淺析煙氣監測系統在垃圾焚燒電廠中的應用

摘要：伴隨著經濟的發展和進步，我國的各項工程都在不斷提升當中，人們環保理念也在不斷的提升，垃圾焚燒發電這一領域就屬于我國環保行業較為新型的一個領域，而在這一領域中，煙氣排放系統連續監測系統屬于其中較為關鍵的一個部分，只有具備這一系統才能真正對污染物濃度以及煙氣排放總量進行在線監測、實時監測，本文主要對垃圾焚燒發電廠煙氣排放的連續監測系統進行了分析。

關鍵詞：垃圾焚燒;發電廠;煙氣排放;在線監測

在社會不斷發展過程中，城市化進程也在不斷的加劇，各個領域中無論是建設規模還是建設速度都有很大的提升，再加上我國工業化發展十分迅猛，致使我國生活垃圾也在不斷的增加，相關研究調查顯示，我國在2007年-2019年，城鎮垃圾清運量符合增速就已經達到了2.3%，并且在這5年內，每人每天平均能夠產生0.65公斤的生活垃圾。在這種情況下，垃圾焚燒發電廠的存在，就在很大程度上降低了垃圾圍城對城市造成的壓力，減少城市垃圾大量堆積這一現象，最終就能通過對垃圾的無害化及輕量化處理達到保護環境的目的。但是，在對垃圾進行焚燒的過程中，對其焚燒煙氣排放進行監控是必不可少的一個環節，這樣才能真正實現對垃圾的無污染處理，促進城鎮健康發展，為此，煙氣排放連續監測系統（CEMS）就顯得尤為的重要，實時的對煙氣進行監測工作，也就成了現代垃圾焚燒管理中備受關注的問題。

1. 煙氣排放連續監測系統相關概述

煙氣在線監測系統是由顆粒物檢測子系統、氣態污染物檢測子系統、煙氣參數監控子系統、數據采集和處理子系統四個主要的環節組成。在這一系統中，其主要的測量參數為氣態類的污染物，一般就是對于二氧化硫、氮氧化物，一氧化碳等物質進行測量，它們在空氣中以漂浮的狀態存在，對周圍的環境會形成非常大的影響，在應用過程中，這一系統能夠對200多種氣體濃度進行有效地監測[1]。

2. 在線監測系統的應用

2.1傅立葉變換紅外光譜分析儀

（1）FT-IR監測子系統，對于煙氣系統中氣態的污染物進行監測，對其濕度進行測量，例如H2O、NOx（NO2、NO、N2O）、HF、SO2、CO、HCl、NH3和CO2等。（2）監測子系統對于存在于煙氣中的固體顆粒物濃度要進行監測。（3）對子系統進行輔助監測的環節中，主要是對溫度、流量以及壓力的監測。（4）數據的采集和處理顧名思義對所采集的數據進行全過程的處理，從采集、處理再到存儲等，后期形成報表呈現出來。上面各種子系統中，FT-IR監測子系統占有非常重要的作用，技術應用方式也是最新的。

2.2多組分紅外分析儀

一般情況下，通過1個測量濾光片和1個參比濾光片或者氣體濾波器氣室等相互進行組合，通過對8個組分進行同時測量。產生干擾作用的組分能夠從最終結果中除掉。通過內部處理之后的濾光氣室能夠在測量中實現對多組分的掃描工作，光束信號的射頻形成模式化運行通過切光輪完成。

對產生干擾的組分通過相乘或者是相加的方式，為了提升其可靠性以及數據的精確程度，可以對干擾組分通過微處理器來進行扣除。（1）相加式扣除：對被測量的組分中存在的重疊位置干擾情況進行消除，對于干擾組分濃度相應對的波長進行測量，然后將產生的干擾值在QE表中進行輸入，扣除其組分。（2）相乘式扣除：如果吸光系統發生變化，干擾組分通過校正因子將其消除。然后將干擾組分濃度將其數據在乘法的QE表中并將干擾組分扣除。

3.煙氣排放連續監測系統選型設計

3.1工藝流程

垃圾焚燒發電廠在實際工作過程中，其流程主要是：運輸車將生活垃圾送入垃圾倉→利用抓斗和給料器將垃圾送入焚燒爐→焚燒爐煙氣經余熱鍋爐送煙氣處理系統→煙氣經煙囪排出。在對煙氣進行凈化處理的過程中，主要是采用“爐內SNCR+旋轉噴霧（半干法）+干法+活性炭噴射+袋式除塵器”作為處理工藝，同時還需要在含氧量檢測（省煤器出口）以及煙囪出口設置好相應的煙氣在線監測裝置。

3.2合理進行煙氣取樣操作

垃圾焚燒發電產煙氣排放過程中，本身就會存在HF、HCL這一類具有強酸性的氣體，而這一類氣體存在較強的腐蝕性，同時還含有大量的顆粒物，所以很容易出現堵塞取壓裝置的現象，針對這一現象，我們可以采用“高溫直接冷干抽取法+傅立葉紅外吸收”對煙氣氣體中的成分含量進行有效地測量。對于探頭內部則可以采用具有較高精度的SiC疏水過濾單元，這樣在進行操作的過程中，就能過濾掉大量的煙氣顆粒物，最終就能有效地避免采樣探頭出現堵塞[2]。

3.3合理選擇煙氣濃度計

在對一些濃度較高的煙塵進行測定的過程中，我們可以采用光吸收法測定法，這樣就能起到較為良好的效果，但是，對于一些濃度較低的煙塵，如果還是采用這一方法就會因為靈敏度較低而失去價值，所以在對煙氣濃度計進行選擇的過程中一定要保證其合理性。在為垃圾焚燒發電產進行煙氣濃度計進行選擇的過程中，我們可以使用激光散射煙塵濃度測量儀，這樣就能在煙道、煙囪內攝入一束激光，這個時候激光束與煙塵顆粒之間就會產生散射，并且散射光的強弱與煙塵的散射截面兩者之間的關系是成正比的，所以，一旦煙塵濃度升高，我們就會發現煙塵的散射截面成比例也就增大了，如果散射光增強，我們則可以對其強度進行測定，最終就能有效地算出煙塵中所存在的顆粒物濃度。

3.4合理選擇煙氣流量計

在這一系統中，對于煙氣流量計的選擇我們可以采用皮托管來進行測量，這樣就能同時對溫度、煙氣流速以及壓力進行有效地測量，這樣就能有效地減少煙道開孔。在應用煙氣流量計的過程中，其主要是應用在煙氣排放過程中，對溫度、煙氣流速以及壓力的連續監測，這一儀器存在較高的靈敏度和測量精度，測量結果大多是以4-20mA電流信號輸出的，所以將其應用在煙氣排放連續監測系統中有著較為顯著的作用。

3.5CEMS供電以及控制系統設計

在使用這一系統的過程中，其現場儀表測量數據會送到CEMS控制柜，之后則是由硬接線送至DCS系統，為了保證CEMS控制柜電源連續性以及穩定性，在對其進行設計的過程中，可以給CEMS控制柜供一路UPS電源，一次來供CEMS取樣伴熱用。

4.煙氣排放連續監測系統安裝與維護

在對CEMS進行安裝的過程中，安裝人員一定要嚴格按照相關安裝流程來進行安裝，在安裝過程中，針對于其安裝高度，可以將煙道負壓區域作為優先選擇，而在選擇這一安裝位置之后，其煙氣流速需要大于5m/s，同時還需要保證安裝直管段[3]。另外，在安裝過程中，還需要為煙道預留3個安裝孔，其一是為了流速法蘭測量孔;其二是為了探頭法蘭孔;其三則是為了煙塵法蘭測量孔，在預留過程中孔徑最好小于100mm。因此，在進行標定的過程中可以使用分析儀遠程自校準功能，這樣就能降低安裝標定的難度。

5.結語

綜上所述，垃圾焚燒發電廠作為環保類企業，如果在處理垃圾的過程中再造對環境造成污染，那么就違背了建設垃圾焚燒電廠的初衷。所以，在垃圾焚燒發電廠的所有子系統中，煙氣排放連續監測系統就顯得尤為重要，要想真正發揮出這一系統的作用，就一定要做好選型設計工作，確保該系統的有效性，最終才能真正實現垃圾焚燒發電廠的作用。

參考文獻

[1]王秀菊.煙氣排放連續監測系統的選型設計與分析[J].電氣應用，2010，36（7）：70-73.

[2]劉守盎.垃圾焚燒發電中的煙氣排放在線連續監測系統設計選型[J].有色冶金節能，2016，32（6）：58-61.

[3]胡利華，楊姝.垃圾焚燒電廠煙氣凈化系統效率分析[J].科技通報，2015，58（4）：58-60.

作者簡介

翟福森，男，漢，江蘇徐州，助理工程師，本科，單位：光大環保能源（沛縣）有限公司，研究方向：環境科學與工程