烟气CEMS系统在生活垃圾焚烧发电厂的应用

张鑫源

摘 要：目前，我国很多城市已经建立了生活垃圾焚烧发电厂，以此来处理日益增多的垃圾，但是在国家环保部门对燃料发电厂污染排放要求越来越高的环境下，要求生活垃圾焚烧发电厂必须要安装烟气CEMS系统。本文就重点介绍了烟气CEMS系统在生活垃圾焚烧发电厂的具体应用。

关键词：烟气CEMS系统；生活垃圾焚烧；发电厂；应用

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）21-0100-02

引 言

随着社会经济的不断发展，环境问题愈发严重，而治理环境也就成了我们工作中一个比较突出的问题，而在城市内建设生活垃圾焚烧发电厂也就成了必然的趋势。发电厂要想对环境进行连续的监测，对其污染物的排放量进行科学的控制，目前比较可靠的方法就是采用烟气CEMS系统。此种系统主要就是对发电厂排放出来的HCL、SO2、CO、CO2、NOx、烟尘等进行检测，然后将检测到的实时、准确、可靠的数据传输到相关的环保部门，进而对生活垃圾焚烧发电厂的污染排放量进行监测。另外，城市环境监管部门还对生活垃圾焚烧发电厂的烟气进行了定时或者不定时的手工采样对比，进一步保证生活垃圾焚烧发电厂的运行能够达到国家的相关标准，即完全无污染达标排放运行。

1 烟气CEMS系统概述

1.1 系统组成

烟气CEMS系统是由颗粒物监测的子系统、气态污染物监测的子系统（其中含O2以及CO2）、烟气参数监测子系统以及数据采集和处理子系统组成。

1.2 技术要求

通过对生活垃圾焚烧发电厂排放出来的烟气中的污染物的浓度、烟气的温度、烟气的压力、流速或者流量、烟气的含水分量、烟气的含氧量等的测量，实现对烟气中污染物的排放量和排放率进行计算，进而将检测中得到的参数以文档、打印件、图表等方式传输给相关的管理部门。

2 烟气CEMS系统在生活垃圾焚烧发电厂的应用

2.1 烟气组分测量

一般情况下，在对烟气的组分进行测量时，通过1个测量滤光片和1个参比滤光片，有时也用气体滤波器气室等进行相互的组合后，对烟气中的8个组分进行同时测量。通过测量就可以将会对本次测量结果产生干扰作用的组分从中剔除出去，通过内部处理之后的滤光气室则能够在测量工作中实现对多组分的扫描工作，光束信号的射频形成了模式化的运行则可以通过切光轮来完成。将产生干扰的组分以相乘或者相加的方式进行处理，但是在这个过程中，为了提升系统运行的可靠性和数据的精确性，可以采用微处理器来对干扰组分进行扣除。①以相加的方式进行扣除，对于被测量的组分中所存在的一些重叠位置的干扰情况在进行扣除时，先要对与干扰组分相对应的波长进行测量，将产生的干扰值输入在QE表中，进行组分扣除操作；②以相乘的方式进行扣除，如果吸光系统发生变化后，校正因子就会发挥出其作用将干扰组分进行扣除，然后将干扰组分的浓度数据输入在乘法QE表中，进行组分扣除操作。对多种组分进行同时测量并且将其之间的组分参数进行扣除，能够在很大程度上提高整体测量结果数据的精确度。

2.2 烟气温度、压力、流量计、粉尘的测量和数据处理

在生活垃圾焚烧发电厂中，采用CEMS系统对烟气的温度、压力等进行测量时，主要通过烟气参数测量子系统完成，将测量出来的数据送入数据采集系统和控制系统进行处理。在进行烟道粉尘测量时，通过两个安装在现场测量烟道两侧的法兰，用精密的自校准光学系统，在光投射原理的基础上进行。此操作可以对烟道粉尘进行连续测量，从而直接输出粉尘的浓度mg/m3值。由于超宽带二极管的宽带光谱产生的测量信号的光学鉴定，此次测量结果要比常规LED系统的测量结果稳定的多，并且还能自动进行调零、量程检验、污染校正等。

对于烟尘测量，目前，所采取的方法就是抽取法，就是从排放的烟气中抽取一定量的烟尘浓度，其所产生的测量信号的强弱直接取决于所排放烟尘中的粉尘的浓度。此时，散射光信号的强度与粉尘的浓度呈正比例关系，所以，此时也就可以计算出所排放的烟尘的浓度。通过持续的加热和空气稀释后，在测量池内对粉前散射量进行测量时，应遵循以下原理，使发射光源透过烟道，照射到烟尘粒子后，此时，被照射到的烟尘粒子就会散射出光的信号，并且其信号与烟尘的浓度成正比例关系，此时也就可以计算出粉尘的浓度。

CEMS系统一般是安装在烟道的变径处，也有的电厂安装在了烟道的拐弯处，但是这两种安装方法在流量的测量方面，其结果均不理想，根据我国环保部门下发的相关文件，对普遍存在的烟气流速（流量）等测量结果不准确的问题应按照相关的技术要去对采样的点位进行调整，如果是不具备调整条件的，就需要更换成矩阵式的流速仪等新型的设备。目前，我国大部分的电厂改造中，有的电厂已经安装了这种矩阵式的流速仪对烟气的流量进行控制。其是将测量装置直接安装在烟道上，将测量烟气流量的探头插入到烟道中，一般是布置在距离烟道顶部500mm以下的区域或者距离烟道底部500mm以上的区域，当烟气在烟道内流动时，由于迎风面取压管的压力比较高，这时产生的压力也就是动力压，这时与背风侧取压管内的静压就形成了极大的差压。而烟道中烟气的流速越快，这种差压值也就越大。

2.3 采样方式

在生活垃圾焚烧发电厂的CEMS系统中，采样主要是通过PLC控制单元来实现的，PLC为系统提供了更加丰富的功能和更高的可靠性和扩展性。在CEMS系统中，PLC为其提供了各种模拟量和数字量的输入和输出信号，并通过软件进行了深度处理，其主要功能就有在自动控制烟气的抽取、自动为分析仪提供进行分析的样气。当进行多点测量时，可以对气路的切换、采样的排序以及采样的周期进行控制。

3 CEMS系统的安装与维护

目前，在CEMS系统的安装方面，30万机组和60万机组的烟气脱硫过程中，根据烟道的大小，一般都是布置32、48、64个检测点，这些测点一般都是进行分组测量差压值，就是将正压侧的测点连接在一起，将负压侧的测点连接在一起，用压差变速器对烟气的流量进行测量。

在CEMS系统维护方面，CEMS系统应长期保持在通电的状态，保证管线和气室的恒温在180℃。为了防止仪器振动，发电厂应在就地设置CEMS系统屋，此CEMS系统屋的面积应在3×3m2以上，并且房屋的高度也应在3m以上。屋内应配备相应的空调和冬季用来采暖的设备，工作人员应将屋内的温度控制在10～30℃，所配备的空调上应带有来电后自动重启的功能，屋内还应安装上排风扇。对于CEMS系统各仪器设备所使用的工作电源应保证其均有良好的接地措施，并且接地电缆应选用4mm2以上的独芯护套电缆，电缆的接地电阻在4Ω以下，不能与避雷线或者接地线公用。

4 结 语

CEMS系统软件作为现场监控系统和数据管理中心，极大的提高了生活垃圾焚烧发电厂自身工艺的安全性能，其有效的改变了生活垃圾焚烧发电厂的工作效率，降低了电能的损耗，经过采集、分析、处理的数据，通过无线网能够直接被发送到相关的环保部门，方便快捷，并且数据真实，大大的降低了大气的污染率，为提高我们生存的生态环境做好了保障。

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收稿日期：2018-6-20