火電廠煙氣連續排放監測的探討

我國是*二大能源生產和消費國，以煤炭為主的能源消費造成了大氣的嚴重污染。其中以燃煤為基礎的火力發電廠產生的煙氣是大氣污染物排放的主要組成部分。為減輕燃煤電廠對環境的污染，國家環境保護總局于1996年3月批準了GB13223-1996《為電廠大氣污染物排放物標準》，并于1997年7月1日起開始施行。同時各地方政府，特別是國家劃定的二氧化硫控制區和酸雨控制區已積極的采取步驟對大氣污染物二氧化硫、煙塵等進行監控和限制。因此安裝煙氣排放連續監測系統，一方面對提高燃煤電廠的經濟優化運行管理有著積極的幫助，另一方面通過對二氧化硫、氮氧化物、煙塵等污染物排放的監測和控制，從而減少對環境的破壞有著顯著的社會效益。

1 不同的連續排放監測系統比較

1.1煙氣連續排放監測系統結構

煙氣連續排放監測系統的構成包括以下幾個主要部分：煙氣氣態組份監測子系統、顆粒物監測子系統、煙氣參數監測子系統及數據采集與通訊子系統。其中煙氣氣態組份監測子系統通過采樣單元從煙道中采集煙氣樣品，然后經過預處理將煙氣送到煙氣組份的分析登記表中，從而得到煙氣中二氧化硫、氮氧化物等各組份的數值。顆粒物監測子系統主要用于測量煙氣的流量及溫度，它與煙氣各組份的濃度相結合得出各污染物的排放問題。數據采集與通訊子系統則完成數據的采集、處理、存儲并打印各種報表，同時和電廠的DCS或MIS連接，并可通過專線與環保部門連接，以實現對排放物的監控。

1.2不同系統的原理

1.2.1直接測量法

采用直接測量的系統主要特點是直接在鍋爐的尾部煙道上安裝系統，無需采樣管線及煙氣的預處理裝置，煙氣直接通入分析登記表中得出具體數值。其雖然環節簡單，但也存在以下的缺點：

（1） 為了防止煙氣的冷凝系統一般需要全部加熱其中包括分析儀表；

（2） 由于煙道中工況復雜，環境惡劣使儀器的維護工作量大且要求有很高的水平；

（3） 由于沒有煙氣預處理的設備，系統的分析儀表易堵塞和腐蝕，從而影響系統的正常投運。

1.2.2稀釋法

稀釋法系統是濕法測量，它的原理是將采樣的煙氣用高純度的稀釋氣體稀釋100～200倍，使樣氣的露點溫度降低至環境溫度以下，然后送至微量分析儀表進行分析，再將分析儀表的結果還原乘以稀釋比系數（100～200）放大，從而得出檢測值。

1.2.3抽取法

與稀釋法系統的濕法測量原理不同，抽取法用的是干法測量，它通過的采樣探頭將煙氣取樣后，經伴熱使煙氣溫度控制在150～200℃之間，在露點溫度之上，然后送至控制系統機柜中，經過除塵、除濕等樣氣預處理后送至常規分析儀表中進行分析檢測。

1.3稀釋法與抽取法測量系統的比較

采用稀釋法煙氣經稀釋后其中的水分露點降至環境溫度以下，樣氣在傳輸的過程中沒有水分凝結所帶來的問題，無需對煙氣的傳輸管線進行伴熱。它是濕法測量，不受煙氣溫度的限制。其缺點是：

（1） 系統的技術要求相對較高，特別是對分析儀表的靈敏度和度要求高；

（2） 取樣探頭的結構復雜，成本較高；

（3） 由于取樣后要稀釋，所以對稀釋氣體的純度要求也很高，倘若在稀釋氣體中有雜質特別是有被檢測的氣體組份存在的話，經過儀表分析并放大后將產生很大的偏差，造成數據嚴重失真；

（4） 在實際運行中鍋爐燃燒煤種和機組的負荷都可能不斷的變化，導致煙氣量發生變化，因而使稀釋比不定；

（5） 實際應用中，采用稀釋法的系統在環境溫度過低時仍需伴熱系統的正常運行。

采用干式抽取法測量的優點在于系統便于安裝操作，采用常規的分析儀表系統的誤差小，樣氣無需稀釋，運行成本和維護工作量小，但也有其缺點：

（1） 煙氣傳輸管道需要伴熱，以防止煙氣中的水分凝結下來，造成系統部件腐蝕和分析成分的損失；

（2） 煙氣進入儀表前需經過除塵、除濕的預處理環節；

（3） 系統為負壓要求其密封性要好。