作狀態(tài);b) 監(jiān)測部門要著力于監(jiān)測環(huán)境的改善，比如監(jiān)測過程中對環(huán)境溫度、濕度以及氣壓的控制等;c) 監(jiān)測部門要協(xié)同生產(chǎn)部門加強(qiáng)工作人員的專業(yè)素質(zhì)以及職業(yè)道德的培養(yǎng)。鍋爐工作人員專業(yè)水平高，其掌握燃料的使用量和引風(fēng)量的合理性，空氣過剩系數(shù)就接近于國標(biāo)準(zhǔn)，燃料的燃燒就比較充分，煙氣煙塵的排放量的濃度就接近于國標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)測過程中得到的數(shù)據(jù)也就越是精確，同時(shí)監(jiān)測工作量也會大大降低。
4結(jié)語
鍋爐煙氣煙塵排放量及其濃度是關(guān)系到大氣質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其監(jiān)測也是中國環(huán)保部門的最基本的監(jiān)測內(nèi)容。鍋爐煙氣煙塵的監(jiān)測工作不易實(shí)行，究其原因和鍋爐型號的多樣化、現(xiàn)場環(huán)境情況的復(fù)雜性以及工作人員的綜合素質(zhì)有關(guān)。但無論情況有多么復(fù)雜多變，監(jiān)測工作都有1個(gè)統(tǒng)一的國標(biāo)準(zhǔn)，即GB13271-2011鍋爐煙塵監(jiān)測方法。工作人員應(yīng)該嚴(yán)格遵守國標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真仔細(xì)的做好每一項(xiàng)細(xì)微的工作，保證監(jiān)測結(jié)果的完整性、準(zhǔn)確性和公正性。