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中图分类号: TM62文献标识码:A 文章编号:
引言
国华台山发电厂位于广东省台山市南部铜鼓湾。一期建设5×600MW国产燃煤发电机组,其中1-2号机组排放是公用一个烟囱,烟气在线监系统测点位于烟囱70米平台。下面先简单介绍一下被测烟气的运行工况:锅炉引风机排出的原烟气,通过脱硫增压风机以及换热器降温后送入吸收塔,烟气与石灰石浆液接触混合进行化学反应,最后生成二水石膏。脱硫后的净烟气依次经过除雾器除去水滴,再经过烟气换热器加热升温后,经过烟气在线监测系统检测达到环保规定指标要求后,方可通过烟囱排入大气。
1. 烟气在线监测系统的安装
1.1测点的安装要求
根据HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》第6章规定中可知,有关烟气在线测量装置安装有如下要求:
1.1.1应优先选择在垂直管段和烟道负压区域。
1.1.2测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。对于颗粒物CEMS,应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不少于4倍烟道直径,以及距上游方向不少于2倍烟道直径处;对于气态污染物CEMS,应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不少于2倍烟道直径,以及距上游方向不少于0.5倍烟道直径处。
1.1.3测点位置要求:人工取样孔的位置在在烟气分析仪取样孔下游的500mm处,流速测量系统测点安装在烟气污染物下游300mm外,并尽安装在流速大于5m/s的位置。
1.2烟气在线监测系统的安装位置
烟气在线监测系统设备选择安装在烟囱70米平台,设备主机及数采仪和预处理设备均集中放置在一个3000×4000mm的环保间内。取样点在烟囱四周均匀对角分布,上下一共分为三层。第一层位于71.50M层,四个取样点分别为:湿度、压力、流速、湿氧,第二层位于72.50M层,四个取样点分别为:温度、气体污染物、烟尘(2个),第三层位于73.20M层,四个取样点均为人工监测取样点,便于接受环保监督监测使用。如下图所示:
1.3烟气在线监测系统的电气连接
烟气在线监测系统安装在烟囱70米平台,需从电子间铺设电源电缆,同时在线监测系统需要把测量结果的电信号传送回电子间,因此需要至电子间架设电源电缆桥架,并且需把设备运行参数反馈到电子间DCS柜。如下图所示:
2. 烟气在线监测系统的测量参数介绍
烟气污染物在线监测系统是实时、连续监测烟囱污染物排放量的系统,主要针对烟气中的烟尘(或浊度)、气态污染物浓度(SO2、NOx、CO、CO2、O2)、辅助参数(烟气温度、流速、湿度、压力、湿氧)等,从而计算电厂烟气污染物的排放量。见下图:
各测量点介绍如下:
2.1 烟气取样点
气体污染物取样点的取样探头为德国M&C 公司的20S2026 SP2200-H/C/I/BB/F型探头(规格:180℃ 230V.20S2026 SP2200-H/C/I/BB/F.316),取样伴热管路采用德国M&C公司的TYPE3-M型管路(220VAC 110瓦/米 最大长度30米 取样管Φ8mm)双路铺设提高仪表可靠性。设备本身自带压缩空气反吹功能,可保证设备长期稳定运行。
2.2 烟尘测量点
烟尘测量仪采用的是英国PCME公司生产的 LMS181型烟尘分析仪表,LMS181型分析仪表的测量原理如下:激光发射单元发射的激光束经过含有颗粒物的气流时,部分激光光束将被散射。通过镜面收集单元收集前向散射的激光并将其反射到石英棒,由石英棒将前散射光传到控制单元,控制单元接收到的散射光的能量与颗粒物浓度成正比,从而计算出被测气流的颗粒物浓度,由于仪表测量光路较短,仪表抗干扰能力强。
2.3烟气湿氧测点
烟气湿氧测点采用的是日本富士电机仪表公司生产的ZFK2型烟气湿氧分析仪表,ZFK2型分析仪表的测量原理如下:利用以氧化锆(ZrO2)为主要成分的固体电解质在高温下只能通过氧离子的导电特性,是以氧浓度差电池的原理为基础,测量被测气体与基准气体氧浓度之差所产生的电动势的氧传感器。此表烟气取样探头采用分流式,减少了探头及传感器堵塞的风险。
2.4烟气流量、温度测点
烟气流量、温度测点采用的是美国ESC公司的MDP 6500型集温度和流量一体的测流仪,MDP 6500型匀速管流量测量仪的测量原理如下:速管流量测量传感器是是基于皮托管测速原理发展而来的一种多点差压流量传感器。均速管与差压变送器、显示仪表、反吹装置配套使用,可实现对圆管、矩形管道中的烟气流量进行测量。一般情况下,烟道中的流速分布是不均匀的,为准确测量,将整个圆截面分为四个单元面积,两个半圆及两个半环。均速管正对流体方向有两对正压孔、它们分别处在各单元面积的中央,所测正压即反映了各单元面积内流速的大小。由于正压孔是相通的,各点正压值经过物理平均后,由正压引出管引至微差压变送器的正压接头;在均速管背向烟气流向一侧的中央设有一个负压孔,取出比实际静压低的负压力,由负压引出管引至微差压变送器的负压接头,由此微差压变送器能够获得均速管的正压和负压间之间的差压值。差压变送器所测得的差压值与流量的平方成正比,从而实现了对管道流量的测量。
2.5烟气分析系统
烟气的气体分析(SO2, NOX, O2)采样方法采用直接抽取加热法。气体分析器选用西门子公司生产的ULTRAMAT23多组分红外气体分析仪。测量原理:SO2、NOx测量采用NRIR不分光红外法;O2测量采用的是电化学法。
2.6其他测点
烟气的湿度及压力测点均采用西门子公司生产的湿度仪和绝压变送器,设备安装过程中注意汽水冷凝倒流进入设备情况,一般采用设备高于比取样点的安装方式。
3. 烟气在线监测系统定期校验
烟气在线监测系统投入使用后,燃料、除尘效率的变化、水份的影响、安装点的振动等都会造成测量系统的偏移和干扰,所以设备必须要做定期校验以保证设备运行的准确性。定期校验应做到:
3.1具有自动校准功能的烟尘测量仪和烟气分析系统每24小时至少自动校准一次 仪器零点和跨度;具有自动校准功能的流速 CMS 每24小时至少自动校准一次仪器的零点或/和跨度。
3.2无自动校准功能烟尘测量仪每3个月至少用校准装置校准一次仪器的零点和跨度。
3.3直接测量法烟气分析仪每30天至少用校准装置通入零气和接近烟气中污染物浓度的标准气体校准一次仪器的零点和工作点。
3.4无自动校准功能的烟气分析系统每15天至少用零气和接近烟气中污染物浓度的标准气体或校准装置校准一次仪器零点和工作点。
3.5无自动校准功能的流速系统每3个月至少校准一次仪器的零点或/和跨度。
3.6抽取式烟气分析系统每3个月至少进行一次全系统的校准,要求零气和标准气体 与样品气体通过的路径(如采样探头、过滤器、洗涤器、调节器)一致,进行零点和跨度、 线性误差和响应时间的检测。
[关键词]燃煤锅炉 烟气监测 氧量 一氧化碳
煤炭的消耗量受锅炉运行效率的直接影响,所以保证锅炉运行的效率能够使企业实现更大的经济价值。在锅炉燃烧的过程中,还需要对许多方面进行监控,例如:锅炉设备中,风粉因为分配不均,导致部分区域形成还原性氛围,水冷壁管受到快速的腐蚀,并形成结渣,或者使过热器、再热器的管壁温度过高,为了减少锅炉在运行的过程中氧化氮代谢产物的排放,需要让锅炉在低过量的空气中进行作业。所以,首先要优化锅炉的燃烧过程,对各种影响因素进行分析,让锅炉燃烧的效率得到优化,实现设备的高效运行。
一、锅炉热损失的控制
在锅炉的各种热损失中,只有两项损失可以得到控制,一是排烟,二是燃料没有得到完全燃烧。在锅炉内,燃料的燃烧受到过量空气的直接影响,如果能够将风粉的配比控制在一定的比例内,锅炉就能够在在低过量的空气中运行,从而减少排烟过程中造成的热损失,随着排烟温度有所降低,锅炉的总热损失也在减小,但是,空气量的减少会让燃烧的热损失有所增加,所以对锅炉燃烧的控制实际上就是将排烟的热损失、送风机的消耗和燃料不充分燃烧的损失进行协调,要想使锅炉设备获得更好的燃烧效率,需要对配风工况进行优化组织,对烟气中的化学成分进行精确的把握。
二、烟气中氧含量的检测
考虑到锅炉整体的热损失和过量空气之间的关系,还有氧量的重要性,将氧量作为锅炉燃烧过程中的重要控制参数是合理的。在锅炉燃烧过程中产生的烟气中,与二氧化碳相比,氧量还有比较显著的优点,及时锅炉内的燃料不同,但是如果在同等的过量空气下,氧气的变化较小,所以,无论燃烧的煤种如何变化,只要保证烟气中的氧气量足够稳定,就能够保证锅炉在稳定的过量空气下进行燃烧。另外,烟道如果有漏风的情况,就会对氧量的测量数据造成很大的影响,如果氧含量在3.5%,并且有5%的漏风,所测的氧量值就是4.5%,所以要设置好氧量测点,为了避免漏风引起的测量误差,应该将测点设置在炉壁的出口,但是该点的烟气温度过高,同时还伴随大量的飞灰,加上烟气的分层现象十分严重,想要得出准确的数据是十分困难的,所以测点只能设置在烟道的尾部,在大型的锅炉中,烟道的截面通常设置的较大,所以烟气无法进行均匀的混合,从而造成分层现象,随着时间的变化,锅炉的燃烧效率就会日益减少。所以如果想测得精确的氧量样品,就需要设置多个测点。据相关实验显示,大型锅炉需要在截面至少选取12个测点,才能够测得较为精确的数据,而且,就算测得数据并不能代表锅炉内其他部分的氧量数据,所以无法确定是否有还原性的区域。
三、改进烟气的检测方法
针对气态氟化物而言,为了减少不锈钢采样管对其吸附作用,可以采用石英采样管取代。石英采样管由两部分组成:一是内部取样管,一是保温套管,两管之间为真空状态,由于石英采样管的管径比传统的采样管要小,所以烟气的流速得到了提升,气态氟就不过过多的依附在管壁内。另外,石英管的真空空间能够很好的防止管内出现冷凝现象,同时,石英管还有一个最大的优势,就是在管内吸附的气态氟化物通过吸收液的冲洗,就能够进行等量的回收,从而能够减少气态氟的消耗。针对某大型锅炉进行监测,对比了不锈钢采样管和石英采样管对氟浓度的测定的影响。根据该表,可以看出,在相同的采样环境下,石英采样管更具备一定的优势,在其采样结果中,有0.58mg/m3的烟气为吸附态氟化物,占总量的15.76%。
表一 不同采样管对氟浓度测定的影响
为了减少采样管对氟化物的吸附作用,最佳的改良措施就是将皮管的长度缩短,当采样工作结束后,立刻使用吸收液和去离子水对其进行清洗,将洗涤液和吸收液进行混合,从而检测氟化物的浓度。
针对测定的结果会出现一定的偏差,我们可以采用实验的方式,对其进行分析,从而找出优化的措施。经结果表明,要想精确得到烟气中的氟浓度,应该保证抽气流量在1.5~2L/min;采样的实践应该控制在30~40min,如果小于30min就会导致测定结果的偏差。对于氟化物浓度的监测,其测量的方法对其也有一定的影响,为了避免这种影响,可以选用标准加入法,其测定的结果就会变得更加精确。
四、对二氧化硫、氮氧化物等物质的测定
在锅炉烟气的监测当中,对二氧化硫的检测是最为关键的,因为它的测定结果能够将锅炉中煤种含硫量的高低和脱硫装置的好坏直接反应出来。在监测的过程中应该注意以下几点:
其一,在进行现场勘测时,要将烟气的测验结果进行矫正,并将各传感器中的到期数据进行更换。
其二,在监测二氧化硫时,由于乳胶管对其的吸附力将强,所以导气管不能直接使用乳胶管,而是应该采用硅胶管进行加热。
其三,采用电位电解法来测定二氧化硫、氮氧化物以及一氧化碳的浓度平均值,不能够将瞬间测量到的数值作为污染物排放的数据。
五、结束语
综上所述,在对锅炉烟气进行检测的过程中,应该对每个环节做到严格的质量控制,运用合理、先进的手段获得更加精确的数据,使锅炉的运行更加有效,是企业获取更大的经济效益,才能更好的为环境管理出一份力。
参考文献:
[1]李俊,宋福胜,韩建书.固定污染源烟气排放连续监测系统现场校准装置的研制[J].中国计量,2013,(02).
[2]钟福长,李奉彪,王伟, 刘高鹏.闪速炉余热锅炉烟气在线监测分析系统――QT系列风炮式反吹扫烟气在线监测分析系统[J].有色冶金设计与研究,2011,(04).
[关键词]CEMS;NOx;倒挂
中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0067-01
一、背景介绍
我公司一期工程为两台2×600MW亚临界燃煤发电机组,分别为1号机组、2号机组。二期工程为两台2×660MW超临界燃煤发电机组,分别为3号机组、4号机组。3号机组于2009年3月投入商业运行,脱硝系统同主机同步建设,同时投入运行。脱硝选择性催化还原技术(以下简称SCR),同时配备了一套烟气在线监测系统(以下简称CEMS)。1、2、4号机组与2013年初陆续安装了脱硝装置,采用的也是SCR技术,同时配备了一套CEMS系统。每套脱硝CEMS系统共安装有4套烟气在线监测系统,用来测量脱硝系统A、B侧出、入口NOx、O2浓度。1、2、3号机组脱硝CEMS系统测量方法:NOx为直接抽取式红外差分光学吸收光谱法;O2为电化学法。4号机组脱硝CEMS系统测量方法:NOX为直接抽取式紫外差分光学吸收光谱法;O2为氧化锆法。
二、脱硝CEMS系统升级改造的必要性
1、原CEMS测量系统的缺点
(1)故障率
由于烟气取样系统即使全程敷设了伴热带,温度也达不到炉膛300多度的温度。因此烟气会在取样系统中结露成一小部分的水。烟气中氨气、SO2和水会发生反应生成亚硫酸氢氨。化学方程式为NH3+SO2+H2O――NH4++HSO34,2NH3+SO2+H2O――(NH4)2SO3。亚硫酸氢氨呈白色,会敷在测量池上形成一层白色的膜,大大降低了紫外差分光学的光谱能量,导致分析仪测量的NOX值不准。由于亚硫酸氢氨极易溶于水,这样就需要维护人员定期观察发现光谱能量值,发现降低时,用水清洗测量池。实践经验告诉我们,清洗时间大约间隔15天,这样一来大大降低了烟气在线监测数据的有效和准确性。
(2)故障处理时间
4号机组脱硝原CEMS测量系统没有烟气预处理系统,全程高温伴热180℃。系统出现故障时,为了防止高温烫伤先得停止加热,待冷却后方可动手处理。故障处理完,待温度达到设定180℃时,系统才开始工作,期间加热时间超过1小时。综合计算处理故障时间总计3个小时。大大降低了烟气在线监测数据的实时性。
2、仪表量程的选型
4号机组脱硝CEMS分析仪NOx物理量程为400mg/m3,当时国家火电厂大气污染物排放标准为NOx不大于100mg/m3。仪表量程和测量精度都符合并满足《火电厂烟气排放连续监测技术规范》。现阶段随着国家“十二五”绿色减排计划的日益跟进和国华电力绿色发电计划的实施,我厂大气污染物排放新的标准为NOx不大于80mg/m3,因此我们需要也有必要提高CEMS分析仪的NOx测量精度。我厂正常工况下锅炉烟气中NOx含量只有150mg/m3左右,因此选择NOx小量程、高精度的分析仪势在必行。
3、NOx倒挂问题
所谓NOx倒挂问题是指烟气在线监测系统中显示的脱硫系统出口NOx浓度略大于脱硝系统出口NOx浓度。脱硝系统投运以来,一直存在脱硫系统出口NOx浓度比脱硝系统出口浓度偏高的现象。对脱硫系统烟气分析仪通入标气后,显示准确,同样对脱硫系统烟气分析仪通入标气后显示也是准确的。每个季度河北省环境监测中心站出具的比对监测结果显示,脱硫净烟气NOx测量值均在误差允许的范围内。而在脱硝系统做试验时由河北省电研院对脱硝出口NOx测量值跟烟气在线监测系统测量值比较接近。经过长时间的测试、试验和比对,倒挂现象的原因为脱硝系统出口烟道较短,烟道内NOx混合不均匀,而CEMS测量的是烟道内某一点的NOx浓度,不具有代表性。
由于国家环保局在线监测的数据是以脱硫出口烟气NOx浓度为标准,而我厂是以脱硝出口NOx浓度来调节喷氨量。这样就会出现由于调节不及时导致脱硝出口NOx浓度没有超标而脱硫出口NOx浓度超标的现象。这个问题长期以来一直困扰着运行人员。所以脱硫系统出口NOx与脱硝系统出口NOx倒挂的现象有必要进行解决。
结合以上三点分析,脱硝烟气在线监测系统升级改造势在必行。
三、脱硝烟气在线监测系统升级改造的实施
1、减少CEMS测量系统的故障率
脱硝CEMS系统增加一套烟气取样冷却装置,即冷凝器和蠕动泵。冷凝器的功能为给烟气降温和出去烟气中的水分,蠕动泵的功能是将冷凝器产生的水排走。将冷凝器安装在烟气取样管线进入分析柜入口处,保证烟气第一流程先经过冷凝器。从而使烟气中少量的亚硫酸氢氨溶于水后排走,不会在污染测量池。烟气经过冷凝后温度降低,如果出现故障时可以及时上手处理不会耽误故障处理时间。
2、提高仪表精度
上文提到我厂正常工况下锅炉烟气中NOx含量只有150mg/m3左右,因此选择了NOx浓度量程为0―300最为合适。
3、解决NOx倒挂问题
在空预器入口的水平烟道顶部取样,抽入4根取样管后将烟气汇合到母管。母管接入空气预热器的出口烟道。利用烟道的压力差,使得烟气自然流动。在母管上安装烟气采样探头,用来测量。由于插入了4根采样管,且每根采样管上均开有3个小孔,这种采样方式将使得烟气的混合将更加均匀。测量值更具有代表性。改造后倒挂现象消失。
四、脱硝烟气在线监测系统升级改造后的成效
自1月份4号机组脱硝烟气在线监测系统升级改造后,CEMS系统运行稳定,0故障率。脱硫系统出口NOx与脱硝系统出口NOx浓度基本一致,倒挂现象消失。
蓝色曲线为脱硫出口NOx浓度,紫色曲线为A反应器出口NOx浓度,黄色曲线为A反应器出口NOx浓度。
参考文献
[1] 沧东电厂运行规程.
【关键词】火电厂;烟气排放连续监测装置;现状;对策
一、引言
在火电厂的日常工作中,对排放烟气的二氧化以及颗粒物进行监测是现阶段我国火电厂的重要工作,而如果要做好这项工作,必须对火电厂中安装相关的烟气排放监测系统,该系统的安装不仅就可以对火电厂的烟气排放物进行动态的监测,可以全面的反映出空气的质量,为环保部门提供有益的依据。烟气排放系统是火电厂中脱硫装置运行的重要辅助工具,也是对机组污染物进行在线监控的仪表,在我国的火力发电厂中已经得到了广泛的应用。烟气排放连续监测系统可以对火电厂排放的烟气中的颗粒污染物、二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳等污染物的烟气温度、含氧量、温度、流速和压力进行全面的监测,该系统的安装不仅可以提高火力发电厂的运行经济性,减少火电厂对环境的污染,具有非常明显的经济效益和社会效益。就现阶段来看,我国多数的火电厂都是采用煤炭作为主要的燃料,在燃烧的过程中主要污染物就是二氧化硫,因此,必须加强对火电厂烟气脱硫工艺的研究已经成为火电厂发展中一个亟待解决的问题,但是,目前我国的火电厂烟气污染物的治理工作还存在着一些不足之处,在工作中也面临着各种困难,因此,加强对火电厂烟气排放连续监测装置的研究也是现阶段必须解决的问题之一。
二、火电厂烟气排放连续监测装置的现状
火电厂烟气排放连续监测装置最早来源于西方国家,约在上世纪80年代中期进入我国市场,但是,在进入我国市场之后,火电厂烟气排放连续监测装置并没有得到完备的发展,在各种客观和主观原因的影响之下,我国的火电厂烟气排放连续监测装置还处于初级发展阶段,对烟气的监测还并不能达到理想的效果,甚至有些火电厂还尚未设置烟气排放连续监测装置,即使有些火电厂已经设置了监测系统,但是很多设备都不能连续正常的使用,也无法通过环保部门的承认,这些情况都严重的影响了烟气的监测结果,这些不足之处出现的原因主要表现在以下几方面:
(一)烟气排放连续监测装置的采购难过“质量关”
目前,我国火电厂采购烟气排放连续监测装置主要通过单独招标采购、政府指定采购以及搭配采购的情况进行,如果为单独招标采购方式进行采购,一些火电厂往往难以认识到烟气排放连续监测装置的作用,在采购时没有注意到装置的质量,往往将价格作为第一考虑因素,就导致采购的装置不符合规范要求;如果为政府制定采购的模式,那么政府在指定采购产品时,往往不能全面的考虑到各类型火电厂的发展需求;如果使用搭配采购的采购模式,对于烟气排放连续监测装置的采购往往属于辅的采购,并不能得到有关部门的重视。以上的种种因素都导致烟气排放连续监测装置的采购难过“质量关”。
(二)烟气排放连续监测装置的售后系统难以满足标准要求
由于烟气排放连续监测装置的采购路径并不规范,因此,相关厂家的售后服务也难以满足装置运行的规定要求,很多监测装置的安装时间长、使用质量差,配件不足,在监测装置发生运行故障时,其零配件不能得到及时的更换,加上售后工作人员的工作水平参差不齐,这也严重的制约了烟气排放连续监测装置的正常使用。
(三)火电厂对烟气排放连续监测装置的重视程度不足
由于传统思想观念的影响,很多火电厂管理人员对烟气排放连续监测装置的重视程度不足,在火电厂内部并没有指定完善的管理体系,烟气排放连续监测装置的维修和保养主要由热工人员负责,而其数据的制作工作则由环保工作人员负责,热工人员与环保工作人员缺乏必要的沟通,就导致管理工作中出现的脱节的情况,除了事情往往无人负责,与此同时,烟气排放连续监测装置的很多管理人员都没有接受过专业系统的培训,专业技能水平和责任心不足,此外,国家环保部门对烟气排放连续监测装置的监测数据重视程度也不足,就导致烟气排放连续监测装置的发展停滞不前。
(四)烟气排放连续监测装置运行故障率高
目前,由于缺乏维护,燃烧的煤质差,烟气腐蚀性高、湿度大,这就导致监测系统的工作环境恶劣,不能达到标准规定的要求,加强停机重启率较高,这就导致火电厂的烟气排放连续监测装置系统在运行中的故障率高,这个问题也是装置运行中普遍存在的问题。
三、火电厂烟气排放连续监测装置的改进
烟气排放连续监测装置是监测烟气污染物的重要方式,也是保护环境的重要指标,但是,在现阶段下,我国的火电厂烟气排放连续监测装置还存在些许的不足,为了保证监测系统能够得到良心的运行,必须要做好相应的改进工作,这可以从以下几个方面做起:
(一)加强火电厂烟气排放连续监测装置的市场管理工作
为了促进火电厂烟气排放连续监测装置的发展,必须首先加强监测装置的市场管理工作,对于烟气排放连续监测系统的生产厂家进行全面的审查和监督,对于没有生产资质的厂家坚决拒绝监测系统入市,如果监测系统存在问题和不足,必须在第一时间要求生产厂家做好相关的整改工作,在招标的过程中,要做好源头的控制与管理工作,加强采购过程的管控工作,维护整个市场的公正、公平和公开,把握好火电厂烟气排放连续监测装置采购的“质量关”,从源头上杜绝质量问题的发生。
(二)加强火电厂烟气排放连续监测装置的安装调试管理工作
火电产烟气排放的环境大多非常恶劣,且排放连续监测装置的安装环境也都比较恶劣,而安装点位置的选择直接影响着监测装置测量数据的确切性,为此,在进行监测设备的安装之前,必须对设备安装的现场进行勘察工作,一般情况下,监测装置需要安装于污染物较为均匀的位置,这样,在该位置测得的数据才能全面的代表烟气中污染物的实际情况,此外,为了便于平时的维护和安装工作,烟气排放连续监测装置的安装位置应该留有足够的平台和空间,选择负压区进行安装,让工作平台可以在雨雪天气避免侵袭,此外,还需要安装空调,以保证工作环境的温度和湿度。
(三)建立完善的火电厂烟气排放连续监测装置管理体制
为了保证监测系统的监测效果,必须聘请专业的责任队伍进行火电厂烟气排放连续监测装置的日产管理工作,建立好完善的监测管理机制,做好监测装置的日常维护工作,与此同时,火电厂管理人员要加强对烟气排放连续监测装置维护工作人员的培训,不断提高工作人员的专业技能水平和责任意识。此外,要对烟气排放连续监测装置进行定期的监测,为此,可以聘请有专业技能的技术人员对火电厂的烟气排放连续监测装置进行全面的检查和维护,全面提高火电厂烟气排放连续监测装置的管理水平。
参考文献
[1]黄钟霆,龚道新,吴小平,邹霖.火电厂烟气在线监测系统存在的主要问题及进一步加强在线监测工作的建议[J].电力工程,2010(09)
关键词:烟气污染物排放总量自动监测系统;自动检测仪表;一炉一塔
中图分类号:X831 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2011)28-0036-02
贵溪发电有限责任公司2×30()Mw燃煤机组采用日本三菱重工的液柱塔湿式石灰石一石膏法烟气脱硫技术,采用一炉一塔的布置方式,由中电投远达环保工程有限公司总承包建设。两套脱硫装置完全对称,吸收塔里的浆液含有碳酸钙物质,其pH值为5~7,吸收塔的主要作用就是使用这种浆液除去烟气中的SO(sub)2(/sub)。#5,#6机组脱硫系统DCS采用上海自动化仪表公司提供的MAXDNA控制系统。烟气污染物排放总量自动监测系统由北京西克麦哈克仪器有限公司提供的SMC 9021M型。
烟气污染物排放的优劣是国家环保局对火力发电厂节能减排运行最重要的考核指标。一脱二的测量方式己不能满足当前节能减排的要求,于是对该系统进行了改造及优化,改进后达到预期的效果。
一、处理前存在的问题
贵溪发电有限公司#5,#6机组脱硫白投运以来,一直采用一脱二的测量方式(一台烟气污染物排放自动监测系统监测两台脱硫的烟气排放),存在的主要问题有:监测参数不准;波动大;校验时间长;一台脱硫烟气监测仪故障会影响到另一台脱硫烟气监测仪的监测;结构复杂,测量管路多,出现故障时不利于检查及处理工作;烟气监测控制系统没有安装旁路系统,样气流量过大,严重影响到分析仪的使用寿命等诸多问题。这些问题的主要原因是这种监测系统的整体设计不够合理,缺陷太多,发生粉尘堵管,水管露水等现象已是常事,导致测量故障频频发生。这不仅给节能减排带来了相当大的压力,在烟气监测系统出现故障后,会影响5号,6号炉所排放烟气的监测,使得这两个炉的烟气监测也不正常,数据也得不到正确的传输,最终导致环保压力也日趋增大。
二、影响烟气污染物排放自动监测装置不准确的因素分析
(一)因素分析泄漏对自动监测仪表监测不准的分析。自动监测装置是采用抽气泵对烟道的烟气进行负压抽气,测量管路有漏会导致抽气泵抽到空气,使自动监测仪表监测到的参数不准。
样气中的水分对自动监测仪表监测不准的分析。自动监测装置是高精密测量仪表,对样气中的水分是有很严格的要求,样气从取样探头到测量仪表柜内都使用自动加热装置,温度控制在130℃左右,样气经过冷凝器脱水后再进入测量仪表、温差较大,导致取样管路中的水分凝结成水珠进入表计。样气中所含的粉尘对自动监测仪表监测不准的分析。粉尘的累积容易堵塞取样管,过滤芯,导致抽气泵不能正常抽取到烟道中的样气,样气中的粉尘含量还会使两位三通电磁阀无法严密的密封,容易出现有串气的现象。
脱二的测量方式对自动监测仪表监测不准的分析。所谓“一脱二”的测量方式是指一台烟气污染物排放自动监测系统监测两台机组脱硫的烟气污染物的排放,一脱二的测量方式结构复杂,串联测量管路多,即一个接头腐蚀会影响到两台烟气污染物排放自动监测系统的测量,公用部件动作频繁,损坏率高,经常会出现漏气现象。
动泵对自动监测仪表监测不准的分析。冷凝器排水蠕动泵采用挤压排水的运行方式,对蠕动泵的橡皮软管质量要求较高,由于长时间挤压,容易使橡皮软管变形或破裂。如果不及时更换,冷凝器的排水蠕动受到影响,会出现漏水或者是水流不同等问题,进而影响测量结果。
热装置对自动监测仪表监测不准的分析。伴热装置能否正常加热,对整个取样管路的样气会产生直接影响,温差波动大,容易使管路结露。结露后取样管路不通畅,采样过程出现误差情况大大增加,导致自动监测仪表监测不准。
动监测仪表监测不准的自身原因分析。西克麦哈克自动监测分析仪(CEMS),测量精度达不到国家环保局的要求,长时问运行测量参数会自动漂移,校验时间长。这种精度不准确的主要原因是机组排放烟气时,监测系统的测量时间不满足国家要求的统一标准。国家的标准要求为:“每小时测量时间不得低于45分钟”。而现有机组的监测每小时还不足30分钟,在这种情况下,由于采取数据基数小,数据采集量不足,导致精度不准确。
工作人员操作对自动检测仪表监测不准的分析。在监测操作中,工作人员常常不能够对机组排烟的烟气含量做出正确的判断。这样在需要工作人员手动调整,测量等等人工操作时,不能做出正确的调整,或者是调整不及时,得不到正确的数据,最终导致烟气排放时排放污染物超标而监测失效的现象发生。
(二)影响自动监测仪表监测不准的因素排除
1.在烟气污染物排放自动监测系统正常运行的情况下,改为手动测量方式,堵塞取样管,经检查流量显示为零,排除由泄漏对自动监测仪表监测不准的影响。
2.更换探头过滤芯,对整个管路进行压缩空气吹扫,测量仪表显示的S02(200mg/m(sup)3(/sup)左右),N()(220mg/m(sup)3(/sup)左右)仍然偏低,O(sub)2(/sub)(10%左右波动)偏高,排除水分,粉尘对自动监测仪表监测不准的影响。
3.原伴热装置在正常运行情况下,温度显示50~C左右,更换整个取样管路的伴热装置,更换后的伴热装置温度显示为130℃左右,测量仪表显示的SO(sub)2(/sub)(200mg/m(sup)3(/sup)左右),N0(220mg/m(sup)3(/sup)左右)仍然偏低,O(sub)2(/sub)(10%左右波动)偏高,排除伴热装置对自动监测仪表监测不准的影响。
4.综合分析导致影响烟气污染物排放自动监测装置不准确的真正原因是“一脱二”的测量方式及自动监测仪表的自身的因素所致。抓住其本质缺陷,是我们进行改进的整体思路与针对整改目标。
三、自动监测仪表监测不准消除措施
经贵溪发电公司生技部、项目维护部专业技术人员共同讨论,决定对烟气污染物排放总量自动监测系统进行技术改造。在原来的基础上再加装一套烟气污染物排放总量自动监测装置(雪迪龙),其该系统是根据国家环保形势的需要而开发研制的,已通过国家环保总局仪器检测中心检测,根据使用需要的不同,可以选择不同的测量参数,并可以经过数据采集通讯装置,通过调制解调器将数据传送至环保行政主管部门,使用单位也可以进行远程的监测或接入DCS系统。
1.重新铺设电缆,取样管路至#5脱硫烟气污染物排放总量自动监测装置柜内。
2.加装8个信号隔离器,SO(sub)2(/sub),N0,O(sub)2(/sub),流速、湿度、温度、压力、颗粒物。每个信号隔离器分三路,分别传输到DCS运行监视;上位机数据保存,打印;环保局数据库。
3.由原来的西克麦哈克自动监测分析仪(CEMS)改为雪迪龙自动监测分析仪(ULTRAMAT23),PLC,上位机控制逻辑修改,下装。
4.加装单独自动反吹扫的两位三通电磁阀,增加样气流量旁路系统,管路优化。改造前系统图如图1,改造后及管路优化后系统如图2所示:
四、结论
贵溪发电有限公司#5,#6机组脱硫率趋势图,改造前趋势如图3所示,整改后趋势如图4所示:
图3改造前趋势图
图4改造后趋势图
改造后烟气污染物排放总量自动监测系统装置投入运行,达到预期的效果,#5,#6机组烟气脱硫后的脱硫率均能达到93%以上,最高达97%以上,完全达到国家环保局对电厂烟气污染物排放总量的要求。