火電廠煙氣排放流場(chǎng)測(cè)試研究

趙士彬 沈建康 蔡同鋒

摘要：火電廠煙氣CEMS應(yīng)該安裝在能準(zhǔn)確可靠地連續(xù)監(jiān)測(cè)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(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處分別安裝了CMES儀表，由于受現(xiàn)場(chǎng)位置的限制，CEMS裝置二氧化硫及流速測(cè)點(diǎn)代表性差，測(cè)量精度較低，針對(duì)某電廠在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處煙氣流場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格測(cè)試及數(shù)據(jù)分析，找出相對(duì)穩(wěn)定的流場(chǎng)區(qū)域，提出選取合適位置的建議。

中圖分類號(hào)：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ/T75-2007 要求火電廠安裝CEMS在線監(jiān)測(cè)儀表，以達(dá)到對(duì)火電廠煙氣排放的在線監(jiān)控，并作為環(huán)保部門的管理依據(jù)，達(dá)到減排任務(wù)。火電廠的在線監(jiān)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(shè)備，受場(chǎng)地的限制，無法滿足（HJ/75-2007)中6.2.2的要求，“對(duì)于氣態(tài)污染物CEMS應(yīng)設(shè)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(shí)際操作中幾乎不可能在煙道上找到符合這些規(guī)范的監(jiān)測(cè)點(diǎn)位。這樣的測(cè)點(diǎn)位設(shè)置后，會(huì)導(dǎo)致在湍流的氣體影響下，特別是設(shè)在彎道下游的地方，顆粒物的采集和CEMS系統(tǒng)測(cè)定的結(jié)果偏差較大,比對(duì)準(zhǔn)確性較低。

本文結(jié)合xx火電廠xx臺(tái)330 MW 機(jī)組煙氣排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)的煙道布局現(xiàn)狀，通過對(duì)煙道斷面煙氣流速和SO2分布的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和通過數(shù)學(xué)模型技術(shù)分析，提出了出一套符合運(yùn)行監(jiān)控和選取合適位置的建議。

試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采用《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》HJ/T 75-2007和《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）。本次試驗(yàn)所采用測(cè)試儀器和儀表均已按規(guī)定經(jīng)過計(jì)量部門的檢驗(yàn)并已取得檢定證書，并在有效期內(nèi)。煙氣分析儀器在每次試驗(yàn)前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。本次所用的儀器為2臺(tái)全自動(dòng)煙塵測(cè)定儀嶗應(yīng)3012H,2臺(tái)testo350煙氣成份分析儀.

1測(cè)點(diǎn)布置及試驗(yàn)方法

1.1 測(cè)點(diǎn)布置：XX機(jī)組脫硫系統(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處的測(cè)量斷面和測(cè)孔數(shù)量均已按有關(guān)規(guī)定選擇和開設(shè)。由于某些測(cè)孔銹死無法打開，就沒有選用。

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

1.3 試驗(yàn)參數(shù)測(cè)量

1.3.1煙道靜壓及煙氣密度的測(cè)量

利用標(biāo)準(zhǔn)皮托管和Ｕ型管壓力計(jì)測(cè)出測(cè)量斷面處的煙道靜壓，利用上一步驟測(cè)出煙氣溫度，利用大氣壓力表測(cè)出大氣壓，根據(jù)這三個(gè)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出實(shí)際狀態(tài)的煙氣密度[1]。

1.3.2煙氣動(dòng)壓的測(cè)量

利用標(biāo)準(zhǔn)皮托管或靠背式皮托管和煙塵采樣儀中的差壓表可以測(cè)出煙氣的動(dòng)壓。

1.3.3煙氣流速的測(cè)量

利用上面步驟測(cè)出煙氣密度和動(dòng)壓值及已確定的檢定后皮托管系數(shù)（Kp）這三個(gè)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出煙氣流速。

2 試驗(yàn)工況

本次試驗(yàn)XX機(jī)組在277MW工況下測(cè)試，鍋爐運(yùn)行參數(shù)基本穩(wěn)定，燃燒穩(wěn)定，制粉系統(tǒng)能固定在一定方式下運(yùn)行，給粉均勻。送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)電流及擋板開度基本保持不變。試驗(yàn)前原煤倉(cāng)加滿煤，停止吹灰、排污、打焦等影響測(cè)試的操作，試驗(yàn)期間，鍋爐不投用助燃油，保持燃燒穩(wěn)定，維持空氣預(yù)熱器出口氧量基本不變，鍋爐排煙通暢。電除塵器各電場(chǎng)均正常投運(yùn)，高壓供電系統(tǒng)與低壓控制裝置均正常運(yùn)行，電除塵器進(jìn)出口煙道檢視孔、本體各電場(chǎng)人孔門和灰斗落灰管等處無大的漏風(fēng)現(xiàn)象。電除塵器陰陽(yáng)極振打系統(tǒng)正常運(yùn)行。試驗(yàn)前完成CEMS系統(tǒng)經(jīng)校零及標(biāo)定，整個(gè)標(biāo)定過程分兩步進(jìn)行，首先就所有在線儀表的零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，然后對(duì)其量程進(jìn)行標(biāo)定。

3 試驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià)

3.1煙氣流速流場(chǎng)檢測(cè)分析

3.2二氧化硫流場(chǎng)檢測(cè)分析

4 結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

由表3-1～表3-2可以看出：在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口第3個(gè)測(cè)孔中心區(qū)域、煙囪入口處第4測(cè)試孔中心區(qū)域煙氣流速相對(duì)具有代表性，建議在此范圍內(nèi)設(shè)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(tǒng)進(jìn)口第6個(gè)測(cè)孔中心區(qū)域；煙囪入口處第4個(gè)測(cè)孔中心區(qū)域SO2濃度相對(duì)具有代表性，建議在此范圍內(nèi)設(shè)置SO2取樣探頭。

4.2建議

4.2.1 針對(duì)大部分電廠脫硫煙道結(jié)構(gòu)和布局現(xiàn)狀，在鋼結(jié)構(gòu)煙道內(nèi)布置導(dǎo)流板可以有效改善煙氣流場(chǎng)分布的均勻性，從而有效提高流速及煙氣監(jiān)測(cè)的精度[2]。

4.2.2 煙囪內(nèi)一定高度以上的煙氣流為層流狀態(tài)，流速及煙氣分布較為均勻，在此處設(shè)置CEMS監(jiān)測(cè)點(diǎn)是較為理想的。目前江蘇省內(nèi)已經(jīng)要求火電廠在煙囪一定高度處新增CEMS測(cè)點(diǎn)，以便數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及代表性。

4.2.3在煙囪入口處煙道分別安裝數(shù)套流速儀監(jiān)測(cè)煙氣流速。該方法能有效解決單一流量?jī)x監(jiān)測(cè)煙氣流量精度差的問題，同時(shí)能滿足脫硫裝置運(yùn)行監(jiān)控和環(huán)保監(jiān)測(cè)的要求。

4.2.4 同時(shí)應(yīng)定期對(duì)CEMS監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和標(biāo)定，包括取樣探頭、濾芯器的清洗及更換，流量計(jì)與抽氣泵的清洗，保證儀器正常穩(wěn)定運(yùn)行。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì)．空氣和廢氣監(jiān)測(cè)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(cè)量方法研究.浙江電力.1007—188(2009)06—0017—03