CEMS（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）在火電廠應(yīng)用中的重要性

1、    cems（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）在火電廠應(yīng)用中的重要性    陳陽(yáng)李愛【摘要】cems（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）在電廠中主要應(yīng)用與火力發(fā)電廠，用于對(duì)于氣體污染物和顆粒物的濃度進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)和信息收集工作。它具有十分重要的環(huán)保作用。本文將詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的發(fā)展歷程、工作原理、在火電廠中的具體應(yīng)用以及重要作用。【關(guān)鍵詞】cems；火電廠；重要性1 cems系統(tǒng)的發(fā)展國(guó)外從上個(gè)世紀(jì)五六十年代開始，就在化工廠、水泥廠和燃煤電站等裝置煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以監(jiān)控排放的污染物的濃度。能夠生產(chǎn)cems系統(tǒng)設(shè)備的廠家基本集中在英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也都以美國(guó)的

2、epa為基準(zhǔn)。直到六十年代末，美國(guó)發(fā)現(xiàn)了熒光檢測(cè)技術(shù)，德國(guó)設(shè)計(jì)了不透明度光學(xué)系統(tǒng)，以及環(huán)境分析儀和現(xiàn)場(chǎng)分析儀的發(fā)明都為cems技術(shù)的成熟奠定了基礎(chǔ)。于是，第一臺(tái)cems設(shè)備誕生于1971年的美國(guó)。1975年，美國(guó)制定了嚴(yán)格的系統(tǒng)性能技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于某些工廠的排放源頭予以強(qiáng)制性安裝cems的規(guī)范，就此該系統(tǒng)才逐漸的普及開來(lái)。隨后1990年的清潔空氣的法案的修整、1995年的酸雨計(jì)劃、2003年的氮氧化物排污交易計(jì)劃、2009年的清潔空氣州際法等一系列的法案的出臺(tái)或者修整都在逐步的完善了美國(guó)乃至世界的cems的應(yīng)用。2 cems系統(tǒng)工作原理cems（煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）用于連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)固定污染源的污染

3、物排放濃度。將儀器安裝在污染源上，實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)污染物的排放濃度和排放量，同時(shí)，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)控中心。該系統(tǒng)主要包括了4個(gè)子系統(tǒng)，分別是氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、顆粒污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)都有多種監(jiān)測(cè)測(cè)量技術(shù)，技術(shù)不同，工作原理和過程不同。下面將以氣態(tài)污染物和顆粒污染物的監(jiān)測(cè)為例，選擇一種方法作為代表進(jìn)行分析。氣態(tài)污染物的監(jiān)測(cè)采樣方式有，抽取采樣法和直接測(cè)量法，國(guó)內(nèi)電廠主要使用直接測(cè)量法。直接測(cè)量法又分為點(diǎn)測(cè)量和線測(cè)量?jī)煞N。點(diǎn)測(cè)量是將傳感器安裝在探頭端部，探頭直接插入煙道，使用電化學(xué)或光電傳感器來(lái)測(cè)量較小范圍內(nèi)的污染物濃度。線測(cè)量是將傳感器

4、和探頭直接安裝在煙道或者煙囪上，再利用光譜分析技術(shù)或者是激光技術(shù)來(lái)對(duì)被測(cè)物進(jìn)行長(zhǎng)距離直線型的在線測(cè)量。該項(xiàng)技術(shù)主要基于光譜學(xué)和光學(xué)，在cems系統(tǒng)中的使用占率約為10%。顆粒污染物的監(jiān)測(cè)中的方法有濁度法和光散射法，光散射法是國(guó)內(nèi)主要使用的方法，光學(xué)部分包括激光光源、功率控制、光電傳感、散射光接收部分。原理是激光器發(fā)出的650nm束以一個(gè)微小的角度射入排放源，激光束與煙塵粒子作用產(chǎn)生散射光，背向散射光通過接受系統(tǒng)進(jìn)入傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行處理。3 cems系統(tǒng)在各個(gè)工廠中的應(yīng)用cems系統(tǒng)的運(yùn)用十分廣泛，主要集中在城市的工廠。包括化工廠、水泥廠、發(fā)電廠等會(huì)產(chǎn)生空氣污染物的單位。在石油化工廠中，c

5、ems系統(tǒng)主要安裝在硫磺回收生產(chǎn)裝置煙氣排放口、動(dòng)力站鍋爐煙氣匯總排放口、催化裂化生產(chǎn)裝置煙氣排放口和常減壓生產(chǎn)裝置煙氣排放口。在這四個(gè)出口處對(duì)于污染氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在水泥廠中，cems系統(tǒng)主要安裝在窯尾回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)后煙道，對(duì)于在水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煙塵，以及會(huì)污染環(huán)境的氣體進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。cems（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）在火力發(fā)電廠中重要用于發(fā)電機(jī)組污染物排放的濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。主要是測(cè)量火電廠污染物中煙塵的濃度、二氧化硫的濃度、二氧化氮的濃度、氧的濃度等，以及煙氣的溫度、濕度、流量等。在火電廠中，cems系統(tǒng)主要運(yùn)用在脫硫工程的監(jiān)控和污染物排放過程的監(jiān)控。國(guó)內(nèi)的脫硫主要是濕法脫硫，是將石灰石粉

6、加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉(cāng)堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過除霧器除去霧滴，再經(jīng)過換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。當(dāng)二氧化硫的排放濃度較低時(shí)，則減少石灰石補(bǔ)給量。除了鍋爐內(nèi)，還可以用于鍋爐尾部煙氣的脫硫。通常安裝2套cems系統(tǒng)對(duì)原煙氣和凈煙氣分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)。4 cems系統(tǒng)在合

7、肥第二發(fā)電廠的投運(yùn)以合肥第二發(fā)電廠為例闡述cems系統(tǒng)在火電廠的投運(yùn)中的具體效果。合肥第二發(fā)電廠建于1997年，是一所中外合資投建的以燃煤為原料的火力發(fā)電廠。脫硫cems系統(tǒng)改造工程，采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，于2008年底開工建設(shè)，2009年09月先后通過168試運(yùn)，30日通過環(huán)保驗(yàn)收。 該發(fā)電廠除了給安徽合肥乃至周邊地區(qū)提供穩(wěn)定的供電之外，還屢次獲得國(guó)內(nèi)的重要獎(jiǎng)項(xiàng)，是該行業(yè)的典范。在污染物排放的處理上依靠cems系統(tǒng)技術(shù)一直符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于合肥城市空氣質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)起到了重要作用。合肥第二發(fā)廠一期二期工程從開始運(yùn)營(yíng)至今，沒有在污染物的排放上遭到國(guó)家的處罰，一直都嚴(yán)格遵照并且符合國(guó)家火

8、電廠廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，這其中，cems系統(tǒng)的運(yùn)用具有十分重要的作用。并且運(yùn)行多年一直很穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)問題，對(duì)于污染物濃度的監(jiān)控極其穩(wěn)定，不會(huì)造成嚴(yán)重的誤差。合肥多年來(lái)的空氣質(zhì)量一直在改善當(dāng)中，這和cems系統(tǒng)在相關(guān)工廠的裝配和運(yùn)用有必然關(guān)系。5 cems系統(tǒng)在火電廠中的重要性隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)用電和生活用電的總需求越來(lái)越多，也就是需要更多的發(fā)電廠來(lái)發(fā)電。但是我國(guó)目前礙于能源結(jié)構(gòu)的關(guān)系，傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠仍然占據(jù)主要地位?；鹆Πl(fā)電廠帶來(lái)的最大的問題就是污染嚴(yán)重。我國(guó)的空氣質(zhì)量每況愈下，尤其是北方，以煤炭燃料為主的城市，全年空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的天數(shù)占了絕大多數(shù)。所以這一問題已

9、經(jīng)到了必須解決的地步。cems（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）的運(yùn)用在一定程度有助于改善這一現(xiàn)狀。城市cems系統(tǒng)的使用的普及和常態(tài)化，可以正確的監(jiān)測(cè)火電廠在發(fā)電過程中排放的污染源中污染物的濃度和總量，從而通過煙氣凈化裝置進(jìn)行脫氮、脫硫、除塵等措施來(lái)降低乃至去除污染物濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)城市環(huán)境和空氣狀況。cems系統(tǒng)的重要作用就是監(jiān)測(cè)控制，保證城市內(nèi)所有的火電廠生產(chǎn)狀況都能夠在穩(wěn)定的監(jiān)控下進(jìn)行，讓管理層全面的、正確的掌握污染源的排放狀況。有助于為環(huán)保單位的決策提供技術(shù)幫助和參考，為國(guó)家對(duì)排污企業(yè)的控制和收費(fèi)提供依據(jù)，完全有利于生態(tài)城市的建設(shè)。cems系統(tǒng)按照測(cè)量方式劃分可以分為三類，分別是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、抽取式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和遙測(cè)系統(tǒng)。它打破了傳統(tǒng)的人力監(jiān)測(cè)方式帶來(lái)的弊端，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)節(jié)省了人力物力，同時(shí)也能保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量。以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在火電廠污染物排放濃度的監(jiān)測(cè)中也規(guī)避了人力監(jiān)測(cè)容易產(chǎn)生失誤的弊端，提高了監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。參考文