火电厂烟气排放连续监测系统的检测
摘要:针对烟气排放连续监测系统(CEMS)现场检测中发现的许多问题进行了探讨,并提出建议,认为完善和规范标准体系、加强监督管理是解决当前问题的主要途径。
关键词:火电厂, CEMS,检测,校准
烟气排放连续监测系统(CEMS)数据作为反映电厂SO2 治理效果的依据逐渐被认可。为了避免 CEMS使用过程中产生虚假、错误数据,国家环保总局于2007年相继出台了《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》(HJ /75 - 2007)和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术技术要求和检测方法》(HJ / 76 - 2007) ,对CEMS检测进行了规范。这样, CEMS 将不仅仅是电厂的监控仪表,同时还具有了法律地位和作用,而CEMS的校准工作作为所有监督、管理工作的基础,也在全国范围内迅速展开。
1 CEM S检测情况
河南电力试验研究院曾对河南豫新电厂、华能沁北电厂、姚孟电厂等配置的CEMS进行了检测。检测过程按照《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术技术要求和检测方法》进行,检测内容主要包括颗粒物、SO2、NOx 、O2、烟气流速、烟温。
通过对河南省火电厂CEMS的调查,发现新建电厂和脱硫电厂采用的取样方式以完全抽取式为主,采用在线式采样方式的电厂不多。出现这种情况的原因是仪器在线标定存在一定困难,而国内锅炉燃烧工况复杂,高粉尘、高湿度环境对仪器的磨损大,需要定期校准和清理维护。基本没有电厂使用稀释采样法,原因是国内这种采样设备的生产厂家少,且价格昂贵。
2 CEM S现场检测中应关注的问题
2. 1 颗粒物检测
(1) 必须对检测数据进行修正。在线检测通常采用激光背向散射测尘仪和不透明度测尘仪,与现场测试采用的国标S型皮托管自动烟尘采样滤筒收尘存在较大的差别。测尘仪只通过一点的浓度来确定整个烟道的颗粒物浓度,受烟道颗粒物浓度分布影响较大,而滤筒收尘则是采集多组数据以接近真实值。拉网格和单孔测试之间的误差超过20% ,因此,按标准要求必须对CEMS检测数据进行修正。
(2)组合烟枪和烟气分析仪难以满足大型烟道的采样要求。以华能沁北电厂600MW 机组为例, 烟道面积约为70m2 ,组合烟枪最长5m,根本无法进行全面拉网格测试。
(3)采样时间应根据烟尘浓度进行调整。按照 HJ /76 - 2007 的规定,滤筒中应收集到10mg以上的颗粒物,这样才能确保检测数据的相对误差小于 1%。这就要求对烟尘浓度进行预估,不同浓度烟尘的采集时间不同。另外,如果电厂未设置GGH,因为脱硫后的烟气湿度较大,如果延长采样时间会使滤筒湿度加大,从而产生更大的误差。
2. 2 气态污染物检测
(1)校准时的气密性问题。在采用标准气体法校准过程中,如果发现校准后的检测误差依然很大, 很可能是存在漏气,特别是在采用完全抽气法时,密闭不严会有空气抽入,从而影响测试结果。
(2)根据HJ /76 - 2007的规定,用标准气体对仪器进行校准时,零气和标准气体要与样品气体通过相同的路径(包括采样管、过滤器、洗涤器、调节器等) ,即气态污染物在线校准应是全系统校准。但现场的部分设备未安装全系统校准气路,即使采用自动校准仪器,标准气体也不会经过采样管。
(3)对于无法使用标准气法进行校准的在线设备,或者用标准气法校准困难的设备,能否使用参比法校准,并通过改变煤种来实现气态污染物浓度的改变,尚没有明确规定。
2. 3 流速校准
HJ /76 - 2007规定的流速校准检测涉及到的精密度问题,主要反映的是参比流速和实际流速比值的标准偏差,但此比值并不能完全反映CEMS检测数据的准确性,需要同时用相对误差表征。
2. 4 数据处理和传输
除了取样和测定方面的问题, CEMS还包括了自动化控制系统,尤其是DAS的应用,使得测定数据有可能在运算处理和传输阶段出现问题。目前 CEMS采用的数据处理系统是基于W indows系统的组态软件,这些软件一般都具有对工业控制系统中的各种设备、标签量、画面等进行配置和编辑的功能,这就使PC画面上显示的数据完全可能是实测值经编辑处理后的数据;此外,量程设置也是容易出问题的地方。
3 原因和对策
3. 1 现场检测中出现问题的原因
3. 1. 1 现场条件复杂多变
(1)机组工况变化引起大型烟道中各种污染物的浓度变化较大。
(2)烟道测点不规范。
(3)各厂家校准管线连接和操作方法不同。
3. 1. 2 现行标准缺失
(1)设计标准。脱硫系统设计标准的缺失使检测仪表很难长期安全、可靠运行。
(2)检测规范。检测规范需要完善,一些技术问题如湿度对颗粒物测定的影响、低浓度烟气的准确测定等, HJ /75 - 2007中虽有规定,但难以用在线仪表测定,且无法保证测定的准确性。
(3)计量检定规范。检测规范只控制设备安装和投运,但不能保证其长期、稳定、可靠运行,要保证 CEMS数据的准确,必须进行定期校准和检测。
3. 1. 3 设备厂家服务不到位
设备厂家往往是与脱硫承包商签订服务合同, 一旦设备出现问题,电厂不能直接找设备厂家,结果许多问题拖延不决;资料配件不足,特别是标准气体管理混乱,使得标准气体不能及时到位或者过期。
3. 2 对策及建议
(1)完善规范和相关标准。建立和完善CEMS 设计、安装、运行、检测的各种规范和标准,同时加强相关科研力度。
(2)加强监管和培训。CEMS要取得真正的适时环保数据,还需要长期的监督和学习,尤其需要对一线运行、检修和监督管理人员进行培训,这样才能做好CEMS的日常运行和维护工作。
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