辽宁省环境监控中心 110161
摘要：本文论述了东部某火电厂采用SCS-900-3型烟气连续监测系统对脱硫烟气进行在线监测的应用实例。分析了该监测系统的系统组成和分析模块功能，提出了维护要求和操作注意事项，对我国火电厂烟气连续在线监测系统的设计、选型和操作运行具有较好的借鉴意义。
关键词：脱硫烟气；监测；应用；维护
引言
随着工业化和城市化的不断推进，电力在我国能源结构中占据着越来越重要的地位。我国作为煤炭大国，采用煤炭进行发电的比例超过一半。在今后很长一段时间里，火力发电仍将是我国电力的主要来源。
然而，火力发电在为经济社会带来便利的同时，也会给环境带来严重的污染。燃煤烟气中含有大量SO2、NOx、烟尘等污染物，还含有多种有毒有害物质如汞[1]。随着机组容量的增大，产生的烟气污染物种类和数量不断增加，对环境的污染影响日益加剧。因此，如何加强火电厂烟气污染物排放控制已成为环保行业的关注焦点[2]。
1 脱硫烟气在线监测系统在东部某电厂的应用
本文以我国东部某火电厂二期工程2×200MW机组的烟气排放在线监测系统应用为例。该厂两台机组均采用湿法烟气脱硫系统对排放烟气进行脱硫处理。脱硫后烟气排放烟囱高150m，烟囱出口直径5.0m。通过在烟道上安装烟气采样探头及管线，输送至在线监测分析系统对烟气进行实时检测分析。将分析数据采集后传送至联网的环保主管部门监管系统。
1.1 脱硫烟气在线监测系统概述
针对该厂两台机组参数情况，设计了1套1拖2的烟气连续在线监测系统。采用北京某环保公司生产的SCS-900-3型烟气在线监测系统。通过该监测系统可对火电厂原烟气和净烟气中的SO2、NOx、烟尘、O2、流速和温度等参数进行实时测定。对上述参数的测定情况具体如下表1-1：
该厂烟气在线监测系统的主要功能单元分为两个部分，分别为室内和室外部分。其中，室内功能单元主要负责烟气处理、分析和数据采集的主机柜，以及配套的装置。室外功能单元主要涵盖样品采集设备、 分析仪、伴热管线及配套线缆装置等。
1.2 烟气监测分析系统
本研究中，火电厂采用的SCS-900-3型烟气在线监测系统对于原烟气和脱硫处理后净烟气中SO2的测量量程分别为0-6500 mg/Nm3和0～2000mg/Nm3。对于净烟气中的NOx的测定量程为0-1000 mg/Nm3。该火电厂采用直接加热抽取法进行样气采集分析，采用NRIR不分光红外法对SO2和NOx等进行监测分析。检测过程中确保准确可靠，并定期用标气进行标定操作。
对SO2的检测时受采样气体流量的影响较大。当采样气体流量过小，则进入分析仪的气体不足，也会使SO2数值不准确。因此，确保采样气体流量在1.0-1.2mg/min左右。采样过程中，要确保伴热系统的稳定运行，避免管路堵塞，以保障SO2、NOx等监测数据准确。
对于烟气中烟尘的测定使用RBV粉尘仪。由于烟气中烟尘浓度高，因此要及时做好仪器的保养维护。同时，对过滤器要确保正常运行，防止发生负压。若测点正压，测尘仪可通过吹扫气路来进行吹扫，避免仪器污染。同时，避免烟气中含水量过大，防止烟尘监测误差。温度检测采用SITRANS P温度变送器，压力测定采用SITRANS P压力变送器。
烟气流速是环保部门实时监测掌握的重要参数。由于该火电厂采用湿法脱硫，烟气流速高，因此对于流速测定装置的设计和选型要求高。该厂脱硫烟气在线监测系统采用皮托管压差传感法测定流量。同时，由于烟道的截面积大、流场复杂，含腐蚀性气体、各段流速不同，因此，必须综合选择烟气流速的测定部位。
1.3 样气采集系统
为避免出现冷凝现象而造成SO2损失，确保输送管线不堵塞，对样气进行加热。通过温控器将加热温度控制在120-130℃左右。烟气采集时要做好过滤，主要通过2μm探头过滤装置来控制。样气输送至分析器前需进行除水处理，避免水汽进入分析仪器造成污染。烟气中的液体部分井汽水分离器进行气液分离后将样气送入分析仪。
SIEMENS ULTRMAT23多组分气体分析仪在使用前应确保做好零点校准和量程校准。零点校准涵盖抽取环境气和测量烟气两个步骤。进行量程校准时，要确保监测系统处于“维护”状态。
2 脱硫烟气在线监测系统的维护
随着人们对环境空气质量需求的不断提升，国家对于火电厂燃煤烟气排放中SO2、NOx等污染物的排放控制也日趋严格。对烟气在线监测数据准确性要求的提高，这就要切实解决好烟气监测过程中可能存在的各类误差问题。因此，做好脱硫烟气在线监测系统的稳定运行和维护就显得极为重要。
2.1系统装置维护和操作要求
由于火电厂脱硫烟气在线监测系统各装置设备通常处于恶劣环境中，而烟气的温度高、压力大、气体成分复杂，因此对于采样系统中的探头、管线等的要求很高。本研究中，该火电厂脱硫后烟气浓度可高达200mg/m3以上。采用抽取法进行烟气采集，要处理好采样系统管线的堵塞、磨损、腐蚀等问题。此外，该火电厂采用的SCS-900-3型烟气在线监测系统对于管线加热装置的安全可靠性能要求也很高。并且对于采样管线的长度也有限制。
在SCS-900-3型烟气在线监测系统运行过程中，维护人员要定期对探头过滤装置进行巡查，确保过滤装置不被灰尘堵塞，实现良好过滤作用。此外，采样探头总是处在脱硫烟气中，烟气温度高，应避免因过热而发生损坏。加热探头和管线在运行过程中，还容易发生通电线路故障。导致加热管变成冷管，使得样气在输送过程中冷凝，造成管路进水堵塞。此外烟气中含有SO2，遇水易形成硫酸，对输气管线造成腐蚀。因此，必须加强对采样系统的日常巡视，及时发现并排查系统故障，确保监测系统的稳定运行。
对于SIEMENS ULTRMAT23多组分气体分析仪进行量程校准时，在操作气瓶减压阀时要严格控制输出压力。若输出压力过大，易对相关仪器设备造成损坏。对于烟道采样系统中的探头、管线等设备，要确保固定，避免发生移动而造成误差和损坏。
2.2 监测数据异常处理
在该火电厂烟气在线监测系统的运行过程中，还发生过气体监测偏高的问题。经排查发现管路因腐蚀而出现泄漏。此时，SO2等检测数值偏高。因此，要定期检测采样系统的密封性。
确保监测气体流经在线分析仪的流量充分，达到1mg/min左右。若流量达不到要求，则对采样过滤器、气体输送和伴热管路等进行检查是否有堵塞。此外，对于蠕动泵的运转情况，是否漏气等问题进行排查。在监测过程中，还要定期做好标准气的标定操作。
2.3 监测系统维护专业力量配备
脱硫烟气在线监测系统运行环境较为恶劣，对于系统装置设备的要求高，也面临较多的维护问题。在线监测系统的维护对于设备的要求很高，同时，对于专业维护力量的配备也提出了高标准。脱硫烟气在线监测系统涉及多个学科领域，因此，需要配备相应专业人员共同配合，才能确保维护工作落实到位。
3 结论
本研究中，该火电厂采用的SCS-900-3型烟气在线监测系统，其烟气采集、监测分析等均符合国家标准规范的要求。监测数据准确，误差小，满足测定规范要求。因此，可以认为该烟气监测系统可准确对火电厂烟气进行监测，为二氧化硫等污染物的排放控制提供了科学决策依据。
参考文献
[1]蒋博.烟气在线监测系统在黄陵电厂2×300MW机组中的应用[J].农科技展望,2016,13:110.
[2]苏静,吴海平,王金奇.CEMS烟气在线连续监测系统常见问题的探讨[J].污染防治技术,2011(3):73-75.
论文作者:王金雷
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/16
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