煙氣CEMS系統在生活垃圾焚燒發電廠的應用

張鑫源

摘 要：目前，我國很多城市已經建立了生活垃圾焚燒發電廠，以此來處理日益增多的垃圾，但是在國家環保部門對燃料發電廠污染排放要求越來越高的環境下，要求生活垃圾焚燒發電廠必須要安裝煙氣CEMS系統。本文就重點介紹了煙氣CEMS系統在生活垃圾焚燒發電廠的具體應用。

關鍵詞：煙氣CEMS系統；生活垃圾焚燒；發電廠；應用

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）21-0100-02

引 言

隨著社會經濟的不斷發展，環境問題愈發嚴重，而治理環境也就成了我們工作中一個比較突出的問題，而在城市內建設生活垃圾焚燒發電廠也就成了必然的趨勢。發電廠要想對環境進行連續的監測，對其污染物的排放量進行科學的控制，目前比較可靠的方法就是采用煙氣CEMS系統。此種系統主要就是對發電廠排放出來的HCL、SO2、CO、CO2、NOx、煙塵等進行檢測，然后將檢測到的實時、準確、可靠的數據傳輸到相關的環保部門，進而對生活垃圾焚燒發電廠的污染排放量進行監測。另外，城市環境監管部門還對生活垃圾焚燒發電廠的煙氣進行了定時或者不定時的手工采樣對比，進一步保證生活垃圾焚燒發電廠的運行能夠達到國家的相關標準，即完全無污染達標排放運行。

1 煙氣CEMS系統概述

1.1 系統組成

煙氣CEMS系統是由顆粒物監測的子系統、氣態污染物監測的子系統（其中含O2以及CO2）、煙氣參數監測子系統以及數據采集和處理子系統組成。

1.2 技術要求

通過對生活垃圾焚燒發電廠排放出來的煙氣中的污染物的濃度、煙氣的溫度、煙氣的壓力、流速或者流量、煙氣的含水分量、煙氣的含氧量等的測量，實現對煙氣中污染物的排放量和排放率進行計算，進而將檢測中得到的參數以文檔、打印件、圖表等方式傳輸給相關的管理部門。

2 煙氣CEMS系統在生活垃圾焚燒發電廠的應用

2.1 煙氣組分測量

一般情況下，在對煙氣的組分進行測量時，通過1個測量濾光片和1個參比濾光片，有時也用氣體濾波器氣室等進行相互的組合后，對煙氣中的8個組分進行同時測量。通過測量就可以將會對本次測量結果產生干擾作用的組分從中剔除出去，通過內部處理之后的濾光氣室則能夠在測量工作中實現對多組分的掃描工作，光束信號的射頻形成了模式化的運行則可以通過切光輪來完成。將產生干擾的組分以相乘或者相加的方式進行處理，但是在這個過程中，為了提升系統運行的可靠性和數據的精確性，可以采用微處理器來對干擾組分進行扣除。①以相加的方式進行扣除，對于被測量的組分中所存在的一些重疊位置的干擾情況在進行扣除時，先要對與干擾組分相對應的波長進行測量，將產生的干擾值輸入在QE表中，進行組分扣除操作；②以相乘的方式進行扣除，如果吸光系統發生變化后，校正因子就會發揮出其作用將干擾組分進行扣除，然后將干擾組分的濃度數據輸入在乘法QE表中，進行組分扣除操作。對多種組分進行同時測量并且將其之間的組分參數進行扣除，能夠在很大程度上提高整體測量結果數據的精確度。

2.2 煙氣溫度、壓力、流量計、粉塵的測量和數據處理

在生活垃圾焚燒發電廠中，采用CEMS系統對煙氣的溫度、壓力等進行測量時，主要通過煙氣參數測量子系統完成，將測量出來的數據送入數據采集系統和控制系統進行處理。在進行煙道粉塵測量時，通過兩個安裝在現場測量煙道兩側的法蘭，用精密的自校準光學系統，在光投射原理的基礎上進行。此操作可以對煙道粉塵進行連續測量，從而直接輸出粉塵的濃度mg/m3值。由于超寬帶二極管的寬帶光譜產生的測量信號的光學鑒定，此次測量結果要比常規LED系統的測量結果穩定的多，并且還能自動進行調零、量程檢驗、污染校正等。

對于煙塵測量，目前，所采取的方法就是抽取法，就是從排放的煙氣中抽取一定量的煙塵濃度，其所產生的測量信號的強弱直接取決于所排放煙塵中的粉塵的濃度。此時，散射光信號的強度與粉塵的濃度呈正比例關系，所以，此時也就可以計算出所排放的煙塵的濃度。通過持續的加熱和空氣稀釋后，在測量池內對粉前散射量進行測量時，應遵循以下原理，使發射光源透過煙道，照射到煙塵粒子后，此時，被照射到的煙塵粒子就會散射出光的信號，并且其信號與煙塵的濃度成正比例關系，此時也就可以計算出粉塵的濃度。

CEMS系統一般是安裝在煙道的變徑處，也有的電廠安裝在了煙道的拐彎處，但是這兩種安裝方法在流量的測量方面，其結果均不理想，根據我國環保部門下發的相關文件，對普遍存在的煙氣流速（流量）等測量結果不準確的問題應按照相關的技術要去對采樣的點位進行調整，如果是不具備調整條件的，就需要更換成矩陣式的流速儀等新型的設備。目前，我國大部分的電廠改造中，有的電廠已經安裝了這種矩陣式的流速儀對煙氣的流量進行控制。其是將測量裝置直接安裝在煙道上，將測量煙氣流量的探頭插入到煙道中，一般是布置在距離煙道頂部500mm以下的區域或者距離煙道底部500mm以上的區域，當煙氣在煙道內流動時，由于迎風面取壓管的壓力比較高，這時產生的壓力也就是動力壓，這時與背風側取壓管內的靜壓就形成了極大的差壓。而煙道中煙氣的流速越快，這種差壓值也就越大。

2.3 采樣方式

在生活垃圾焚燒發電廠的CEMS系統中，采樣主要是通過PLC控制單元來實現的，PLC為系統提供了更加豐富的功能和更高的可靠性和擴展性。在CEMS系統中，PLC為其提供了各種模擬量和數字量的輸入和輸出信號，并通過軟件進行了深度處理，其主要功能就有在自動控制煙氣的抽取、自動為分析儀提供進行分析的樣氣。當進行多點測量時，可以對氣路的切換、采樣的排序以及采樣的周期進行控制。

3 CEMS系統的安裝與維護

目前，在CEMS系統的安裝方面，30萬機組和60萬機組的煙氣脫硫過程中，根據煙道的大小，一般都是布置32、48、64個檢測點，這些測點一般都是進行分組測量差壓值，就是將正壓側的測點連接在一起，將負壓側的測點連接在一起，用壓差變速器對煙氣的流量進行測量。

在CEMS系統維護方面，CEMS系統應長期保持在通電的狀態，保證管線和氣室的恒溫在180℃。為了防止儀器振動，發電廠應在就地設置CEMS系統屋，此CEMS系統屋的面積應在3×3m2以上，并且房屋的高度也應在3m以上。屋內應配備相應的空調和冬季用來采暖的設備，工作人員應將屋內的溫度控制在10～30℃，所配備的空調上應帶有來電后自動重啟的功能，屋內還應安裝上排風扇。對于CEMS系統各儀器設備所使用的工作電源應保證其均有良好的接地措施，并且接地電纜應選用4mm2以上的獨芯護套電纜，電纜的接地電阻在4Ω以下，不能與避雷線或者接地線公用。

4 結 語

CEMS系統軟件作為現場監控系統和數據管理中心，極大的提高了生活垃圾焚燒發電廠自身工藝的安全性能，其有效的改變了生活垃圾焚燒發電廠的工作效率，降低了電能的損耗，經過采集、分析、處理的數據，通過無線網能夠直接被發送到相關的環保部門，方便快捷，并且數據真實，大大的降低了大氣的污染率，為提高我們生存的生態環境做好了保障。

參考文獻

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收稿日期：2018-6-20