火電廠煙氣排放連續監測系統的檢測
摘要:針對煙氣排放連續監測系統(CEMS)現場檢測中發現的許多問題進行了探討,并提出建議,認為完善和規范標準體系、加強監督管理是解決當前問題的主要途徑。
關鍵詞:火電廠, CEMS,檢測,校準
煙氣排放連續監測系統(CEMS)數據作為反映電廠SO2 治理效果的依據逐漸被認可。為了避免 CEMS使用過程中產生虛假、錯誤數據,國家環保總局于2007年相繼出臺了《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》(HJ /75 - 2007)和《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術技術要求和檢測方法》(HJ / 76 - 2007) ,對CEMS檢測進行了規范。這樣, CEMS 將不僅僅是電廠的監控儀表,同時還具有了法律地位和作用,而CEMS的校準工作作為所有監督、管理工作的基礎,也在全國范圍內迅速展開。
1 CEM S檢測情況
河南電力試驗研究院曾對河南豫新電廠、華能沁北電廠、姚孟電廠等配置的CEMS進行了檢測。檢測過程按照《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》和《固定污染源煙氣排放連續監測系統技術技術要求和檢測方法》進行,檢測內容主要包括顆粒物、SO2、NOx 、O2、煙氣流速、煙溫。
通過對河南省火電廠CEMS的調查,發現新建電廠和脫硫電廠采用的取樣方式以完全抽取式為主,采用在線式采樣方式的電廠不多。出現這種情況的原因是儀器在線標定存在一定困難,而國內鍋爐燃燒工況復雜,高粉塵、高濕度環境對儀器的磨損大,需要定期校準和清理維護。基本沒有電廠使用稀釋采樣法,原因是國內這種采樣設備的生產廠家少,且價格昂貴。
2 CEM S現場檢測中應關注的問題
2. 1 顆粒物檢測
(1) 必須對檢測數據進行修正。在線檢測通常采用激光背向散射測塵儀和不透明度測塵儀,與現場測試采用的國標S型皮托管自動煙塵采樣濾筒收塵存在較大的差別。測塵儀只通過一點的濃度來確定整個煙道的顆粒物濃度,受煙道顆粒物濃度分布影響較大,而濾筒收塵則是采集多組數據以接近真實值。拉網格和單孔測試之間的誤差超過20% ,因此,按標準要求必須對CEMS檢測數據進行修正。
(2)組合煙槍和煙氣分析儀難以滿足大型煙道的采樣要求。以華能沁北電廠600MW 機組為例, 煙道面積約為70m2 ,組合煙槍最長5m,根本無法進行全面拉網格測試。
(3)采樣時間應根據煙塵濃度進行調整。按照 HJ /76 - 2007 的規定,濾筒中應收集到10mg以上的顆粒物,這樣才能確保檢測數據的相對誤差小于 1%。這就要求對煙塵濃度進行預估,不同濃度煙塵的采集時間不同。另外,如果電廠未設置GGH,因為脫硫后的煙氣濕度較大,如果延長采樣時間會使濾筒濕度加大,從而產生更大的誤差。
2. 2 氣態污染物檢測
(1)校準時的氣密性問題。在采用標準氣體法校準過程中,如果發現校準后的檢測誤差依然很大, 很可能是存在漏氣,特別是在采用完全抽氣法時,密閉不嚴會有空氣抽入,從而影響測試結果。
(2)根據HJ /76 - 2007的規定,用標準氣體對儀器進行校準時,零氣和標準氣體要與樣品氣體通過相同的路徑(包括采樣管、過濾器、洗滌器、調節器等) ,即氣態污染物在線校準應是全系統校準。但現場的部分設備未安裝全系統校準氣路,即使采用自動校準儀器,標準氣體也不會經過采樣管。
(3)對于無法使用標準氣法進行校準的在線設備,或者用標準氣法校準困難的設備,能否使用參比法校準,并通過改變煤種來實現氣態污染物濃度的改變,尚沒有明確規定。
2. 3 流速校準
HJ /76 - 2007規定的流速校準檢測涉及到的精密度問題,主要反映的是參比流速和實際流速比值的標準偏差,但此比值并不能完全反映CEMS檢測數據的準確性,需要同時用相對誤差表征。
2. 4 數據處理和傳輸
除了取樣和測定方面的問題, CEMS還包括了自動化控制系統,尤其是DAS的應用,使得測定數據有可能在運算處理和傳輸階段出現問題。目前 CEMS采用的數據處理系統是基于W indows系統的組態軟件,這些軟件一般都具有對工業控制系統中的各種設備、標簽量、畫面等進行配置和編輯的功能,這就使PC畫面上顯示的數據完全可能是實測值經編輯處理后的數據;此外,量程設置也是容易出問題的地方。
3 原因和對策
3. 1 現場檢測中出現問題的原因
3. 1. 1 現場條件復雜多變
(1)機組工況變化引起大型煙道中各種污染物的濃度變化較大。
(2)煙道測點不規范。
(3)各廠家校準管線連接和操作方法不同。
3. 1. 2 現行標準缺失
(1)設計標準。脫硫系統設計標準的缺失使檢測儀表很難長期安全、可靠運行。
(2)檢測規范。檢測規范需要完善,一些技術問題如濕度對顆粒物測定的影響、低濃度煙氣的準確測定等, HJ /75 - 2007中雖有規定,但難以用在線儀表測定,且無法保證測定的準確性。
(3)計量檢定規范。檢測規范只控制設備安裝和投運,但不能保證其長期、穩定、可靠運行,要保證 CEMS數據的準確,必須進行定期校準和檢測。
3. 1. 3 設備廠家服務不到位
設備廠家往往是與脫硫承包商簽訂服務合同, 一旦設備出現問題,電廠不能直接找設備廠家,結果許多問題拖延不決;資料配件不足,特別是標準氣體管理混亂,使得標準氣體不能及時到位或者過期。
3. 2 對策及建議
(1)完善規范和相關標準。建立和完善CEMS 設計、安裝、運行、檢測的各種規范和標準,同時加強相關科研力度。
(2)加強監管和培訓。CEMS要取得真正的適時環保數據,還需要長期的監督和學習,尤其需要對一線運行、檢修和監督管理人員進行培訓,這樣才能做好CEMS的日常運行和維護工作。
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