（大唐珲春发电厂 珲春市 133300）
摘要：随着现代社会不断发展，人们环保意识不断提高，大气污染问题受到越来越多的关注，并逐渐成为社会关注的重点问题。火力发电作为主要的电力生产模式，在我国有着广泛的应用，煤炭燃烧产生的二氧化硫等气体是主要的大气污染物。我国相关环保排放标准中，对于火电厂燃煤排放提出了的更高的要求，同时规定脱硫系统为烟气排放唯一渠道。笔者从火电厂超低排放湿法烟气脱硫入手，就其烟气连续监测仪表的选型及实际应用，发表几点看法，以供各位参考。
关键词：燃煤电厂；超低排放；湿法烟气脱硫系统；CEMS系统；应用
火力发电在我国有着较为广泛的应用，相关数据统计显示，火电厂数量约占我国发电厂总数量的50%，而电力行业耗煤量约占全国煤炭总消耗量的49.7%左右。火电厂燃煤排放是导致大气污染的重要原因之一。我国最新颁布的环保排放标准中，对于火电厂烟气排放提出了更高的要求，并规定了烟气必须经过脱硫系统排入大气。CEMS（烟气连续监测仪表）保持可靠稳定的运行状态，对于火电厂烟气排放控制，具有重要的现实意义。本文即围绕CEMS的选型及实际应用进行深入分析和探讨。
一、燃煤电厂超低排放相关概念概述
（一）烟气连续监测系统及超低排放湿法烟气脱硫
1、烟气连续监测CEMS系统
一般情况下，烟气连续监测系统由气态污染物、颗粒物、烟气参数三个监测单元以及一个数据采集与处理单元组成。CEMS系统主要用于检测气态污染物浓度、烟尘浓度以及烟气参数，其中烟气参数包括压力、温度、流量、流速以及二氧化碳浓度等，并相应完成烟气中污染物排放量的计算，最终通过数据采集与处理系统打印、显示各项计算参数、图表等，以供各管理部门参考使用。
2、超低排放湿法烟气脱硫CEMS系统
该系统主要分为脱硫装置入口和脱硫装置出口两个部分。前者主要负责二氧化硫、压力、温度、烟尘以及流量等数据的测量；后者则负责烟气二氧化硫浓度、压力、温度、NOX浓度、烟尘以及湿度等数据的测量。
烟气采样方法众多，包括直接抽取法、直接测量法以及稀释抽取法等。就火电厂CEMS系统而言，以直接抽取法为主。
（二）烟气中各项物质分析方法概述
1、SO2分析方法
目前常规用的SO2分析方法包括紫外吸收法、非分散红外吸收法、电导法、稀释紫外荧光法以及恒电位电解法等。紫外吸收法是一种借助二氧化硫对于紫外光谱特殊的吸收原理完成测定的方法；非分散红外吸收法是在二氧化硫吸收非分散性IR辐射的基础上完成测定的方法；稀释紫外荧光法则是紫外荧光法与稀释抽取的综合利用。
2、氮氧化物分析方法
氮氧化物测定分析方法包括恒电位电解法、非分散性红外吸收法以及稀释-化学发光法等。非分散性红外吸收法是指使用选择性监测器对NO进行测定，通过测定波长为5.3μm的红外线吸收了的实际变化量，确定NO浓度。如需测量NO2浓度，需先还原为NO再进行测量。
3、氧气分析方法
多数火电厂使用热磁法或电化学氧化锆法对烟气中含有的O2进行测量，部分火电厂选择电化学氧电池法进行测量。氧化锆法有两种形式，一种为直插式，另一种为抽出式。
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二、CEMS系统选型及实际应用分析
CEMS系统在实际应用过程中，其气态污染物测试量程应设置为多量程或双量程形式，其中低量程范围应控制在1.5~2.0倍相应污染物排放限值区间，高量程范围应控制在1.5~2.0倍原烟气区间。污染源处于正常排放状态下，则使用低量程进行测量，当污染物超出低量程区间上限值时，自动切换至高量程继续测量。
就CEMS系统选型而言，具有多种选择，包括离散式单组份分析仪、多组份分析仪以及模块化多组分分析仪等。综合CEMS系统成本等参考因素，现阶段我国火电厂以多组份分析仪为主，其优点在于故障修复简便，当系统发生故障时，维修人员仅需对单台分析仪进行处理，从而避免了很多不必要的维修操作，同时有效降低了设备维修成本。缺点是，如分析仪出现故障，则同时终止所有组分的分析，进而造成整套系统的瘫痪问题。
就烟尘测量而言，现阶段以抽取法为主，即从排放的烟气中直接抽取相应量的气尘浓度进行测量。抽取法测量信号的强弱程度与排放烟气中粉尘的实际浓度有着紧密的联系，其中散射光信号实际强度与烟尘浓度呈正比例关系，由此可完成对烟道中粉尘浓度的计算。
烟尘测量采样点通常安设于烟道变径处，部分采样点选择安装在烟道拐弯处，实际流量测量精准度较低。相关环保部标准规范中规定：针对一般性的烟气流量（流速）测量精准度不足问题，应根据相应的技术规范对采样点位进行调整，如调整条件不符合相关要求或不具备，则应更换矩阵式流速仪等科技设备。目前我国部分火电厂经过改造，已经使用矩阵式流量计对烟气流量进行测量。矩阵式流量计以类孔板原理为基础进行测量，一般情况下，在烟道上直接安装测量装置，烟气流量测量探头设置于烟道内部，具体要求设置于相距烟道顶部及底部500.0mm区域范围内。当烟道内有烟气流动时，迎风面对应的取压管压力相对较高，即为动压，而背风侧对应的取压管因不受气流冲击影响，其内部压力较小，即为静压，在动压和静压共同作用下产生差压。差压的实际大小直接受烟气流速影响，流速越快则压差值越大，反之则越小。通过压差值与流速间的函数关系，即可在确定压差值的基础上，准确地计算烟气流量。实际测量过程中，由于烟道截面面积相对较大，而烟道管道长度相对较短，因此，通常会设置多个测量点，以保障测量的准确性。
CEMS系统应设置有就地CEMS小屋，其面积应大于3*3m2，高度应高于3.0m，内部应安装有相应的采暖设备和通风设备，室内湿度应低于60%，温度应控制在10.0~30.0℃区间内。同时应做好相应的接地工作，接地电缆应选用线径大于4.0mm2的独芯电缆，且禁止与避雷接地线共用。
结语：
随着现代人们环保意识不断提高，对于燃煤电厂烟气处理及排放监测提出了更高的要求。因此，相关部门应全面加强燃煤电厂烟气排放监测管理力度，通过科学、合理的CEMS系统选型及应用，不断提高系统测量精度，以不断促进我国环保事业良心的可持续化发展。
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论文作者:施礼
论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期
论文发表时间:2017/3/9
标签：烟气论文; 测量论文; 系统论文; 火电厂论文; 浓度论文; 超低论文; 量程论文; 《电力设备》2017年第1期论文;