火電廠煙氣排放流場測試研究

趙士彬 沈建康 蔡同鋒

摘要：火電廠煙氣CEMS應該安裝在能準確可靠地連續監測固定污染源煙氣排放狀況的有代表性的位置上，要求在脫硫系統進口及煙囪入口處分別安裝了CMES儀表，由于受現場位置的限制，CEMS裝置二氧化硫及流速測點代表性差，測量精度較低，針對某電廠在脫硫系統進口及煙囪入口處煙氣流場進行網格測試及數據分析，找出相對穩定的流場區域，提出選取合適位置的建議。

中圖分類號：X831 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》HJ/T75-2007 要求火電廠安裝CEMS在線監測儀表，以達到對火電廠煙氣排放的在線監控，并作為環保部門的管理依據，達到減排任務。火電廠的在線監控儀一般安裝在煙囪前的水平煙道上，由于大部分電廠后期加裝脫硫設備，受場地的限制，無法滿足（HJ/75-2007)中6.2.2的要求，“對于氣態污染物CEMS應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于2倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于0.5倍直徑處。”然而實際操作中幾乎不可能在煙道上找到符合這些規范的監測點位。這樣的測點位設置后，會導致在湍流的氣體影響下，特別是設在彎道下游的地方，顆粒物的采集和CEMS系統測定的結果偏差較大,比對準確性較低。

本文結合xx火電廠xx臺330 MW 機組煙氣排放監測點的煙道布局現狀，通過對煙道斷面煙氣流速和SO2分布的現場測試和通過數學模型技術分析，提出了出一套符合運行監控和選取合適位置的建議。

試驗依據標準采用《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》HJ/T 75-2007和《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）。本次試驗所采用測試儀器和儀表均已按規定經過計量部門的檢驗并已取得檢定證書，并在有效期內。煙氣分析儀器在每次試驗前進行現場校準。本次所用的儀器為2臺全自動煙塵測定儀嶗應3012H,2臺testo350煙氣成份分析儀.

1測點布置及試驗方法

1.1 測點布置：XX機組脫硫系統進口及煙囪入口處的測量斷面和測孔數量均已按有關規定選擇和開設。由于某些測孔銹死無法打開，就沒有選用。

1.2 測量方法：《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）；

1.3 試驗參數測量

1.3.1煙道靜壓及煙氣密度的測量

利用標準皮托管和Ｕ型管壓力計測出測量斷面處的煙道靜壓，利用上一步驟測出煙氣溫度，利用大氣壓力表測出大氣壓，根據這三個數據可以計算出實際狀態的煙氣密度[1]。

1.3.2煙氣動壓的測量

利用標準皮托管或靠背式皮托管和煙塵采樣儀中的差壓表可以測出煙氣的動壓。

1.3.3煙氣流速的測量

利用上面步驟測出煙氣密度和動壓值及已確定的檢定后皮托管系數（Kp）這三個數據可以計算出煙氣流速。

2 試驗工況

本次試驗XX機組在277MW工況下測試，鍋爐運行參數基本穩定，燃燒穩定，制粉系統能固定在一定方式下運行，給粉均勻。送風機、引風機電流及擋板開度基本保持不變。試驗前原煤倉加滿煤，停止吹灰、排污、打焦等影響測試的操作，試驗期間，鍋爐不投用助燃油，保持燃燒穩定，維持空氣預熱器出口氧量基本不變，鍋爐排煙通暢。電除塵器各電場均正常投運，高壓供電系統與低壓控制裝置均正常運行，電除塵器進出口煙道檢視孔、本體各電場人孔門和灰斗落灰管等處無大的漏風現象。電除塵器陰陽極振打系統正常運行。試驗前完成CEMS系統經校零及標定，整個標定過程分兩步進行，首先就所有在線儀表的零點進行標定，然后對其量程進行標定。

3 試驗結果及評價

3.1煙氣流速流場檢測分析

3.2二氧化硫流場檢測分析

4 結論與建議

4.1結論

由表3-1～表3-2可以看出：在脫硫系統進口第3個測孔中心區域、煙囪入口處第4測試孔中心區域煙氣流速相對具有代表性，建議在此范圍內設置煙氣流速取樣探頭；由表3-3～表3-4可以看出：在脫硫系統進口第6個測孔中心區域；煙囪入口處第4個測孔中心區域SO2濃度相對具有代表性，建議在此范圍內設置SO2取樣探頭。

4.2建議

4.2.1 針對大部分電廠脫硫煙道結構和布局現狀，在鋼結構煙道內布置導流板可以有效改善煙氣流場分布的均勻性，從而有效提高流速及煙氣監測的精度[2]。

4.2.2 煙囪內一定高度以上的煙氣流為層流狀態，流速及煙氣分布較為均勻，在此處設置CEMS監測點是較為理想的。目前江蘇省內已經要求火電廠在煙囪一定高度處新增CEMS測點，以便數據的準確性及代表性。

4.2.3在煙囪入口處煙道分別安裝數套流速儀監測煙氣流速。該方法能有效解決單一流量儀監測煙氣流量精度差的問題，同時能滿足脫硫裝置運行監控和環保監測的要求。

4.2.4 同時應定期對CEMS監測系統進行維護和標定，包括取樣探頭、濾芯器的清洗及更換，流量計與抽氣泵的清洗，保證儀器正常穩定運行。

5 參考文獻

[1] 國家環境保護總局《空氣和廢氣監測分析方法》編委會．空氣和廢氣監測分析方法[M].4版.2003.

[2] 王萬林,齊小娟.火電廠煙氣排放流量測量方法研究.浙江電力.1007—188(2009)06—0017—03