燃煤鍋爐CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
陜西卓宇佳創(chuàng)儀器儀表有限公司
2024-06-13 18:23:20






本系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成,其中氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的預(yù)處理單元、分析單元和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在機(jī)柜內(nèi),可以連續(xù)監(jiān)測(cè)二氧化硫濃度(SO2)、氮氧化物濃度(NOx)、氧含量(O2)等參數(shù)的濕基值、干基值和折算值,以及根據(jù)顆粒物(粉塵)濃度、煙氣溫度、壓力、流速等多項(xiàng)相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計(jì)排放率、排放總量等,并能對(duì)測(cè)量到的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理,具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送、遠(yuǎn)程故障診斷、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和圖形數(shù)據(jù)分析等功能,實(shí)現(xiàn)了工作現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)范圍廣、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、組網(wǎng)靈活、運(yùn)行成本低,同時(shí)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),組合方便,根據(jù)客戶需求有所增減;并且能夠與企業(yè)內(nèi)部的DCS和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊。


煙氣排放是環(huán)境監(jiān)測(cè)的重要組成部分,直接關(guān)系到空氣質(zhì)量和生態(tài)健康。為了滿足環(huán)保要求,煙氣CEMS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控?zé)煔馀欧拧H欢?,在?shí)際運(yùn)行中,煙氣CEMS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可能會(huì)遇到各種問(wèn)題。本文將匯總并分析這些常見(jiàn)問(wèn)題,同時(shí)提出相應(yīng)的規(guī)范要求和核查方法,以保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
一、采樣和預(yù)處理單元
1.1采樣點(diǎn)位
u常見(jiàn)問(wèn)題:
流速和顆粒物采樣點(diǎn)位于煙道彎頭、閥門、變徑管處、彎道或前后直管段不足。
影響:
這些位置流場(chǎng)不穩(wěn)定,流速和顆粒物濃度無(wú)規(guī)律劇烈波動(dòng)。
規(guī)范要求:
1.應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負(fù)壓區(qū)域。
2.距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑,距上述部件上游方向不小于兩倍煙道直徑處。
核查方法:
現(xiàn)場(chǎng)觀察。備注:采樣點(diǎn)位對(duì)氣態(tài)污染物的影響較小,但也應(yīng)盡量滿足HJ/T75—2007規(guī)范中“距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于兩倍煙道直徑,以及距上述部件上游方向不小于0.5倍煙道直徑處”的要求。
煙氣在線監(jiān)測(cè)采樣等安裝點(diǎn)位
u常見(jiàn)問(wèn)題:
采樣點(diǎn)設(shè)置在凈煙道,但旁路煙道未安裝煙氣流量和煙溫監(jiān)測(cè)裝置。
影響:
旁路開(kāi)啟情況無(wú)法有效監(jiān)控。
規(guī)范要求:
1.固定污染源煙氣凈化設(shè)備設(shè)置有旁路煙道時(shí),應(yīng)在旁路煙道內(nèi)安裝煙氣流量連續(xù)計(jì)量裝置。
2.應(yīng)在旁路煙道加裝煙氣溫度和流量采樣裝置。
核查方法:
1.現(xiàn)場(chǎng)觀察旁路煙道是否安裝了流量和煙溫測(cè)量裝置。
2.開(kāi)啟旁路,觀察DCS和CEMS上流量和煙溫變化情況,凈煙道流量應(yīng)下降,旁路流量應(yīng)上升,旁路煙溫應(yīng)接近原煙氣溫度。
備注:目前,許多燃煤電廠不設(shè)旁路或已取消旁路,不存在此問(wèn)題。但燒結(jié)機(jī)脫硫等仍設(shè)有旁路,需予以關(guān)注。
u常見(jiàn)問(wèn)題:
參比方法采樣孔設(shè)置在CEMS采樣孔上游,或距離CEMS采樣孔較遠(yuǎn)。
影響:
測(cè)定結(jié)果可比性差。
規(guī)范要求:
在煙氣CEMS監(jiān)測(cè)斷面下游應(yīng)預(yù)留參比方法采樣孔,采樣孔數(shù)目及采樣平臺(tái)等按《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》要求確定,以供參比方法測(cè)試使用。在互不影響測(cè)量的前提下,應(yīng)盡可能靠近。
核查方法:現(xiàn)場(chǎng)觀察。
備注:參比方法采樣孔與CEMS采樣孔距離一般控制在1米以內(nèi)。
u常見(jiàn)問(wèn)題:
顆粒物采樣孔設(shè)在氣態(tài)污染物采樣孔的上游。
影響:
顆粒物監(jiān)測(cè)時(shí)需連續(xù)吹掃,吹掃空氣會(huì)使氣態(tài)污染物被稀釋,監(jiān)測(cè)結(jié)果偏低。
核查方法:現(xiàn)場(chǎng)觀察。
備注:采樣孔的正確布置順序?yàn)椋貉責(zé)煔饬鲃?dòng)方向,依次布置氣態(tài)污染物、溫度壓力流速、顆粒物采樣孔。相互距離不小于0.5米。
1.2采樣管路
u常見(jiàn)問(wèn)題:
1.采樣管線未全程伴熱。
2.采樣探頭加熱溫度或采樣管線伴熱溫度不足。
影響:
導(dǎo)致采樣管內(nèi)煙氣溫度低于露點(diǎn),水汽結(jié)露,二氧化硫溶于水中,加大測(cè)量誤差,使測(cè)定結(jié)果偏低
核查方法:
1.觀察采樣管線,是否全程伴熱。
2.用手觸碰采樣管線,感覺(jué)是否有溫度異常偏低的部分。
3.檢查采樣管兩端,恒功率伴熱管是否預(yù)留1米伴熱帶。
4.檢查探頭加熱溫度(溫度顯示儀表在采樣探頭旁或分析儀機(jī)柜內(nèi)),一般加熱溫度不低于160℃。
5.檢查伴熱管伴熱溫度(溫度顯示儀表在分析儀機(jī)柜內(nèi)),一般伴熱溫度不低于120℃。
備注:
1.只有完全抽取法(包括熱濕法和冷干法)儀器使用伴熱管。稀釋抽取法不需要伴熱,但探頭需要加熱。
2.采樣探頭加熱溫度和伴熱管伴熱溫度需根據(jù)煙氣露點(diǎn)溫度確定,必須保證能夠?qū)煔饧訜岬铰饵c(diǎn)溫度以上。對(duì)垃圾焚燒尾氣等露點(diǎn)溫度較高的煙氣,采樣探頭加熱溫度和伴熱管溫度宜設(shè)置更高的溫度,一般不低于180℃。
3.根據(jù)對(duì)某型伴熱管實(shí)際試驗(yàn),裸露管段長(zhǎng)在30厘米時(shí),煙氣溫度降低可達(dá)70℃左右;裸露管段長(zhǎng)在60厘米時(shí),可達(dá)90℃左右。也就是說(shuō),裸露管段長(zhǎng)度超過(guò)60厘米時(shí),煙氣溫度已經(jīng)降低至接近室溫。在此過(guò)程中,將產(chǎn)生大量冷凝水,吸收煙氣中的二氧化硫,使測(cè)定結(jié)果偏低。在二氧化硫濃度較低時(shí),對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響更大(如普通濕法脫硫煙氣濃度低于50ppm時(shí),二氧化硫損失率可達(dá)10%甚至更高)。因此,在安裝過(guò)程中,應(yīng)盡量縮短采樣管裸露管段的長(zhǎng)度。
冷凝器(三級(jí)過(guò)濾二級(jí)冷凝)
u常見(jiàn)問(wèn)題:
采樣管形成U型管段。
影響:
冷凝水易蓄積在U型管段,加大測(cè)量誤差,使氣態(tài)污染物測(cè)定結(jié)果偏低。
核查方法:
現(xiàn)場(chǎng)觀察。
1.3預(yù)處理
u常見(jiàn)問(wèn)題:
顆粒物測(cè)量?jī)x鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭未正常反吹。
影響:
不正常反吹將導(dǎo)致顆粒物測(cè)試儀鏡片污染,使?jié)舛绕?;氣態(tài)污染物采樣探頭和皮托管探頭堵塞,數(shù)據(jù)異常,嚴(yán)重時(shí)設(shè)備無(wú)法運(yùn)行。
核查方法:
1.觀察平臺(tái)上顆粒物測(cè)量?jī)x反吹風(fēng)機(jī)葉片是否轉(zhuǎn)動(dòng),聽(tīng)風(fēng)機(jī)是否有運(yùn)轉(zhuǎn)的聲音,用手感覺(jué)風(fēng)機(jī)是否振動(dòng),判斷風(fēng)機(jī)是否正常運(yùn)行。
2.觀察平臺(tái)上氣態(tài)污染物探頭和皮托管探頭反吹管是否正常連接,平臺(tái)上反吹氣閥門是否打開(kāi)。
3.觀察監(jiān)測(cè)站房?jī)?nèi)或平臺(tái)上反吹氣源壓力表,壓力一般在0.4~0.7MPa。
備注:
1.需反吹的部件包括3個(gè):顆粒物測(cè)量?jī)x鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭。
2.顆粒物測(cè)量?jī)x鏡片采用連續(xù)反吹。
3.氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭為脈沖式反吹,反吹周期一般為4~8小時(shí),每次反吹時(shí)間為2~5分鐘。
4.氣態(tài)污染物探頭反吹時(shí),二氧化硫和氮氧化物濃度降低,氧含量增高。
5.皮托管全壓反吹時(shí),壓力顯示為滿量程。靜壓反吹時(shí),壓力顯示為零。
6.目前一般均對(duì)反吹時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了屏蔽。如屏蔽,在CEMS和DCS歷史數(shù)據(jù)中查詢分鐘數(shù)據(jù)時(shí),可觀察到反吹期間濃度、流速保持一固定值(如前5分鐘均值)。如未屏蔽,可觀察到有二氧化硫和氮氧化物濃度、流速(靜壓反吹)周期性波谷,氧含量、流速(全壓反吹)周期性波峰。
7.反吹氣源一般由監(jiān)測(cè)站房?jī)?nèi)的空壓機(jī)提供,壓縮空氣經(jīng)管路輸送至平臺(tái)后分3路,分別供給顆粒物測(cè)量?jī)x鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭進(jìn)行反吹。
部分企業(yè)有自備氣源,不需配備空壓機(jī)。部分顆粒物測(cè)量?jī)x鏡片吹掃由平臺(tái)上風(fēng)機(jī)直接反吹。反吹氣源壓力在0.4~0.7MPa。
u常見(jiàn)問(wèn)題:
氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)濾芯、預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)濾芯長(zhǎng)期未更換,導(dǎo)致濾芯失效。
影響:
濾芯堵塞,導(dǎo)致采樣流量降低,嚴(yán)重時(shí)設(shè)備無(wú)法運(yùn)行。
規(guī)范要求:
一般不超過(guò)3個(gè)月更換一次采樣探頭濾芯。
核查方法:
1.查看氣態(tài)污染物采樣探頭濾芯表面是否粉塵過(guò)大。
2.查看機(jī)柜濾芯是否變形、變色,表面有無(wú)大量粉塵。
備注:被測(cè)氣體進(jìn)入分析儀表前,需過(guò)濾去除粉塵和水蒸氣,依次為:氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)的陶瓷或不銹鋼過(guò)濾器,預(yù)處理機(jī)柜內(nèi)1~2處過(guò)濾器。正常情況下,分析儀采樣流量一般在1~2L/分鐘。


煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)SO2、NOX、02、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速、濕度等多項(xiàng)相關(guān)參數(shù),并統(tǒng)計(jì)排放率、排放總量等。
系統(tǒng)由氣態(tài)污染物(SO2、NOX、02等)監(jiān)測(cè)、顆粒物監(jiān)測(cè)、煙氣參數(shù)(溫度、壓力、流速、濕度等)監(jiān)測(cè)及數(shù)據(jù)采集與處理4個(gè)必選子系統(tǒng)組成。
氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)采用抽取式冷凝法,其原理是利用紫外差分法測(cè)量煙氣中的SO2、NOX含量,通過(guò)電化學(xué)法測(cè)量濕氧含量,然后通過(guò)干濕轉(zhuǎn)化計(jì)算出SO2、NOX、02的干煙氣濃度。
顆粒物監(jiān)測(cè)采用激光后散射法,煙氣的溫度采用溫度傳感器測(cè)量,煙氣壓力采用壓力傳感器測(cè)量,煙氣流速采用皮托管測(cè)量;煙氣的濕度采用阻容法院里測(cè)量,將所有的測(cè)量信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
輸出處理系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送、遠(yuǎn)程故障診斷、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和圖形數(shù)據(jù)分析等功能,實(shí)現(xiàn)了工作現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,動(dòng)態(tài)范圍廣,實(shí)時(shí)性強(qiáng),組網(wǎng)靈活,運(yùn)行成本低,同時(shí)系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),組合方便,并且能夠完全滿足與企業(yè)內(nèi)部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊的要求。
監(jiān)測(cè)參數(shù):
在線監(jiān)測(cè)因子:SO2、NOX、O2、煙塵、溫度、壓力、流速、濕度
監(jiān)測(cè)方法:
煙氣采樣方法:抽取式冷干法
SO2、NOX監(jiān)測(cè)方法:紫外差分光學(xué)吸收光譜法
O2監(jiān)測(cè)方法:電化學(xué)法
煙塵測(cè)量方法:激光后散射法
溫度測(cè)量方法:溫度傳感器(鉑電阻)
壓力測(cè)量方法:壓力傳感器
流速測(cè)量方法:差壓法(皮托管)
濕度測(cè)量方法:阻容法




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關(guān)鍵詞:煙氣SO2、NOx在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),垃圾焚燒CEMS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),超低排放CEMS在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),CEMS九參數(shù)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
郭堃
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