庆阳cems烟气在线监测

                         
              详细请联系西安聚能仪器              惠经理           壹叁零玖陆玖仵贰捌柒贰


概述：TR-9300在线监测系统是依据HJ/T75-2001《火电厂烟气连续监测技术规范》、HJ/T7*-2001《固定污染源排放连续监测系统技术要求及检测方法》为火力发电厂烟气全面连续监测控制系统（CEMS）设计。该系统由烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统组成，通过直接抽取加热采样方式，测定烟气中污染物浓度、烟气氧含量、烟气温度、压力、含水量及流量等烟气参数，并且显示与记录。通过在线监测CO、O2等成份量参与电厂锅炉经济运行控制，通过对脱硫装置前后SO2在线监测参与脱硫控制和监测，对节能增效发挥巨大作用。通过对CO、SO2、NOX的连续监测为控制污染提供依据。本系统具有安全可靠、取样真实、响应快、分析精度高、配置和选型优秀等诸多特点，实为高性能、高可靠性、低维护性的分析系统。
为满足我国日益严格的烟气监测需求，聚能公司基于自身在工业领域的丰富经验，推出专门面向环保行业的烟气分析全面解决方案，本方案主要用于火力发电厂、各种工业窑炉/锅炉、化学工业、钢铁烧结/炼钢厂、水泥工业、垃圾焚化厂、石油工业、其它工业过程中产生污染气体的固定排放源以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测。
锅炉的烟气监测，分为过程控制监测以及排污口污染物的监测
若是监测排污口污染物的浓度等参数的话，对于锅炉主要监测参数包括：SO2、NO、O2、烟气烟尘、烟气温度、烟气流量、烟气湿度、烟气压力这几项参数。监测上述参数的整套系统，在业内统称为烟气在线监测系统，并配合数据传输系统，后将数据上传到**进行备份。
一次仪表安装位置：烟道，具体位置现场定；所有安装在烟囱内或者烟囱上的或者提供烟气气路通道的CEMS 系统部件（包括气路管）均由耐腐蚀材料组成。?
系统组成?
我公司生产制造的CEMS系统是针对污染源烟气，用工业型仪器对其NOx / CO2 / CO / SO2 / O2含量、烟气流量、颗粒物、温度等进行连续测量。CEMS系统由以下四部分组成：?
1）.烟气成份连续监测系统?
2）.颗粒物浓度检测系统?
3）.流量检测系统?
锅炉燃烧过程中产生大量的烟气烟尘，其中有SO2、NOx等大气污染物，这些污染物排放到大气中，会形成酸雨等，严重破坏生态平衡，给人们的生活带来较大的不便。因此，减少锅炉烟气烟尘的排放量和降低废气的浓度是中国环保事业的重要组成部分。实行对锅炉烟气烟尘的监测是减少烟气烟尘排放的一项有效措施。
　1锅炉烟气烟尘监测的指标和流程
　　1.1监测的指标
　　烟气烟尘的监测指标有烟道气压力、烟尘速度和浓度、烟气过剩空气系数和漏风对热效应的影响等。
　　烟道气压力分为烟道静压和动压，监测时，根据监测孔位置的不同有吸入式烟道和压入式烟道，这两种情况下的烟道静压和动压一般均为负值。
　　烟尘浓度的监测一般采用重量法，等速采样，采样断面上的烟尘流速不应小于5 m/s。烟道中的烟气和烟尘的分布在实际情况下并不是理论上的均匀分布，而是会随着烟道直径的变化产生涡流现象，影响监测数据的分析。一般情况下，监测孔的位置是监测结果准确与否的重要决定因素。
　　锅炉中燃料燃烧过程中实际所用空气量与理论要用空气量的比值称为过剩空气系数。烟气空气过剩系数是用来衡量烟气燃烧所用的空气量是否适合，进而判断出燃料的燃烧情况，合适的空气过剩系数才能保证燃料完全燃烧，把各项热损失降为小。国标中规定燃煤锅炉的过剩空气系数为1.8，燃油燃气锅炉的过剩空气系数为1.2。过剩空气量约大，表示实际供给的空气量比燃料燃烧所需的理论空气量越大，炉膛里O2越充分，燃料燃烧就较充分。但是过剩空气系数过大，则因大量冷空气进入炉膛，炉膛温度就会下降，对燃烧反而不利;排烟损失也会增加，使锅炉热效率降低;烟气量增加，烟气携带的烟尘量也随之增加。所以，在实际运行中总希望排烟处的过剩空气系数在1.8以下，当然，由于设备状态不佳，运行水平低，实测时，过剩空气系数往往大于1.8，而且有的大得惊人。这是因为负荷低，炉排燃烧面小、大量冷空气从炉排窜入炉膛;鼓引风不匹配;再就是由锅炉尾部烟道或除尘器本身大量漏风所致。这都是不正常的，应在试验前加以消除。过剩空气系数合适说明燃料燃烧的较为完全，产生废气中的有害物质较少;系数偏低，说明燃料燃烧的不够充分，废气中CO和NOx等有害气体含量较高。
　　1.2烟气烟尘监测过程中重点事项
　　1.2.1采样前的准备
　　滤筒是监测工作的必要工具，放于烟道内用于捕尘，需要在采样前认真准备。对滤筒要求是筒壁要均匀，太厚、太薄或者筒壁有针状孔的要及时弃用。因为筒壁厚，在采样过程中阻力大，烟气烟尘粒子不容易被吸入;筒壁薄，强度较低，烟气烟尘通过时筒壁*破裂。常用玻璃纤维滤筒，同时监测过程中还必须有空白滤筒一直参与，用于参照，校正误差。
　　采样前还要对测试仪器进行全面仔细的检查，包括采样泵、传感器和显示器等。检查仪器的管路系统是否有漏气和堵塞的情况，若有问题应及时解决，以使监测工作顺利进行。
　　1.2.2监测点的选择
　　采样位置应该选在管道中气流平稳的垂直和水平管段中，避开断面形状发生急剧变化的管段和弯头处，切采样断面的气流不小于5 m/s。采样点数量的确定与采样断面的形状、大小以及断面处的气流大小有关。每一断面的测点数要根据规范尽量多布置，才能保证测量数据的精确性。比如远离弯头和断面均匀的部位，气流也比较均匀，可以少取一些监测点;而不得已只能在离弯头或者断面急剧变化的附近部位选区监测点时，要尽量多布置一些监测点，以保证得到较为精确的数据。
　　1.2.3温度和湿度的控制
　　烟气烟尘的温度和湿度也是监测过程中要重点得到的数据。温度的测量常采用采样枪在监测点处采样，将数据传至仪器进行分析。湿度的测量常用干湿球法，气体以一定的流速经过干湿球温度计，得到气体的温度，再根据监测点处的排气压力，可以计算出烟气烟尘中水分的含量，即湿度。
　　1.2.4流速的控制和采样
　　为了得到较为精确的数据，应该采用等速采样方法。所谓等速采样就是指气体进入采样嘴的速度等同于采样点处的烟气流速。等速采样的方法是针对烟道不同部位不同流速的情况采用不同的与之相符合的采样嘴，使不同流速的烟气流入采样嘴，流出等速的烟气。
　　当一切准备妥当就开始进行监测。首先把监测仪器进行调零，在采样管中装入称量好的滤筒，装上计算好的采样嘴，连接好管道，此时采样孔处于封闭状态。当气流趋于平稳，逐渐进入到采样状态，此时打开采样孔，依次使采样嘴对准气流方向，完成采样。采样结束后要将采样嘴反方向于气流方向，取出采样管，称量滤筒吸入的烟尘颗粒的质量，重新再测一次，若烟气流速和前次称量结果相差大于±20%，则样品作废。全部工作做完后，检查仪器是否完好并清洗干净。
　　若采样过程中发现含氧量过高的现象，可能是由锅炉系统出现了漏风或者引风量大引起的。应及时检查锅炉设备，对于漏风的情况，应对烟道系统采取密封措施，对于引风量大的情况，则要及时调换与锅炉相匹配的系统。
　　1.2.5数据记录及处理
　　监测工作准备过程中，要认真记录锅炉设备的型号、生产厂家、生产能力，环境的温度、湿度、气压和风速，烟道的直径和高度等;监测工作结束后要及时认真的记录下各个监测点的数据，并经检查无误后填入到相应表格中。表格的填写要严格遵守国家标准，保证监测数据的完整性、准确性和公正性。
　　2对烟气烟尘监测可能产生影响的因素
　　影响因素主要有监测环境、风量和设备的使用及维护。
　　烟气烟尘的监测要在规范规定的环境条件下进行，许多时候，监测场地、鼓风机以及阀门的位置不正确，监测数据就会失真。环境的温度、湿度等也会影响烟气烟尘的流速，使得实际监测数据偏离真实数据。风量的大小影响到烟道中气流的静压、和流速动压，影响到等速采样计算结果采样嘴的选择。
　　同样的设备、同样的环境条件，在不同的工作人员的操作下，得到的监测数据是不一样的。设备的使用年限、承载力的大小以及维护情况对监测数据的影响也是很大的。比如，当锅炉负荷*0%时，烟尘排放浓度是额定负荷时的30%;锅炉负荷80%的时候，烟尘排放浓度则升高至*5%。
　　3对锅炉烟气烟尘监测工作给出的一些建议
　　a) 锅炉的燃料要选用复合国家标准的燃煤种类，锅炉等燃烧设备应该选用符合国家环境评价要求的型号，监测开始**定做好准备工作，认真仔细地检查除尘设备的工作性能是否良好、烟道及气管是否有着良好的密闭性以及各种监测工具是否处于优秀工作状态;b) 监测部门要着力于监测环境的改善，比如监测过程中对环境温度、湿度以及气压的控制等;c) 监测部门要协同生产部门加强工作人员的专业素质以及职业道德的培养。锅炉工作人员专业水平高，其掌握燃料的使用量和引风量的合理性，空气过剩系数就接近于国家标准，燃料的燃烧就比较充分，烟气烟尘的排放量的浓度就接近于国家标准，监测过程中得到的数据也就越是精确，同时监测工作量也会大大降低。
　　4结语
　　锅炉烟气烟尘排放量及其浓度是关系到大气质量的关键因素，其监测也是中国**的基本的监测内容。锅炉烟气烟尘的监测工作不易实行，究其原因和锅炉型号的多样化、现场环境情况的复杂性以及工作人员的综合素质有关。但无论情况有多么复杂多变，监测工作都有1个统一的国家标准，即GB13271-2011锅炉烟尘监测方法。工作人员应该严格遵守国家标准，认真仔细的做好每一项细微的工作，保证监测结果的完整性、准确性和公正性。
随着环境保护的力度增大，烟气不仅要有脱硫装置，还必须安装脱硫烟气在线监测（CEMS）装置，对于CEMS，不是专业人员，是很难搞清楚的，其结构、运行原理有多种多样，为了能使大家在选择CEMS的时候，少走弯路，我用通俗易懂的语言，来解释清这个东西，给各位看客提供参考。
首先，我要说的是，CEMS装置，不是一个通用设备，也就是讲，什么样的锅炉设备、什么样的脱硫设备，应安装什么样的脱硫烟气在线监测（CEMS）装置，不能做“拾到篮里就是菜”的事。CEMS主要检测什么东西呢？二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx)、烟尘等三样东西。根据环保要求，二氧化硫（SO2）、烟尘是必测项目，由于绝大部分发电厂没有脱硝装置，所以氮氧化物（NOx)不作要求，但有的地区，为了计算氮氧化物的排污费，也有装氮氧化物装置的。
烟气的采样方法:有非抽取法和抽取法2种。非抽取+红外或紫外吸收法国外此类技术的早期产品出现在20世纪70年代末至80年代初,其技术简单,响应时间快,勿需抽气管线可直接实时测量湿基,缺点是探头易被烟尘堵塞,分析仪易污染;探头为开孔式,无法进行在线校标,精度差，后来英国Procal公司为首，改进了装置，但还是不太成熟，市场占有量低，国内较少数电厂使用，所以我不再谈了。我重点讲抽取法，抽取法分为直接抽取法和稀释抽取法。
直接抽取法是指脱硫后的烟气，通过某一装置，直接从烟道或烟囱里抽取浓烟，将浓烟来进行分析，得出SO2浓度的结果。其优点：欧洲技术,解决了烟气扰动问题,红外吸收法所用探头等设备价格相对*。此技术欧洲、日本发展较好。缺点：所抽取的烟气是浓烟，必须经过除尘、除湿(采样管加热)等预处理，维护工作复杂。当然，我认为主要的问题是，测量的为烟气干基，采样管线必须负压运行，但在锅炉实际运行过程中，是很难保证**的负压运行的，一旦出现正压，或采样管泄露，烟尘就会使采样管抽气口易堵塞，影响测定结果。所以，在这类选择使用直接抽取法的CEMS的时候，要充分考虑到自身的锅炉种类、脱硫设施的种类，锅炉运行负荷的情况等，要综合考虑，不能盲目地选择CEMS。我们常见的煤粉锅炉（循环流化床CFB锅炉）+布袋除尘（静电除尘）+石灰石-石膏法脱硫，使用直接抽取法CEMS，是完全可以的，因为布袋除尘、静电除尘比较可靠，排出烟尘微粒能有效地控制，并且采用此工艺的，一般都是大型锅炉，经过一次性设计，烟气负压设计也比较宽余，不象有的电厂通过改造后，增加的脱硫设施，可能会导致烟气负压偏小，这样，在运行过程中，烟气出现正压的概率就高了，*引起采样管抽气口易堵塞，影响测量的正确性。但现在有好多小电厂，使用的链条锅炉（抛煤锅炉）+碱法脱硫（用NAOH作脱硫药剂）+水膜除尘器，此类系统，小火电、小热电厂、或有废碱来源的大型热电厂，使用的较多。凡是使用这样工艺的电厂，我认为用直接抽取法的CEMS是不合适的。因为这类工艺的电厂，在运行中，水膜除尘器不能完全保证烟尘的颗粒度的排放，虽然国家还没有关于颗粒度具体排放的标准，但由于锅炉燃烧的煤炭种类，对于烟尘中的颗粒量有很重要的关系。一般而言，锅炉燃烧山西、陕西、内蒙等地区的煤炭，烟尘中的颗粒量较多，特别是燃用内水份（**5%）较高的内蒙煤炭，烟汽中占有大量的烟尘颗粒，我虽然没有进行科学地定量测定，但根据锅炉固体出渣量来对比，使用上述内蒙煤炭的烟尘中排出的粉尘是山东、徐州等东部煤炭的好几倍。如此多的烟尘，进入采样抽气管的概率就很高了。对于使用水膜除尘器的电厂来说，若采用直接抽取法的CEMS，是很不明智的。因为烟气经过水膜除尘器，由于水膜除尘器水量的变化，很多电厂水膜除尘器水接在的工业水母管上，当工业水母管水压的变化，会引起水膜除尘器进水量的变化，水量变化后，除尘效果也会发生变化。另外，还有好大部分热电厂，采用的是背压机运行方式，锅炉负荷变化较大，特别是在短时间内急加负荷的时候，经常能看到烟囱出黑烟，此时的烟气中灰尘颗粒量就巨大了，所以，有的采用直接抽取法的CEMS电厂，几乎一星期就要爬一次烟囱，去清理探头。并且还时常出现CEMS的显示数据不准，特别是烟尘的参数，（大多是用皮托管测量烟气流速）一旦堵了，会使烟尘的参数达几千，**标几十倍。所以直接抽取法的CEMS，对于小热电厂来说，是不适宜的。那说了半天，用什么类型的CEMS，才能合适这些小热电厂。这就是--稀释抽取+紫外荧光法。
稀释抽取法是美国技术，其优点是：将采的烟气样，加入洁净的空气稀释，这样一来，就降低了烟汽样品露点温度,解决了烟气冷凝水问题,一般情况下勿需跟踪加热采样管线,并解决了采样探头的腐蚀与堵塞问题,连续工作时间长。采样管线能在正压下工作,从而防止由于泄漏所引入的误差;经稀释的烟道气样品,可使气体浓度降低，使用灵敏度高的环境监测仪器完成分析;由于湿度未从样品中消除,测定的为湿基。缺点是：在检测过程中，响应时间稍长(<3min);干燥压缩空气纯度要求高,紫外荧光分析仪须进口,价格较贵。该技术在**市场占有率约为85%,在美国高达90%。所以，我认为，稀释抽取法的CEMS，是成熟的，特别适合恶劣的烟气环境，尤其是小热电厂，因为与小容量锅炉相匹配的简单碱法脱硫、水膜除尘等，合适不过了。因为稀释抽取法能正压运行，采样不堵灰，维护量小，我经过大量的走访，采用稀释抽取法的CEMS的故障率远低于采用直接抽取法的CEMS。


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