火电厂烟气排放连续监测系统的改造实践

毛国明，高建忠，李阳春

(华能玉环电厂，浙江 玉环 317604)

0 引言

华能玉环电厂一期2×1000MW机组，采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺，按一炉一脱硫塔布置，配有单独的烟囱，未配有GGH设备。作为烟气污染物测量的重要部分CEMS系统的测量取样点布置在烟囱入口前的净烟气出口烟道上，SO2浓度和烟气流速测量偏差大，为此进行了CEMS系统改造，将测量取样点移到烟囱上，减小了测量数据偏差，取得了较好效果。

1 CEMS系统改造方案

1.1 测量取样点的位置调整方案

根据《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(HJ/T75-2007)，结合脱硫系统烟道的实际状况，调整取样点位置，移至烟囱上。根据烟囱维护平台的分段(20m、40m、80m、120m等)，水平烟道与烟囱接口处上部标高为29.1m，将取样点调整到烟囱80m处，既充分满足测量直管段要求，又便于改造施工和后续维护。经过测算，在烟囱80m 处开取样孔对烟囱强度无影响，而且烟囱开孔工艺相对简单，防腐处理工艺成熟，具备实施条件。

1.2 CEMS设备选型方案

净烟气分析仪采用ULTRAMAT23系列三组分(SO2、NO、O2)分析仪。粉尘仪选定后散射法粉尘仪，属于光散射法的一种。温度、压力、流速测量采用温压流一体检测仪，以便减少烟囱开孔数量。湿度仪选用速度快、稳定性高、抗干扰能力强的直插式烟气水分测量器。

1.3 CEMS设备安装方案要点

1.3.1 烟囱开孔及防腐要点

一期脱硫装置未配置GGH，烟气湿度大，带浆腐蚀性强，钢烟囱防腐采用1.8mm钛板内衬。采用磁力钻进行烟囱开孔，沿圆周方向将烟囱钢板打磨掉直至完全裸露出约4mm宽的钛板。用钛板制作一个与开孔直径相当的圆环，将制作好的钛板圆环塞入打磨完成的孔中，钛板圆环与烟囱钢板之间留出约1mm的间隙，在内衬钛板与钛板圆环接合面处用钛丝焊条进行满焊，再用高聚陶瓷防腐。

1.3.2 接管座安装要点

接管座采用316L不锈钢管，安装时往钢烟囱内筒侧向下倾斜5°左右。固定后在钢烟囱外壁与不锈钢短管交接处缝隙用陶瓷修补剂嵌填密实，再沿四周涂抹铸铁修补剂。

1.3.3 采样管线敷设要点

采样管线敷设需注意以下几点：管线的最小曲率半径0.5m；垂直方向和水平方向的最小支撑点距离2m；采样管线敷设中至下而上需始终保持5°以上的倾斜；对于自限温采样管线具有PTC特性，决定了送电启动时有“浪涌电流”现象，造成上级电源空开跳闸，长度>15m需配专用的自动限流器，且必须配漏电保护开关。

1.3.4 气密性检测要点

预处理柜内部气密性检测：分析仪预热30min，确认采样泵在工作状态，将截止阀出口管路松脱，流量调节阀关闭，此时分析仪上浮子流量计的流量指示到顶，用手堵住截止阀出口管路入口，分析仪上浮子流量计的流量应迅速到零，且浮子无抖动，重复数次。若流量无法回零或浮子存在抖动，说明柜内管路气密性不好，需查找漏点并消除，然后在截止阀处进行气密性复查。

探头气密性检测：探头气密性检测需在脱硫装置正常运行期间进行，并准备一段试验用气管，检测期间需保持负荷稳定。首先将探头与采样管线的连接断开，将采样管线与试验用气管气管转接头紧密连接，然后将试验用气管从探头探杆中深入烟道中，并需超过探杆1.5m以上，记录10min稳定氧量指示，恢复到原始测量状态，读取实时的氧量指示，前后数据偏差应小于0.2，否则需对探头滤芯、探头O型圈、采样管线连接头逐一进行排查，直至与测试的氧含量偏差小于0.2。

2 CEMS系统改造后的测试情况

为了检验CEMS系统改造后的效果，在2个负荷段，分别在高硫煤(燃煤硫分1.40)、低硫煤燃煤硫分0.81下原烟气浓度分别为3293、1906mg/m3对1号机组净烟气的SO2浓度进行测试，试验时测孔1、测孔2各有5个测点，结果见表1。

表1 CEMS改造后1号机组净烟气中 SO2浓度分布

项目负荷(燃用高硫煤)/MW负荷(燃用低硫煤)/MW10006001000600测孔1测孔2测孔1测孔2测孔1测孔2测孔1测孔2测点1177.86185.89129.7130.27107.25112.449.1950.62测点2185.3184.76128.41129.84106.96106.6850.0548.83测点3171.89180.05131.42132.99107.25111.5450.3450.34测点4178.88183.47130.85132.85108.11108.9749.7652.20测点5171.03182.05130.99131.13111.83109.0049.1953.10平均180.12130.85109.0050.36

在3个负荷段，对1号机组净烟气的流速进行测试，结果见表2。SO2浓度和烟气流速测量偏差见表3。从表1、2、3分析，可知烟囱80m处的净烟气SO2浓度和烟气流速都处于一个均匀、稳定的状态，最大偏差和最大相对偏差远远小于CEMS改造前，满足HJ/T76-2007的要求。

表2 CEMS改造后1号机组净烟气流速分布测试结果

项 目1000/MW800/MW600/MW测孔1测孔2测孔1测孔2测孔1测孔2测点123.823.522.721.420.219.5测点225.026.422.521.319.620.2测点324.924.522.221.819.619.8测点424.724.121.421.920.120.9测点524.924.922.322.419.520.8平均24.6721.9920.00

表3 CEMS改造后1号机组净烟气中SO2浓度和烟气流速的测量偏差

3 结语

提高CEMS系统测量数据的准确度，如实反映烟气中污染物的数量，对火电厂环保工作具有重要意义。华能玉环电厂一期通过CEMS系统改造，调整测量取样点位置，加强设备选型，抓住安装方案关键点，大大降低了净烟气SO2浓度和烟气流速的测量偏差，为环保部门监督检查提供了更加真实、可靠、有效的数据。同样，华能玉环电厂二期CEMS系统改造也取得了成功。