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浅析烟气连续监测系统的安装应用

烟气排放连续监测系统(CEMS)是专用于固定污染物烟气排放的连续监测系统,根据不同的需要,可以选择不同的测量参数;(如:SO2、NOX、CO、O2、m3/h、T、P、尘mg/m3、湿度等)。并可以经过数据采集通讯装置,通过调制解调器(Modem、GPRS、CDMA)将数据传送至环保行政主管部门,使用单位也可以进行远程的监测或接入DCS系统。

烟气排放连续监测系统一般包含三个系统:气态污染物监测系统、颗粒污染物监测系统及气体参数测量系统。气态污染物监测系统包含如下几个测量组件:取样单元;样气传输单元;样气处理单元;样气分析单元;颗粒物分析单元一般由粉尘浓度测量仪构成;气体参数测量单元一般包含有:流速测定仪、压力变送器、温度变送器、湿度变送器。

气态污染物监测系统采用抽取式的测量方法,将被测气体从烟道中抽出,通过取样单元、样气传输单元、预处理单元,送至红外线气体分析仪器。从而检测出气态污染物的浓度。并在控制单元的控制下进行反吹、校准、报警等功能。因此气态污染物监测系统的设备配置有:取样探头、复合管线、系统机柜。系统机柜组合了样气预处理单元、反吹单元、校准单元、分析单元、控制及数据处理单元。颗粒污染物的设备配置一般采用粉尘浓度测量仪,完成对烟气排放中颗粒污染物的连续监测。污染物烟气排放的其它参数,则可以通过不同原理、性能的设备进行测量。

因此,整个烟气连续监测系统的安装主要包含主机柜部分及就地取样单元,中间采用电缆及复合管线将整个系统连接。就地取样单元需要安装有如下设备:气体污染物取样探头、粉尘浓度仪探头、湿度仪、压力变送器、温度变送器、烟气流量仪。在笔者所参与的各个大小工程中,一般有两种选择:其一、将烟气取样点选择在引风机出口至烟囱的母管段,系统机柜放置在引风机室或就地检修平台;其二、将烟气取样点选择在烟囱内,标高选择在50米左右,系统机柜放置在烟囱0米。下面就这两种安装位置的优缺点进行比较。

方案一:取样点选在引风机出口的母管段时,优点是安装检修方便,机柜放置在引风机室或者就地平台,日常维护也便利;缺点是由于引风机出口母管管段一般并不是直管段,如下图所示,在两台引风机出口烟道汇合之后,经过一个近6米长的方形烟道之后,通过一个扩径烟道与烟囱相连,由此可以选定压力、流速、粉尘度及气体取样的取样位置只能选择在6米长的直管段上。

方案二:取样点选在烟囱内时,如下图所示,优点是:由于烟囱长度一般都在150米左右,一般选择在第一层信号灯检修平台上,这就可以看出来,由于烟筒垂直安装且烟筒内钢制管道直径一致,因此烟气的流速平稳,粉尘度和压力测量值都能很稳定,气体取样也能取到平稳的烟气,缺点是由于安装位置过高,检修维护很不方便。

根据最新电力建设施工质量验收及评价规程第4部分:热工仪表及控制装置中孔板、喷嘴和文丘里喷嘴所需要的最短直管段长度要求,现场流量元件现场选择直管段时,一般要求流量元件前直管段要求在10D,流量元件后直管段要求在5D(D为管道直径)。

根据这个可以轻松计算出:方案一中,直管段的烟道总长度才6米,而方形烟道尺寸为6m*3.5m,因此想要严格按照规程来选择的话,该位置不能进行取样安装流量元件。而方案二中,烟道直径为3米,按照流量元件前直管段10D来计算的话,前面需要30米长,而选择安装取样元件的位置在50米平台左右,完全符合规程的要求。

从以上的分析来看,追求烟气分析测量值的准确度的话,就应该选择安装在烟囱内,追求检修维护方便的话,就应该选择在引风机出口。但是仁者见仁智者见智,而导致每台电厂所设计的安装位置不尽相同,但是笔者相信,随着排放入大气中污染物的增多,烟气连续监测系统的重要性也越来越大,为了严格控制排放量,将系统取样点安装在烟囱内必将成为电厂唯一的选择。