超低改造CEMS氮氧化物在線監(jiān)測系統(tǒng)

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)需要符合多種國家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了系統(tǒng)性能、監(jiān)測方法、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)确矫娴囊?。以下是一些關(guān)鍵的國家標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 16157-1996《大氣污染物在線監(jiān)測方法》：規(guī)定了大氣污染物在線監(jiān)測設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、工作原理、監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和傳輸?shù)确矫娴囊蟆?br />
GB/T 16157-2014《大氣污染物在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求》：對煙氣在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)要求進(jìn)行了明確，確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》：針對火電廠的煙氣排放，規(guī)定了具體的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)需要能夠準(zhǔn)確監(jiān)測并報(bào)告這些污染物的排放情況。


此外，煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)還需要遵守其他與環(huán)境保護(hù)、儀表工程、自動(dòng)化控制等相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，如GB50093-2002《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等。

為確保工業(yè)煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，以下是一些關(guān)鍵的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)：



準(zhǔn)確性：監(jiān)測系統(tǒng)的測量結(jié)果應(yīng)準(zhǔn)確可靠，誤差控制在允許范圍內(nèi)。系統(tǒng)應(yīng)滿足國家和地方法規(guī)對排放濃度的要求，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性。

穩(wěn)定性：系統(tǒng)應(yīng)具有穩(wěn)定的性能，能夠長時(shí)間運(yùn)行而不出現(xiàn)故障。各組成部分應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性和可靠性，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)時(shí)性：系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)反映廢氣排放狀況，為企業(yè)提供及時(shí)的數(shù)據(jù)支持。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，企業(yè)可以及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)工藝和設(shè)備，降低污染物排放。

可靠性：系統(tǒng)應(yīng)具有高可靠性，能夠抵御各種環(huán)境因素的影響。在惡劣的工作環(huán)境下，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定運(yùn)行，提供準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

易用性：系統(tǒng)應(yīng)易于操作和維護(hù)，方便企業(yè)使用。通過簡化操作流程和提供直觀的用戶界面，降低操作人員的技術(shù)門檻，提高系統(tǒng)的易用性。



三、校準(zhǔn)和質(zhì)量控制



為確保監(jiān)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，系統(tǒng)應(yīng)具備校準(zhǔn)和質(zhì)量控制的功能。定期進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。此外，系統(tǒng)還應(yīng)具備自動(dòng)校準(zhǔn)和故障診斷功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和修復(fù)設(shè)備故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。



四、數(shù)據(jù)報(bào)告和記錄



監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)能夠生成完整的監(jiān)測報(bào)告和記錄，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)、校準(zhǔn)記錄等。這些數(shù)據(jù)和記錄對于評估系統(tǒng)性能、查找問題原因以及制定改進(jìn)措施具有重要意義。同時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)告和記錄也有助于滿足法規(guī)要求，為企業(yè)提供合規(guī)證明。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是安榮信科技為了滿足我國日益嚴(yán)格的固定污染源煙氣監(jiān)測要求，基于自身在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的豐富經(jīng)驗(yàn)，推出的可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、各種工業(yè)窯爐/鍋爐、石油石化、化學(xué)工業(yè)、鋼鐵燒結(jié)、煉鋼、煉鐵廠、水泥工業(yè)、磚瓦廠、垃圾焚化廠等場合的煙氣超低排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 。

系統(tǒng)組成：

CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成，其中氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在標(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)柜內(nèi)。

CEMS系統(tǒng)概述

火電廠在燃燒煤炭時(shí)所排放出的煙氣污染物中含粉塵、二氧化硫、氮氧化物，而 CEMS 系統(tǒng)可以根據(jù)上述污染物排放濃度和總量連續(xù)不斷地進(jìn)行全天24小時(shí)的監(jiān)測。迄今為止，在超低排放政資實(shí)施的大背景下，社會上的絕大多數(shù)火電廠正在加速內(nèi)部超低排放系統(tǒng)的構(gòu)建，而煙氣在線監(jiān)測 CEMS 系統(tǒng)在其中是不可缺少的一項(xiàng)專用設(shè)備。


二、應(yīng)用與研究

1、對冷干直抽法 CEMS 的研究

典型的冷干直抽法取樣和預(yù)處理部分包括取樣探頭、取樣伴熱管線、過濾、除濕系統(tǒng)和取樣泵等部分，其目的是給分析儀器提供連續(xù)的潔凈(除塵)、干燥(除濕)、常溫樣氣，確保分析儀長期連續(xù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確可靠、少維護(hù)地協(xié)調(diào)運(yùn)行，并延長其使用壽命。而作為火電廠超低排放監(jiān)測系統(tǒng)冷干直抽法 CEMS 除濕系統(tǒng)的主要作用是把煙氣中的水蒸氣給去除?，F(xiàn)階段普遍使用的是冷卻除濕法，冷卻除濕法需要在很短的時(shí)間內(nèi)將水蒸氣冷凝，從而避免煙氣和冷凝水接觸(但它的機(jī)理造成了冷凝水和 SO2 必然發(fā)生接觸)。為l防止冷凝水結(jié)冰，其冷凝的溫度一般來說維持在 3~5℃即可，冷卻除濕法的主要形式為電子制冷和壓縮機(jī)制冷。冷干直抽法 CEMS 預(yù)處理系統(tǒng)的最主要的一個(gè)目的就是除濕。煙氣在冷凝時(shí)會有冷凝水產(chǎn)生(普通熱電廠的水含量為 8~15%)。但如果伴熱管線加熱效果下降，有冷凝水析出,或冷凝器制冷效果不好，樣氣中的水份未被分離而析出;或冷卻儀的冷凝水蟠動(dòng)泵管老化，致使冷凝水未能及時(shí)排出而被樣氣攜帶進(jìn)入后續(xù)管道或儀器:另外在低溫度比較低的情況下(冷凝器中)，SO2 的溶解度升高，低量程的 SO2 會溶解入冷凝水而造成監(jiān)測分析的數(shù)據(jù)變小，甚至為零。

2、 應(yīng)用改進(jìn)

面對在高濕、低量程必定 發(fā)生二氧化硫溶入冷凝水的問題，目前為止存在兩種方法可以規(guī)避或控制:(1)加注磷酸法，源自德國的煙氣在線監(jiān)測預(yù)處理系統(tǒng),供應(yīng)商考慮采用在整個(gè)伴熱管線或在冷凝器中加注磷俊的方法來控制 ,NO<1000mg/Nm及 SO2<900mg/Nm 范圍內(nèi)二氧化硫在冷凝水中的溶解問題。機(jī)理是通過磷酸在水中電離出的 H離子，阻止 SO2 與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而生成 HSO2，最大程度確保只有最少量的 二氧化硫落入冷凝水中。2Nafion 干燥管除濕法，通過 Nafion 膜選擇性氣態(tài)除濕的方式來從根本上解決冷凝水析出的問題，并且保留煙氣中低量程的 SO2、NOX和 O2，有效確保分析的精確度和準(zhǔn)確率。由于 Nafion干燥管沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，氣態(tài)除濕且無冷凝水析出，因而與冷凝器相比具有明顯的優(yōu)勢。

超低排放是指鍋爐尾部經(jīng)環(huán)保治理后，在6%含氧量情況下，相關(guān)氣態(tài)污染物排放濃度實(shí)現(xiàn)：NOx≤50mg/m3、S02≤35mg/m3、煙塵≤10mg/m3。許多燃煤鍋爐經(jīng)環(huán)保升級改造后，尾部煙氣中相關(guān)氣態(tài)污染物已滿足超低排放要求，但原有CEMS系統(tǒng)仍繼續(xù)保留使用。為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，近年來眾多燃煤鍋爐積極開展環(huán)保升級改造，實(shí)現(xiàn)鍋爐尾部煙氣中煙塵、SO2、NOx等氣態(tài)污染物“超低排放”。文章通過對比幾種應(yīng)用于二氧化硫、氮氧化物和煙塵的典型監(jiān)測技術(shù)，提出了適用于超低排放改造的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)化配置方案。

煙塵監(jiān)測技術(shù)
1.光透射法煙塵監(jiān)測技術(shù)。光透射法技術(shù)基于朗伯-比爾定律，即光穿過含塵煙氣時(shí)透過率與煙塵濃度呈指數(shù)下降關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用中有單光程和雙光程兩種類型的儀器，光透射法的準(zhǔn)確性受顆粒物粒徑分布影響較大，且靈敏度不高，一般用于煙塵濃度高（大于300mg/m3）、煙道直徑大且煙氣濕度低的工況。
.光散射法煙塵監(jiān)測技術(shù)。光照射在煙塵上時(shí)會被煙塵吸收和散射，散射光偏離光入射的路徑，散射光強(qiáng)度與煙塵粒徑和入射光波長有關(guān)，光散射法就是采用測量散射光強(qiáng)度來監(jiān)測煙塵濃度的。在實(shí)際應(yīng)用中有前向散射、后向散射和邊向散射三種類型。該技術(shù)靈敏度高，能夠測量低至0.1mg/m3的煙塵濃度，最低量程可達(dá)到0-5mg/m3，適用于煙塵濃度低、煙道直徑小的情況。但該技術(shù)同樣容易受水汽影響，不適宜煙氣濕度高的工況。
3.電荷法煙塵監(jiān)測技術(shù)。所有煙塵顆粒均帶有電荷，顆粒物接觸或摩擦?xí)r將產(chǎn)生電荷交換，電荷法就是用電絕緣傳感探針測量探頭和附近氣流或直接與探頭碰撞的顆粒物之間的電荷交換來測量煙塵濃度的。該技術(shù)除受煙塵粒徑變化、組分變化和煙氣濕度影響外，還受煙氣流速影響，主要用于布袋除塵的泄漏檢測和報(bào)警等定性測量，少在CEMS中應(yīng)用。
4.β射線吸收法煙塵監(jiān)測技術(shù)。β射線具有一定穿透力，當(dāng)它穿過一定厚度的吸收物質(zhì)時(shí)，其強(qiáng)度隨吸收物質(zhì)厚度的增加逐漸減弱，通過測量穿過物質(zhì)前后的β射線強(qiáng)度，即可得出吸收物質(zhì)的濃度。該技術(shù)基于抽取式測量方式，不受煙塵粒徑分布、折射系數(shù)、組分變化、煙氣濕度等影響，可用于煙塵濃度低、煙氣濕度大的工況。但抽取式測量屬于點(diǎn)測量，不適合煙氣流速變化大、煙塵濃度分層的場所。