浅谈火力发电厂脱硫超低排放SO2气体测量方法

丁战

【摘 要】论文主要介绍大唐淮北发电厂虎山项目两台2*660MW机组脱硫超低改造中SO2在低浓度含量中测量的方法和注意事项，使CEMS系统在超低排放中测量的SO2更加准确和更加稳定，为上级环保部门及主管单位提供精确的考核数据。

【Abstract】This paper mainly introduces the methods and precautions of SO2 measurement in low concentration of two 2*660MW unit desulphurization ultra-low transformation in Datang Huaibei Power Generation Co. Ltd. It makes the CEMS system more accurate and more stable in the ultra-low emission measurement of SO2， and provides accurate assessment data for the environmental protection departments and the competent units.

【关键词】CEMS系统；超低排放；SO2气体的测量

【Keywords】 CEMS system； ultra-low emission； measurement of SO2 gas

【中图分类号】X773 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0153-02

1 名词解释

1.1 CEMS系统

“CEMS”是英文“Continuous Emission Monitoring System”的缩写，是指对大气污染源排放的奇台污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传送到主管部门的装置，也被称为“烟气自动监测系统”，亦称“烟气排放连续监测系统”或“烟气在线监测系统”。

1.2 超低排放

是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中，采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度（基准含氧量6%）分别不超过10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，比《火电厂大气污染排放标准》（GB13223-2011）中规定的燃煤锅炉重点地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%，是燃煤发电机组清洁生产水平的新标杆[1]。

1.3 SO2测量

是指定量实时从固定污染源最终排放口提取样气，经过前段预处理装置（除尘、除水等）对样气进行适时及有选择性的保真，通过光学分析仪表，实时测量和实现固定污染源最终排放口SO2排放的实时状况，为环保及上级主管部门考核提供有力的精确数据[2]。

2 SO2测量系统的相关标准及影响SO2测量稳定性的主要因素

2.1 相关标准

國家环境保护部于2007年7月12日颁布了《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及监测方法（试行）》（HJ/T76-2007）本标准中对CEMS设备中SO2的测量的精度、各项漂移、响应时间等各项技术指标做了详细的说明。

2.2 影响SO2气体测量稳定性的主要因素

由于SO2气体溶于水，在SO2测量系统采样过程中，冷凝水是响应SO2的测量稳定性的主要因素。

3 大唐淮北发电厂虎山项目SO2测量系统解决方法简介

大唐淮北发电厂虎山项目SO2测量系统采用的是型号为SMC-9021烟气排放连续监测系统。其系统主要有“烟气采样器”、“伴热复合管线”、“样气预处理装置”、“采样流量调节系统”、“气体分析仪”、“运行自动控制”等部件组成。本文主要叙述此系统在“烟气采样器”、“伴热复合管线”、“样气预处理装置”环节中对气态水冷凝及消除被测气体中含湿量对SO2测量影响的消除[3]。

从图1可以看出，“烟气采样器（TL）”是直接与烟道（烟囱）接触，其作用是将被测气体从烟道（烟囱）中取出；“伴热复合管线（BR）”是负责输送被测气体至气体预处理机柜；“预处理机伴热柜”是将“伴热复合管线（BR）”输送过来的被测气体进行过滤（FS）、冷凝脱水（ZL）等处理，将处理过的被测样气输送至SO2气体分析仪表进行检测，从而得出SO2含量。从中可以得出“烟气采样器（TL）”、“伴热复合管线（BR）”对被测样气的保真、保证被测样气中无气态水液化很重要，预处理中“冷凝脱水（ZL）”装置脱水效果及保证液态水不稀释SO2气体很重要。

4 SO2测量系统关键部件消除样气中含水量影响的方法

4.1 烟气采样器腔体内液化水稀释SO2的解决方法

大唐淮北发电厂虎山项目采用SMC-9021型CEMS专用烟气采样器。完全避免在烟气采样过程中液态水的形成。加热温度控制在180℃±5℃。

可以得出：为防止烟气采样器内有液态水，从而稀释SO2的含量，当烟气采样器测量加热体温度在130℃以上时候，才能保证温度在70℃以下、含湿量在15%以下的烟气中不含有液态水，即为完全气体状态。

4.2 冷凝直接抽取法冷凝器除水稀释SO2的解决方案

大唐淮北发电厂虎山项目采用SMC-9021型超低排放CEMS专用加酸双级压缩机式冷凝器脱除被测样气中含水量，从而提高测量的稳定性和精确性。

加酸式冷凝器采用压缩机进行制冷，样气经过一个高效的热交换管后（玻璃材质）迅速被降温冷凝。冷凝器采用进口温度控制器控制温度调节，最高精度可达±0.3℃，制冷温度可设置到3℃，并具有冷凝器状态报警功能。

由于冷凝器在降温冷凝过程中，产生的冷凝液态水具有稀释SO2气体功能，本冷凝器加酸功能的射流原理的玻璃热交换管，因而在极短的时间内快速制冷，同时注入的酸液极大地降低了易溶组分的丢失，保证了分析仪测量数据的准确性以及稳定性。

5 总结

在超低排放中，采用伴热冷凝直接测量法测量烟气中SO2气体，由于本身烟气中含有SO2气体的浓度比较低，如果在烟气采样器、冷凝器等关键可以产生液态水的位置处理不好，会造成SO2测量值经常归零或突变现象。不能有效的反应脱硫系统的脱硫效率和稳定性，同时也不能向环保及相关监管部门提供有效的数据分析及数据考核。大唐淮北发电厂虎山项目采用SMC-9021型超低排放CEMS系统，在关键部门设置满足超低排放CEMS系统的关键部件，所测得的数据很好的反映了超级排放改造后的脱硫系统的良好运行，并向环保及相关部门提供了有效的数据分析及数据考核，很好地完成了集团及环境公司的减排任务，真正达到了超低排放的目的。

【参考文献】

【1】张敏，陈军.国内燃煤电厂氮氧化物的控制现状及其发展[J]. 四川化工，2009（05） ：44-52.

【2】井鹏，岳涛，李晓岩，等.火电厂氮氧化物控制标准、政策分析及研究[J]. 中国环保产业， 2009（04） ：19-23.

【3】施捷，李鸣.基于稀释法的烟气排放连续监测技术[J].仪表技术， 2008（09）：5-7.endprint