煙氣分析儀在火電廠脫硫系統中的運用

任英

摘要 煙氣分析儀對脫硫后煙氣排放監測及工藝過程檢測的重要設備，本文重點介紹脫硫系統中煙氣分析儀系統的組成、安裝位置及要求、系統配置及要求等。

關鍵詞 脫硫煙氣分析儀；安裝位置；系統配置

近年來，霧霾越來越嚴重，形成霧霾的因素很多，其中，火電廠煙氣排放物占比較大，由此環保部門對火力發電大氣污染排放進行了規范，并出臺了煙氣排放監測要求規范——HJ/T75、HJ/T76等以及相關地方環保法規，要求火電廠必須配置排放物檢測設備（煙氣分析儀，CEMS）。該設備可對如下污染物進行連續監測，并將監測數據傳遞至相關機構：固態顆粒物濃度。

1煙氣分析儀（CEMS）系統的組成

火電廠排放物監測用煙氣分析儀主要包括：氣態污染物、顆粒物、煙氣流量監視測量系統，數據采集、傳輸和處理系統組成，其系統組成如圖1所示。氣態污染物監測系統的分析對象為SO2、NOx、O2、CO等氣態方式存在的污染物，常采用直接抽取采樣法（加熱管線法）進行連續監測，煙氣由采樣泵抽取，經由采樣探頭、過濾器、采樣管送至預處理系統，除塵、除濕后進入分析儀進行含量測量；煙氣流量監測系統的監測對象為流速、流量、壓力、溫度等，常采用濁度法或光散射法，根據吸收塔出口濕度大的特點，目前市面上常采用抽取加熱祛除大部分水分后再用激光散射的方法；目前常采用差壓法測量流速。

2煙氣分析儀（CEMS）在脫硫系統中的安裝位置及要求

每臺脫硫塔在吸收塔入口的原煙道和吸收塔出口凈煙道或煙囪（出口與環保排放監測系統合并的時候，具體安裝位置由環保部門確認）應分別安裝兩套煙氣連續監測裝置，監測點布置的一般原則：一般盡量安裝在煙氣振動幅度小，流場均勻，避免煙氣中水滴和水霧干擾的位置；優先選擇在垂直管段或煙道負壓區域；應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。

顆粒物CEmS監測點應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于2倍煙道直徑處；氣態污染物CEMS監測點應設置在距離彎頭、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倍煙道直徑處。

公式中矩形煙道的當量直徑D=2AB/A+B，式中，A、B為邊長。并在煙塵監測孔下游0.5m左右預留手工采樣孔，供校準使用，監測孔與手工采樣孔之間在不影響測量的前提下應盡可能靠近。

監測點及手工采樣孔處應設置安全平臺，蓋平臺面積應足夠充分，以便于監測以及日常維護活動。平臺高度高于要求時應安裝安全扶梯，且平臺寬度和爬梯寬度至少應滿足HJ/T75的要求。

在室外高空位置的煙氣分析儀系統必須采取避雷措施，做好接地，保證人身安全和儀器的運行安全，并應在煙氣分析儀系統工作區域提供永久性的電源。

3煙氣分析儀系統的配置及要求

煙氣分析儀系統脫硫入口設置SO2、O2、顆粒物監測點；脫硫出口設置SO2、O2監測點；環保排放監測系統（總出口）設置顆粒物、SO2、O2、NO2、溫度、煙壓、濕度、流量等監測點（以上測量參數根據地方環保要求不盡相同，且脫硫出口與環保排放監測系統可合成一套煙氣分析儀系統，具體要求以當地地方環保局要求為準）。當煙氣和脫硫后的排放煙氣進入吸收塔后，煙氣分析儀系統將測得的數據全部進入脫硫DCS中進行監視，保證對火電廠鍋爐的煙氣排放進行實時在線監測。同時，數據采集子系統（DAS）將監測數據以通訊方式或硬接線方式傳輸至環境保護監測站。配置用于環保數據監視的數據采集儀，與環保聯網用光纖及相關附件等軟硬件，實現與環保聯網。

分析設備（如分析儀表，氣體取樣冷卻器、自動冷凝液排放設備、校正設備）應安裝在裝有空調的操作室中。冷干法分析儀樣氣露點應在4℃以下。

分析設備應設計為操作全自動化，實現對校正、冷液排放的自動化操作。為了在壓力溫度等環境因素變化條件下保證設備精度，裝置應配備壓力、溫度補償功能。冷凝器的材料應為耐酸、耐腐蝕且不易破裂材料。CEMS裝置必須按照國家和地方的環保規范配置相應的各種測量組份和相應濃度的零氣和標氣等氣瓶。

系統應能滿足在最少90天運行不需要非日常維修的要求。輸出數據要滿足吸收系統對SO2控制所需信號的要求。系統應至少能夠在探頭失效及超出有效量程的情況下具有自我診斷功能，保證其正常使用。

同時，還要求對系統具有主要儀器設置故障報警，自動校正，滿量程校正功能。凡是與煙氣或校正氣接觸部件，均應采用耐腐蝕材料。CEMS數據處理系統應能對各分析儀表輸出的數據進行處理，并輸出業主所需的各種報告，如污染物排放的時報、日報等。

煙氣分析儀表的設置及各儀表的測量原理應能滿足各種運行工況下脫硫系統控制和環境監測的要求，測量精度應滿足相應要求。現場儀表選用考慮其測量介質的腐蝕性，并配備對取樣點的壓縮空氣吹掃和對采樣信號的校正、補償等措施。

校正及煙氣探頭應能在電廠工況下正常運行呢，配備吹掃設備以及防堵裝置。校正氣源應在兩倍與正常校正氣壓力下保證無泄漏。

4結論

煙氣分析儀系統是監測火電廠煙氣排放非常重要的設備。它將檢測數據上傳至環保監測平臺，使環保部門能夠對火電廠的煙氣排放進行實時監測，以控制污染物超標排放，防止空氣污染繼續惡化。它的存在對改善環境和提高空氣質量，保障人體健康具有重要意義。endprint