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摘要：中国经济飞快发展，出现更严重的环境污染问题，国家纷纷颁布推动行业发展的环保政策。这种情况下，燃煤电厂正努力开展超低排放污染监测技术工作，保证监测烟气SO2和NO的精确浓度。超低排放烟气浓度低、湿度大和温度低，对环境适用性和分析仪的抗交叉干扰提出更严格的要求。针对这些情况，本文围绕紫外烟气分析仪，优化改进其在超低排放污染技术中的应用，以提高设备的稳定性。
关键词：紫外烟气分析；燃煤电厂；超低排放污染监测
引言
要想严格控制燃煤电厂的污染，保证生态环境的质量，国家结合燃煤电厂排污状况，严格监测排放情况。燃煤污染物的改造技术包括脱硫、超脱与除尘技术，其主要特点是低温、高温与低浓度，同时产生较强腐蚀性。因此，随着改造技术的深入发展，怎样对污染物进行精确监测是一个主要研究的问题。与原有测量技术相比，紫外烟气分析仪精确度更好，误差更小，对超低排放污染监测技术更能适应。
1.紫外烟气分析仪系统组成与工作原理
紫外烟气分析仪主体结构包括光源、气室、光谱仪、ARM，与辅助结构共同组成一个系统，关系见图1。
经计算可知在低温5℃下，分析仪器SO2和NO环境温度变化的影响分别为1.3%和-0.2%；高温40℃下，分析仪器SO2和NO环境温度变化的影响分别为-0.6%和-1.1%；明显低于国际量程标准。与国际测试条件比较可知，其可更好适应环境。
2.2零点和量程漂移
持续一周测试分析仪的零点漂移与量程漂移，此时不需手动或自动校准设备。连接气路，向分析仪通入气体，登记零点与量程数据。自制机器24h的SO2最大零点漂移为0.13mg/m3，相当于0.25%F.S.，24h的SO2最大量程及最大漂移量为0.35mg/m3，相当于0.5%F.S.；一周SO2零点漂移量为-0.06mg/m3，相当于-0.18%F.S.，一周SO2量程漂移量为-0.14mg/m3，相当于-0.25%F.S.。24h的NO最大量程及最大漂移量为0.56mg/m3，相当于1.18%F.S.，一周no零点漂移量为0.66mg/m3，相当于1.26%F.S.，一周NO量程漂移量为0.29mg/m3，相当于0.56%F.S.。通过上述数据可知，分析仪数据得出的漂移量与稳性明显低于国际标准。
2.3干扰成分的影响
测量区域光谱吸收简单，难以产生CO，CO2，NH4的吸收峰，这部分干扰气体不会影响数据；在200nm-220nm区间NH3吸收较强，通过合理标定NH3，利用主元高斯消去法科学计算相同的波段各种吸收气体的情况，进一步消除交叉干扰影响，无需增加滤光片，提升去干扰能力。
表2 干扰气体对分析仪的影响
其中：差分吸收度矩阵为D，差分吸收截面矩阵为A，气体浓度矩阵为C。
被测气体提供差分吸收度，实验室测量吸收截面利用高通滤波得到差分吸收截面，还可以通过测量光程得到。
3.3现场应用
在燃煤电厂超低排放现场安装紫外烟气仪并实行监测。电厂利用脱硝-布袋除尘-石灰石脱硫-湿电除尘的超低排放工艺，排放污染物达到标准。由于NO2受阳光照射后容易分解为NO，降低稳定性，在开始最初期，被测气体和填充气体应保持流动的状态。测试表明，基本不会发生NO2分解为NO的现象。NO2摩尔浓度检测得出0.1995%，NO摩尔浓度为0.208%。配比程序：首先用真空泵抽吸气使其接近真空状态，填充N2后进行清洗，再用真空泵实施抽吸。如此反复几遍，确保没有残留的空气。记录真空状态下最后发热绝对压力，标气逐步充入后满足压力要求，充入高纯N2与气样室压强近似，相当于1个标准大气压，科学模拟排放烟气产生的压力。
由于配气在开式状况下实行，充入不同气源发生彼此影响。因此，直到配气稳定后，记录彼此的流量。
用全程高温伴热采样方法收集烟气，全程伴热温度为180℃，烟气到达分析仪表实行测量，分析仪测量池保证180℃测量，提升稳定水平。利用全流程配气方法进行全部测试，强化测量的准确性。合理测试现场仪表的零点、量程、响应时间等。其中，测试零点与量程漂移要5天，测试无需调整校准仪表。图1显示零点漂移、量程漂移、响应时间。
图1 零点漂移和量程漂移
测量线性误差结果见表3，高、中、低三个浓度线性误差均≤±1%FS。测试响应时间，得出系统响应时间＜110s。
表3 线性误差测试
现场选择便携式烟气分析仪实行比较测试，用Nafion管实行预处理除水，现场对比测试时间为1h。测试结果见图2，仪器测试结果具有较强的一致性，误差极小，符合排放的要求。现场长期运行设备，与运行结果比较：紫外烟气分析仪与排放现场在线监测要求相符。
4.结束语
利用高温抽取采样方式减少烟气水分造成的巨大损失，全热法测量手段可无损测量SO2和NO，紫外烟气测量尽量消除烟气颗粒物和水气的影响，获得更精确的测量结果。超低排放现场运行结果说明：燃煤电厂紫外烟气超低排放污染系统响应时间迅速，抗干扰性较强。完全达到精确监测的要求，是化解超低排放监测的最佳方案。
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论文作者:周云树
论文发表刊物:《防护工程》2019年11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：量程论文; 烟气论文; 超低论文; 测量论文; 零点论文; 测试论文; 燃煤论文; 《防护工程》2019年11期论文;