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浅谈固定污染源烟气排放连续监测中安装位置的要求

摘要:为加强污染源监管,实施污染物排放总量控制与排污许可证制度和排污收费制度,预防污染事故,提高环境管理科学化、信息化水平,根据《大气污染防治法》等有关环境保护法律法规及“十一五”规划提出的二氧化硫排放总量削减10%,排放连续监测(CEMS)已成为一种最有效的定量和监控管理手段。本文对固定污染源烟气排放连续监测中安装的位置提出了要求,对比分析了不同监测方式下检测出的烟气中二氧化硫浓度,得出了相应结论。
关键词:固定污染源 连续监测 安装位置浓度对比

2005年9月《污染源自动监控管理办法》的颁布,明确了排放连续监测(CEMS)在我国的法律地位,有效数据可作为监管依据,原来的HJ/T75-2001已不能完全满足现有的环境管理发展的需要。2007年颁布的HJ/T75-2007固定污染源烟气排放连续监测技术规范,以自动监测为环境管理服务,提供执法依据。强化政府管理功能和监督管理效力,简明扼要,便于管理实施。此标准是各级环保部门开展烟气排放连续监测(CEMS)工作的指导性规范。
固定污染源烟气排放连续监测(CEMS)主要由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数测量子系统、数据采集传输与处理子系统组成。根据铁岭市排放连续监测现有状况,只有少数企业安装了气态污染物排放连续监测(以中电国际辽宁清河发电有限责任公司为代表)。
1 固定污染源烟气排放连续监测安装位置的要求
固定污染源烟气排放连续监测(CEMS)数据准确与否和排放连续安装的位置有很大关系。在烟道中烟气速度场和烟气浓度场的分布是不均匀的。一般情况下,速度场是中心处速度快,靠近管壁处的速度慢;而烟尘浓度场,在垂直烟道中,中心处烟尘粒子较小,浓度也较低,靠近管道壁处的烟尘粒子较粗,浓度也较高;而在水平管道中,上部烟尘颗粒较细,浓度也低,而在下部颗粒较大,浓度也偏高,特别是在烟气流速较低的烟道中更为明显。另外,烟道(从锅炉出口至烟囱入口)在走行中也有拐弯、风机、闸门等变径处,这些地方的气流因受干扰而产生涡流,严重影响速度场和浓度场的分布。因此,固定污染源烟气排放连续监测(CEMS)测定烟气污染物浓度时,测量结果是否准确、是否有代表性,在很大程度上取决于测试开孔位置选择的正确与否。
1.1 选择固定污染源烟气(CEMS)测试点的一般要求
1.1.1位于固定污染源排放控制设备的下游;不受环境光线和电磁辐射的影响;烟道振动幅度尽可能小。
1.1.2安装位置应避免烟气中水滴和水雾的干扰,不漏风。
1.1.3安装烟气排放连续监测(CEMS)的工作区域必须提供永久性的电源,以保障烟气排放连续监测的正常运行。
1.1.4采样或监测平台易于人员到达,有足够的空间,便于日常维护和比对监测。当采样平台设置在离地面高度≥5米的位置时,应有通往平台的Z字梯/旋梯/升降梯。
1.1.5为室外的烟气排放连续监测(CEMS)装置提供掩蔽所,以便在任何天气条件下不影响烟气排放连续监测(CEMS)的运行和不损害维修人员的健康,能够安全地进行维护。安装在高空位置的烟气排放连续监测(CEMS)要采取措施防止发生雷击事故,做好接地,以保证人身安全和仪器的运行安全。
2 选择固定污染源烟气(CEMS)测试点的具体要求
2.1应优先选择在垂直管道和烟道负压区域。
2.2测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。对于颗粒物CEMS,应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍烟道直径,以及距上述部件上游方向不小于2倍烟道直径处;对于气态污染物CEMS,应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于2倍烟道直径处,以及距上述部件上游方向不小于0.5倍烟道直径处。对矩形烟道,其当量直径D=2AB/(A+B),式中A、B为边长。当安装位置不能满足上述要求时,应尽可能选择在气流稳定的断面,但安装位置前直管段的长度必须大于安装位置后直管段的长度。
2.3为了便于颗粒物和流速参比方法的校验和比对监测,烟气CEMS不宜安装在烟道内烟气流速小于5m/s的位置。
2.4每台固定污染源排放设备应安装一套烟气CEMS。
2.5若一个固定污染源排气先通过多个烟道后进入该固定污染源的总排气管时,应尽可能将烟气CEMS安装在该固定污染源的总排气管上,但要便于用参比方法校验颗粒物CEMS和烟气流速CMS。不得只在其中一个烟道上安装一套烟气CEMS,将测定值的倍数作为整个源的排放结果,但允许在每个烟道上安装相同的烟气CEMS,测定值汇总后作为该源的排放结果。
2.6火电厂湿法脱硫装置后未安装烟气GGH(气—气换热器)的烟道内,由于水份的干扰,颗粒物CEMS无法准确测定其浓度,颗粒物CEMS可安装在脱硫装置前的管段中。
2.7固定污染源烟气净化设备设置有旁路烟道时,应在旁路烟道内安装烟气流量连续计量装置。
2.8当烟气CEMS安装在矩形烟道时,若烟道截面的高度大于4米,则不宜在烟道顶层开设参比方法采样孔;若烟道截面的宽度大于4米,则应在烟道两侧开设参比方法采样孔,并设置多层采样平台。
2.9点测量CEMS的测量点位应符合下列条件之一:
2.9.1颗粒物CEMS的测量点位离烟道壁的距离不小于烟道直径的30%,气态污染物CEMS、氧气CMS以及流速CMS的测量点位离烟道壁距离不小于1米。
2.9.2位于或接近烟道断面的矩心区。
2.10线测量CEMS的测量点位应符合下列条件之一:
2.10.1颗粒物CEMS的测量点位所在区域离烟道壁的距离不小于烟道直径的30%,气态污染物CEMS、氧气CMS以及流速CMS的测量点位离烟道壁距离不小于1米;中心位于或接近烟道断面的矩心区。
2.10.2测量线长度大于或等于烟道断面直径或矩形烟道的边长。
3 测试中电国际辽宁清河发电有限责任公司烟气中二氧化硫排放连续监测与实际监测数值比对。
监测所用仪器TH880—Ⅴ型烟尘微电脑平行采样仪在监测前经计量检定合格。现场测试期间,生产设备正常且稳定,并通过调节固定污染源烟气净化设备而达到某一排放状况,该状况在测试期间保持稳定,流速、烟温稳定正常。对比值见下表。

4 结论
4.1 固定污染源烟气排放连续监测(CEMS)测定烟气污染物浓度时,要正确选择测试开孔位置,保证测量结果准确、具有代表性。
4.2 通过烟气中二氧化硫排放实际监测值与连续监测值对比,得到两组数据的差值和标准差,差值最大为22 mg/m3 ,实测值较连续监测值大的概率达到75%;标准差很接近,连续监测值较实测值要稳定。