環(huán)保系統(tǒng)用煙氣在線儀表選型探討

孫平

摘 要：結(jié)合環(huán)保項(xiàng)目分析了檢測(cè)儀表的選型和運(yùn)行中存在的問(wèn)題，研究、探討了火電機(jī)組脫硫、脫硝、除塵系統(tǒng)所用監(jiān)測(cè)用儀表的選型和注意事項(xiàng)，并根據(jù)環(huán)保系統(tǒng)特征分析了運(yùn)行中可能出現(xiàn)的其他問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)辦法和關(guān)注點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：環(huán)保系統(tǒng)；儀表選型；脫硝；除塵

中圖分類(lèi)號(hào)：X701.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.10.147

2015-07，環(huán)保部總量司下發(fā)了《關(guān)于編制“十三五”燃煤電廠超低排放改造方案的通知》，稱(chēng)按照國(guó)辦最新要求和工作部署，要求在完成《燃煤節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》的基礎(chǔ)上，對(duì)燃煤電廠超低排放改造實(shí)施“提速擴(kuò)圍”，全國(guó)3.0×105 kW及以上燃煤機(jī)組和東部地區(qū)所有燃煤機(jī)組均需進(jìn)行超低排放改造。在這種情況下，配套環(huán)保設(shè)施主體升級(jí)，系統(tǒng)對(duì)CEMS儀表也提出了更高的要求，需要升級(jí)或者換型。

國(guó)內(nèi)大多數(shù)電力企業(yè)用污染物排放監(jiān)測(cè)裝置CEMS系統(tǒng)都依據(jù)《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 75—2003）和《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》）（HJ/T 76—2003）的要求采用了抽取式CEMS設(shè)備，但是，從整個(gè)環(huán)保系統(tǒng)的實(shí)際情況來(lái)看，這種設(shè)備的選型原則還需要從以下幾方面考慮。

1 CEMS儀表的配置

根據(jù)《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》第6.2部分要求，每臺(tái)機(jī)組的CEMS設(shè)備配置既可以安裝在單元機(jī)組的總煙囪上，也可以每臺(tái)機(jī)組的凈煙道各安裝一套相同的設(shè)備，測(cè)定值匯總后作為源排放結(jié)果。由于當(dāng)前各機(jī)組的環(huán)保設(shè)施涉及環(huán)保補(bǔ)貼計(jì)算，共用煙囪的機(jī)組在單機(jī)儀表異常時(shí)可能帶來(lái)額外的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，因此，建議在新改造工程中盡可能地將CEMS設(shè)備配置為單機(jī)單配，凈煙氣設(shè)備選用全組分、全參數(shù)配置。

當(dāng)前，電廠煙氣處理設(shè)施主要有脫硝系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、脫硫系統(tǒng)三大部分，根據(jù)檢測(cè)需要，各個(gè)系統(tǒng)的儀表選型要求是不同的。

脫硝系統(tǒng)處于煙氣處理設(shè)施的最前端，其檢測(cè)參數(shù)主要有O2、NOx。基于環(huán)保系統(tǒng)需要計(jì)算脫硝效率的要求，其儀表配置需要在脫硝系統(tǒng)前、后各安裝一套CEMS設(shè)備，其組分包含NOx、O2即可。

除塵系統(tǒng)一般位于脫硝系統(tǒng)和脫硫系統(tǒng)之間，隨著新式深度除塵技術(shù)的應(yīng)用，也有將系統(tǒng)安裝在脫硫系統(tǒng)之后的，比如部分濕式除塵設(shè)備就安裝在脫硫設(shè)備之后對(duì)煙氣進(jìn)行深度除塵處理。煙塵監(jiān)測(cè)一般作為獨(dú)立設(shè)備模塊進(jìn)行煙氣塵組分的分析，將結(jié)果信號(hào)傳送至CEMS的PLC進(jìn)行統(tǒng)一處理后外傳。根據(jù)《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》第6.2.6條內(nèi)容，煙塵檢測(cè)設(shè)備只要安裝在除塵系統(tǒng)之后的煙道即可。如果需要安裝在脫硫裝置之前，只需用參比結(jié)果修正。在濕法脫硫技術(shù)為主流脫硫技術(shù)的現(xiàn)狀下，凈煙氣煙塵測(cè)量受水分干擾的問(wèn)題不可避免，建議在設(shè)備選型階段避免和消除。國(guó)外的抽取式帶煙氣加熱預(yù)處理的煙塵分析系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟，由于近幾年國(guó)內(nèi)環(huán)保監(jiān)測(cè)要求的提高和超低排放項(xiàng)目的開(kāi)展，此類(lèi)設(shè)備也逐漸在國(guó)內(nèi)得以應(yīng)用。但就技術(shù)原理來(lái)說(shuō)，新設(shè)備只是在原有散射光測(cè)量原理的基礎(chǔ)上增加了加熱預(yù)處理模塊，將煙氣加熱到過(guò)熱態(tài)，然后進(jìn)行傳統(tǒng)的測(cè)量處理，其主要技術(shù)關(guān)注點(diǎn)是如何避免抽取管路的煙塵貼壁。如果管路過(guò)長(zhǎng)或者未采取控制措施，將直接導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低。

脫硫系統(tǒng)雖然根據(jù)技術(shù)方案的不同，系統(tǒng)配置有本質(zhì)的差別，但是由于其發(fā)展多年，監(jiān)測(cè)技術(shù)相對(duì)成熟。與脫硝系統(tǒng)一樣，為了計(jì)算脫硫效率，脫硫裝置出入口都需要安裝CEMS設(shè)備，其組分包含02、SO2即可。如果采用單機(jī)單配的方案，那么凈煙氣設(shè)備需采用全組分配置。

2 脫硝系統(tǒng)CEMS存在的問(wèn)題

超低排放指標(biāo)中NOx要求不超過(guò)35 mg/m?，因此，CEMS儀表要實(shí)現(xiàn)全程測(cè)量，其量程比就要達(dá)到10∶1以上，且實(shí)際運(yùn)行中對(duì)設(shè)備精度要求極高。而HJ/T 75—2007《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》第9.4的失控?cái)?shù)據(jù)判定方法顯然太過(guò)寬松，以此控制運(yùn)行工況會(huì)存在極大的超標(biāo)排放風(fēng)險(xiǎn)，因此，脫硝出口CMES設(shè)備建議選用雙量程的儀表配置。這種配置需要兼顧低值測(cè)量的精度要求和高值測(cè)量的量程要求，并將其切換點(diǎn)設(shè)置在高值量程的下限處。國(guó)內(nèi)主流的儀表廠家也開(kāi)發(fā)了相關(guān)產(chǎn)品，不僅可以在分析儀表內(nèi)集成雙測(cè)量單元，還可以根據(jù)測(cè)量結(jié)果自動(dòng)切換。

3 氨逃逸設(shè)備的選型

SCR脫硝裝置氨逃逸表測(cè)量不準(zhǔn)問(wèn)題普遍存在，主要表現(xiàn)為趨勢(shì)與工況不對(duì)應(yīng)、測(cè)量值為零、示值偏小等。這種情況直接導(dǎo)致氨逃逸率的監(jiān)測(cè)無(wú)法為脫硝系統(tǒng)運(yùn)行提供可靠的調(diào)整依據(jù)，也無(wú)法依據(jù)氨逃逸的監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。因此，氨逃逸表計(jì)的選用應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注SCR出口煙塵含量高、管道震動(dòng)、煙道膨脹不均等問(wèn)題的解決辦法。

現(xiàn)有氨逃逸設(shè)備可以采用對(duì)穿煙道的多孔固定桿組件提高儀表的對(duì)光效率。多孔連接桿一般為非標(biāo)準(zhǔn)配件，設(shè)備采購(gòu)或者改造時(shí)可關(guān)注這一改善措施。如果條件允許，采用多測(cè)點(diǎn)手段監(jiān)測(cè)。

抽取式氨逃逸分析儀表雖然避免了原位激光法測(cè)量設(shè)備單點(diǎn)取樣的缺陷，但存在取樣孔堵塞、樣氣結(jié)晶、氣體池性能不穩(wěn)定等問(wèn)題，選用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以上問(wèn)題的技術(shù)防范措施；抽取式儀表結(jié)合多點(diǎn)采樣設(shè)備能有效提高氨逃逸測(cè)量的準(zhǔn)確性。

氨逃逸監(jiān)測(cè)還需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題有SCR區(qū)氨氣反應(yīng)不均勻造成的空預(yù)器局部堵塞問(wèn)題，建議采取噴氨自動(dòng)優(yōu)化，煙道流場(chǎng)優(yōu)化，噴嘴、格柵調(diào)整等措施綜合治理，以提高整個(gè)反應(yīng)區(qū)的均勻性。

4 結(jié)論

本文結(jié)合超低排放項(xiàng)目對(duì)檢測(cè)儀表的選型和運(yùn)行中存在的部分問(wèn)題進(jìn)行了分析，但超低排放項(xiàng)目在還沒(méi)有普及之前，系統(tǒng)運(yùn)行中還可能出現(xiàn)其他問(wèn)題。為此，我們可以從項(xiàng)目初期規(guī)劃的角度入手，重點(diǎn)關(guān)注以下三個(gè)方面的問(wèn)題：①環(huán)保項(xiàng)目的技術(shù)指標(biāo)要按照相關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范、國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行。由于近幾年的排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了相關(guān)技術(shù)規(guī)范的更新速度，因此，在儀表選用上要結(jié)合實(shí)際，對(duì)所采用的儀表設(shè)備提出具體的技術(shù)要求，有前瞻性地避免設(shè)備過(guò)快淘汰。②要結(jié)合電廠環(huán)保監(jiān)測(cè)儀表的用途靈活選用監(jiān)測(cè)方法，比如調(diào)整控制用儀表需要重點(diǎn)關(guān)注儀表的快速性技術(shù)指標(biāo)。③監(jiān)測(cè)儀表只是環(huán)保系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控手段，在提高檢測(cè)儀表的準(zhǔn)確度和可靠性的同時(shí)，還需要從根本上解決脫硝系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題。為此，建議對(duì)鍋爐燃燒控制進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)煙氣流場(chǎng)均勻性指標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)或者在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化和及時(shí)調(diào)整。

〔編輯：劉曉芳〕