烟气分析仪在火电厂脱硫系统中的运用

任英

摘要 烟气分析仪对脱硫后烟气排放监测及工艺过程检测的重要设备，本文重点介绍脱硫系统中烟气分析仪系统的组成、安装位置及要求、系统配置及要求等。

关键词 脱硫烟气分析仪；安装位置；系统配置

近年来，雾霾越来越严重，形成雾霾的因素很多，其中，火电厂烟气排放物占比较大，由此环保部门对火力发电大气污染排放进行了规范，并出台了烟气排放监测要求规范——HJ/T75、HJ/T76等以及相关地方环保法规，要求火电厂必须配置排放物检测设备（烟气分析仪，CEMS）。该设备可对如下污染物进行连续监测，并将监测数据传递至相关机构：固态颗粒物浓度。

1烟气分析仪（CEMS）系统的组成

火电厂排放物监测用烟气分析仪主要包括：气态污染物、颗粒物、烟气流量监视测量系统，数据采集、传输和处理系统组成，其系统组成如图1所示。气态污染物监测系统的分析对象为SO2、NOx、O2、CO等气态方式存在的污染物，常采用直接抽取采样法（加热管线法）进行连续监测，烟气由采样泵抽取，经由采样探头、过滤器、采样管送至预处理系统，除尘、除湿后进入分析仪进行含量测量；烟气流量监测系统的监测对象为流速、流量、压力、温度等，常采用浊度法或光散射法，根据吸收塔出口湿度大的特点，目前市面上常采用抽取加热祛除大部分水分后再用激光散射的方法；目前常采用差压法测量流速。

2烟气分析仪（CEMS）在脱硫系统中的安装位置及要求

每台脱硫塔在吸收塔入口的原烟道和吸收塔出口净烟道或烟囱（出口与环保排放监测系统合并的时候，具体安装位置由环保部门确认）应分别安装两套烟气连续监测装置，监测点布置的一般原则：一般尽量安装在烟气振动幅度小，流场均匀，避免烟气中水滴和水雾干扰的位置；优先选择在垂直管段或烟道负压区域；应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。

颗粒物CEmS监测点应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍烟道直径，以及距上述部件上游方向不小于2倍烟道直径处；气态污染物CEMS监测点应设置在距离弯头、阀门、变径管下游方向不小于2倍烟道直径，以及距上述部件上游方向不小于0.5倍烟道直径处。

公式中矩形烟道的当量直径D=2AB/A+B，式中，A、B为边长。并在烟尘监测孔下游0.5m左右预留手工采样孔，供校准使用，监测孔与手工采样孔之间在不影响测量的前提下应尽可能靠近。

监测点及手工采样孔处应设置安全平台，盖平台面积应足够充分，以便于监测以及日常维护活动。平台高度高于要求时应安装安全扶梯，且平台宽度和爬梯宽度至少应满足HJ/T75的要求。

在室外高空位置的烟气分析仪系统必须采取避雷措施，做好接地，保证人身安全和仪器的运行安全，并应在烟气分析仪系统工作区域提供永久性的电源。

3烟气分析仪系统的配置及要求

烟气分析仪系统脱硫入口设置SO2、O2、颗粒物监测点；脱硫出口设置SO2、O2监测点；环保排放监测系统（总出口）设置颗粒物、SO2、O2、NO2、温度、烟压、湿度、流量等监测点（以上测量参数根据地方环保要求不尽相同，且脱硫出口与环保排放监测系统可合成一套烟气分析仪系统，具体要求以当地地方环保局要求为准）。当烟气和脱硫后的排放烟气进入吸收塔后，烟气分析仪系统将测得的数据全部进入脱硫DCS中进行监视，保证对火电厂锅炉的烟气排放进行实时在线监测。同时，数据采集子系统（DAS）将监测数据以通讯方式或硬接线方式传输至环境保护监测站。配置用于环保数据监视的数据采集仪，与环保联网用光纤及相关附件等软硬件，实现与环保联网。

分析设备（如分析仪表，气体取样冷却器、自动冷凝液排放设备、校正设备）应安装在装有空调的操作室中。冷干法分析仪样气露点应在4℃以下。

分析设备应设计为操作全自动化，实现对校正、冷液排放的自动化操作。为了在压力温度等环境因素变化条件下保证设备精度，装置应配备压力、温度补偿功能。冷凝器的材料应为耐酸、耐腐蚀且不易破裂材料。CEMS装置必须按照国家和地方的环保规范配置相应的各种测量组份和相应浓度的零气和标气等气瓶。

系统应能满足在最少90天运行不需要非日常维修的要求。输出数据要满足吸收系统对SO2控制所需信号的要求。系统应至少能够在探头失效及超出有效量程的情况下具有自我诊断功能，保证其正常使用。

同时，还要求对系统具有主要仪器设置故障报警，自动校正，满量程校正功能。凡是与烟气或校正氣接触部件，均应采用耐腐蚀材料。CEMS数据处理系统应能对各分析仪表输出的数据进行处理，并输出业主所需的各种报告，如污染物排放的时报、日报等。

烟气分析仪表的设置及各仪表的测量原理应能满足各种运行工况下脱硫系统控制和环境监测的要求，测量精度应满足相应要求。现场仪表选用考虑其测量介质的腐蚀性，并配备对取样点的压缩空气吹扫和对采样信号的校正、补偿等措施。

校正及烟气探头应能在电厂工况下正常运行呢，配备吹扫设备以及防堵装置。校正气源应在两倍与正常校正气压力下保证无泄漏。

4结论

烟气分析仪系统是监测火电厂烟气排放非常重要的设备。它将检测数据上传至环保监测平台，使环保部门能够对火电厂的烟气排放进行实时监测，以控制污染物超标排放，防止空气污染继续恶化。它的存在对改善环境和提高空气质量，保障人体健康具有重要意义。endprint