火電廠煙氣污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)論述

1、火電廠煙氣污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)論述 (安全監(jiān)察部 葛賢文)摘要：針對目前已安裝的在線監(jiān)測系統(tǒng)的選型、安裝、調(diào)試、驗收、運(yùn)行及維護(hù)等問題進(jìn)行了經(jīng)驗性闡述。關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣污染物；在線監(jiān)測系統(tǒng)煙氣污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)(cems)是實時、連續(xù)監(jiān)測污染物參數(shù)的系統(tǒng)，主要監(jiān)測煙氣中的顆粒物濃度（或濁度）、氣態(tài)污染物濃度（so2、nox、co、co2）、輔助參數(shù)（煙氣溫度、流速、氧量、濕度、壓力）等。顆粒物濃度監(jiān)測方法有激光透射法、激光反散射法及電荷感應(yīng)法，氣態(tài)污染物濃度監(jiān)測方法主要有完全抽取法、稀釋法、電化學(xué)法3種。在電力行業(yè)中，顆粒物監(jiān)測主要采用激光透射法，氣態(tài)污染物濃度監(jiān)測主要采用完全抽取法。1系統(tǒng)

2、組成及功能1.1系統(tǒng)組成 一個完整的cems主要包括顆粒物監(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)、氣源電源通訊等輔助設(shè)施子系統(tǒng)。1.2主要功能 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)主要對煙氣中的煙塵濁度進(jìn)行監(jiān)測，并通過試驗標(biāo)定轉(zhuǎn)換為煙氣濃度參數(shù)。氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要對煙氣中so2、nox、co、co2的濃度進(jìn)行監(jiān)測，常見的分析原理為紅外吸收法（或紫外吸收法）。煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)主要測試煙氣溫度、流速、壓力、濕度、氧量等參數(shù)，通過流速可以得出煙氣流量，同時根據(jù)煙氣溫度、壓力、濕度得出標(biāo)準(zhǔn)干煙氣量，通過氧量將濃度換算為規(guī)定過剩空氣系數(shù)下的濃度。系統(tǒng)控制子系統(tǒng)主要

3、對反吹、采樣進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)對信號采集、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并生成報表等。氣源為系統(tǒng)提供反吹氣體，電源為系統(tǒng)提供相應(yīng)電壓等級的電能，通訊系統(tǒng)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信等。2 設(shè)備選型應(yīng)注意的問題 目前電廠安裝的cems系統(tǒng)均由脫硫公司全權(quán)負(fù)責(zé)，已安裝的cems系統(tǒng)不能正常投運(yùn)的重要原因之一是cems選型中存在著各種不完善之處，因此選型時應(yīng)有針對性地從源頭進(jìn)行質(zhì)量控制。2.1監(jiān)測參數(shù)應(yīng)實用、全面標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測參數(shù)主要有8個，包括3個污染物參數(shù)（so2、nox、煙塵），3個濕流量參數(shù)（流速、溫度、壓力），2個換算參數(shù)（換算干基的濕度、折算濃度的氧量）。cems系統(tǒng)至少應(yīng)包括上述8個參數(shù)，但是在實際中

4、，設(shè)備廠家為了降低成本，在實際投標(biāo)中少一個或幾個參數(shù)的情況時有發(fā)生，例如沒有濕度測量裝置而規(guī)定一個數(shù)值，甚至部分系統(tǒng)沒有氧量測量裝置而人為地輸入一個值，這都不能真實反映煙氣中實際污染物的濃度值。而有的系統(tǒng)又多增加設(shè)備以測量參數(shù)，如目前流量計大多都有測量煙氣溫度參數(shù)的功能，而在cems系統(tǒng)中又額外增加熱電偶來測量溫度，增加了設(shè)備投資。2.2聯(lián)鎖保護(hù)及報警系統(tǒng)應(yīng)完善有的設(shè)備廠家為了能中標(biāo)，在標(biāo)書中將各種聯(lián)鎖保護(hù)功能加入很多，報警功能也很多，但在實施中根本未實現(xiàn)，或有些報警系統(tǒng)根本不需要。例如：當(dāng)采樣管線堵塞時樣氣流量降低造成采樣泵負(fù)荷加大，系統(tǒng)在無低流量報警或有低流量報警而無停泵聯(lián)鎖時，泵長期在低

5、流量下運(yùn)行而損壞。2.3儀表量程及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣應(yīng)根據(jù)實際情況選用某些煙氣分析儀表未結(jié)合實際選定量程。在已經(jīng)安裝cems系統(tǒng)的電廠，出現(xiàn)某些煙氣分析儀表因so2量程選擇偏低而無法正常監(jiān)測污染物濃度的問題，或某些分析儀表量程選擇偏高，如對于某些cfb鍋爐煙氣中nox濃度較低，一般為100 mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）左右，而分析儀表選擇的量程又偏大而造成監(jiān)測精度不高。對于校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣濃度，一般應(yīng)選滿量程的70%100%，而部分電廠標(biāo)準(zhǔn)氣濃度選擇過低或過高。如選擇過低則降低了系統(tǒng)值的準(zhǔn)確性，過高時又根本無法用此標(biāo)氣進(jìn)行標(biāo)定。2.4系統(tǒng)監(jiān)視畫面及組態(tài)由于cems標(biāo)準(zhǔn)中并未對上位機(jī)中的監(jiān)視畫面做出具體、詳

6、細(xì)的規(guī)定，所以各個設(shè)備廠家設(shè)計的cems的畫面水平差異很大。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用高級語言編程或采用組態(tài)軟件，兩種方式各有優(yōu)劣：采用高級語言編程方式報表功能較強(qiáng)，但當(dāng)系統(tǒng)配置變化時軟件修改不方便;采用組態(tài)軟件對配置變化后重新組態(tài)及修改非常方便,但對于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的報表功能相當(dāng)弱化。故應(yīng)根據(jù)實際情況選擇合適的方式。3安裝與調(diào)試3.1安裝安裝及調(diào)試質(zhì)量是cems良好運(yùn)行的基本保障。安裝主要包括煙道處的現(xiàn)場安裝及cems上位機(jī)間的安裝兩部分。現(xiàn)場的主要煙道上安裝濁度儀、煙氣采樣器、流量計或氧量計等，但由于現(xiàn)場條件比較惡劣，所以應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況將各設(shè)備安裝牢固、合理布局。cems間內(nèi)主要安裝機(jī)柜、電源箱、上位

7、機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)及標(biāo)準(zhǔn)氣等。在安裝中，還應(yīng)注意煙氣采樣儀、煙塵濁度儀以及流量計等的安裝位置、安裝角度等。如對于煙氣采樣儀，當(dāng)為水平煙道時，安裝采樣槍時應(yīng)向下傾斜一定的角度，并順向煙氣流的方向。對于煙塵濁度儀，由于采用一條線處的濁度來代表整個采樣斷面的濁度，要根據(jù)煙道具體情況來確定。當(dāng)煙道為垂直矩形煙道時安裝要求較低；若煙道為水平煙道，則一定要考慮煙塵的自然沉降對測試帶來的影響，一般根據(jù)經(jīng)驗選于煙道的中下部。除安裝位置外，采樣管線的懸吊、電氣接線、控制接線等也均應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如某些電廠系統(tǒng)中的電源線與控制線布于同一根電纜內(nèi)，這不僅會對控制信號產(chǎn)生干擾，還會帶來較大的安全問題，這是嚴(yán)格禁止的。3.2

8、調(diào)試主要對氣路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及控制通訊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。應(yīng)保證氣路內(nèi)通暢、無雜物、無漏氣，采樣泵運(yùn)行正常，采樣流量正常、可調(diào)，伴熱采樣線加熱正常，采樣器加熱正常。電源及控制系統(tǒng)查線后分體試上電，進(jìn)行控制及通訊系統(tǒng)的調(diào)試。各部分調(diào)試完畢后應(yīng)消缺，對分析儀校零、校標(biāo)，系統(tǒng)通樣氣試運(yùn)。4驗收 系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后必須經(jīng)過電廠等相關(guān)單位的驗收，使系統(tǒng)能夠正常移交使用單位。除了以上層面的驗收外，為保證設(shè)備的可用、實用，還需要對系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定或比對驗收，即單個在線監(jiān)測分析儀表雖然經(jīng)計量檢定，但系統(tǒng)仍是常規(guī)表計及相應(yīng)輔助設(shè)備的整體，還需要經(jīng)過標(biāo)定及比對試驗才能夠反映煙氣中污染物的真實值。例如煙塵數(shù)據(jù)只是以百分

9、比表示的濁度信號，不能反映出真實的排放濃度，還應(yīng)通過至少3個工況的比對試驗，以標(biāo)出濁度與濃度之間的關(guān)系。并且，煙氣污染物監(jiān)測也應(yīng)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行比對，以保證測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。由于電廠脫硫設(shè)施多采用總承包方式運(yùn)作，通過168小時運(yùn)行后整體移交電廠管理。忽視了對cems進(jìn)行單獨(dú)驗收工作，為以后的cems運(yùn)行、維護(hù)埋下了隱患。5運(yùn)行與維護(hù)5.1運(yùn)行運(yùn)行即系統(tǒng)的啟動、投運(yùn)與停機(jī)。系統(tǒng)啟動前首先應(yīng)投入采樣器加熱與伴熱采樣線加熱，達(dá)到要求的溫度后才能啟動機(jī)柜電源，以消除低溫腐蝕和由于溫度低樣氣含濕引起監(jiān)測數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)，甚至由于過高濕分的煙氣進(jìn)入分析儀表造成儀表的損壞。正常投運(yùn)后，應(yīng)

10、根據(jù)鍋爐及電除塵器的運(yùn)行狀態(tài)對cems系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，如當(dāng)鍋爐投油時，均應(yīng)將煙塵、煙氣采樣裝置從采樣狀態(tài)切換到反吹狀態(tài)；當(dāng)電除塵器運(yùn)行不佳或鍋爐吹灰時，煙塵、煙氣采樣裝置也應(yīng)切換到反吹狀態(tài)。根據(jù)季節(jié)的不同，可調(diào)整伴熱線的溫控裝置以調(diào)節(jié)伴熱溫度。另外，運(yùn)行中還應(yīng)注意分析儀表等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的正常合理性，為維護(hù)打下基礎(chǔ)。當(dāng)系統(tǒng)需停機(jī)時，不應(yīng)直接關(guān)閉電源，而應(yīng)該按關(guān)機(jī)程序進(jìn)行關(guān)機(jī)：先將采樣氣路排空，用壓縮空氣對伴熱采樣線進(jìn)行反吹以清除管線內(nèi)的殘余氣體，關(guān)閉氣路入口，關(guān)閉系統(tǒng)電源。對于煙塵采樣系統(tǒng)中的反吹氣系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)實際情況維持鏡片清洗或停運(yùn)。5.2維護(hù)主要應(yīng)對超細(xì)過濾器、蠕動泵、氣體流量計、采樣泵、采樣器、伴熱線加熱及溫控裝置、反吹系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，以保證cems正常、穩(wěn)定運(yùn)行。對于過濾器，應(yīng)根據(jù)煙道內(nèi)含塵濃度的狀況及時更換。對蠕動泵應(yīng)檢查其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)及排水狀況。根據(jù)氣體流量計顯示的流量變化判斷采樣泵的抽力情況，并根據(jù)需要更換泵膜?？傊瑧?yīng)加強(qiáng)cems各部分的維護(hù)，使問題解決在萌芽狀態(tài)。 煙氣污染物在線監(jiān)測系統(tǒng)提供了監(jiān)測煙氣中污染物的簡便、有效的方法，在煙氣脫硫系統(tǒng)中是不可