火電廠煙氣排放流場測試研究

趙士彬 沈建康 蔡同鋒

摘要：火電廠煙氣CEMS應(yīng)該安裝在能準(zhǔn)確可靠地連續(xù)監(jiān)測固定污染源煙氣排放狀況的有代表性的位置上，要求在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處分別安裝了CMES儀表，由于受現(xiàn)場位置的限制，CEMS裝置二氧化硫及流速測點(diǎn)代表性差，測量精度較低，針對某電廠在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處煙氣流場進(jìn)行網(wǎng)格測試及數(shù)據(jù)分析，找出相對穩(wěn)定的流場區(qū)域，提出選取合適位置的建議。

中圖分類號：X831 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T75-2007 要求火電廠安裝CEMS在線監(jiān)測儀表，以達(dá)到對火電廠煙氣排放的在線監(jiān)控，并作為環(huán)保部門的管理依據(jù)，達(dá)到減排任務(wù)?；痣姀S的在線監(jiān)控儀一般安裝在煙囪前的水平煙道上，由于大部分電廠后期加裝脫硫設(shè)備，受場地的限制，無法滿足（HJ/75-2007)中6.2.2的要求，“對于氣態(tài)污染物CEMS應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于2倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于0.5倍直徑處?！比欢鴮?shí)際操作中幾乎不可能在煙道上找到符合這些規(guī)范的監(jiān)測點(diǎn)位。這樣的測點(diǎn)位設(shè)置后，會導(dǎo)致在湍流的氣體影響下，特別是設(shè)在彎道下游的地方，顆粒物的采集和CEMS系統(tǒng)測定的結(jié)果偏差較大,比對準(zhǔn)確性較低。

本文結(jié)合xx火電廠xx臺330 MW 機(jī)組煙氣排放監(jiān)測點(diǎn)的煙道布局現(xiàn)狀，通過對煙道斷面煙氣流速和SO2分布的現(xiàn)場測試和通過數(shù)學(xué)模型技術(shù)分析，提出了出一套符合運(yùn)行監(jiān)控和選取合適位置的建議。

試驗(yàn)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)采用《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》HJ/T 75-2007和《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）。本次試驗(yàn)所采用測試儀器和儀表均已按規(guī)定經(jīng)過計(jì)量部門的檢驗(yàn)并已取得檢定證書，并在有效期內(nèi)。煙氣分析儀器在每次試驗(yàn)前進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)。本次所用的儀器為2臺全自動煙塵測定儀嶗應(yīng)3012H,2臺testo350煙氣成份分析儀.

1測點(diǎn)布置及試驗(yàn)方法

1.1 測點(diǎn)布置：XX機(jī)組脫硫系統(tǒng)進(jìn)口及煙囪入口處的測量斷面和測孔數(shù)量均已按有關(guān)規(guī)定選擇和開設(shè)。由于某些測孔銹死無法打開，就沒有選用。

1.2 測量方法：《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》（GB/T16157-1996）；

1.3 試驗(yàn)參數(shù)測量

1.3.1煙道靜壓及煙氣密度的測量

利用標(biāo)準(zhǔn)皮托管和Ｕ型管壓力計(jì)測出測量斷面處的煙道靜壓，利用上一步驟測出煙氣溫度，利用大氣壓力表測出大氣壓，根據(jù)這三個數(shù)據(jù)可以計(jì)算出實(shí)際狀態(tài)的煙氣密度[1]。

1.3.2煙氣動壓的測量

利用標(biāo)準(zhǔn)皮托管或靠背式皮托管和煙塵采樣儀中的差壓表可以測出煙氣的動壓。

1.3.3煙氣流速的測量

利用上面步驟測出煙氣密度和動壓值及已確定的檢定后皮托管系數(shù)（Kp）這三個數(shù)據(jù)可以計(jì)算出煙氣流速。

2 試驗(yàn)工況

本次試驗(yàn)XX機(jī)組在277MW工況下測試，鍋爐運(yùn)行參數(shù)基本穩(wěn)定，燃燒穩(wěn)定，制粉系統(tǒng)能固定在一定方式下運(yùn)行，給粉均勻。送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)電流及擋板開度基本保持不變。試驗(yàn)前原煤倉加滿煤，停止吹灰、排污、打焦等影響測試的操作，試驗(yàn)期間，鍋爐不投用助燃油，保持燃燒穩(wěn)定，維持空氣預(yù)熱器出口氧量基本不變，鍋爐排煙通暢。電除塵器各電場均正常投運(yùn)，高壓供電系統(tǒng)與低壓控制裝置均正常運(yùn)行，電除塵器進(jìn)出口煙道檢視孔、本體各電場人孔門和灰斗落灰管等處無大的漏風(fēng)現(xiàn)象。電除塵器陰陽極振打系統(tǒng)正常運(yùn)行。試驗(yàn)前完成CEMS系統(tǒng)經(jīng)校零及標(biāo)定，整個標(biāo)定過程分兩步進(jìn)行，首先就所有在線儀表的零點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定，然后對其量程進(jìn)行標(biāo)定。

3 試驗(yàn)結(jié)果及評價

3.1煙氣流速流場檢測分析

3.2二氧化硫流場檢測分析

4 結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

由表3-1～表3-2可以看出：在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口第3個測孔中心區(qū)域、煙囪入口處第4測試孔中心區(qū)域煙氣流速相對具有代表性，建議在此范圍內(nèi)設(shè)置煙氣流速取樣探頭；由表3-3～表3-4可以看出：在脫硫系統(tǒng)進(jìn)口第6個測孔中心區(qū)域；煙囪入口處第4個測孔中心區(qū)域SO2濃度相對具有代表性，建議在此范圍內(nèi)設(shè)置SO2取樣探頭。

4.2建議

4.2.1 針對大部分電廠脫硫煙道結(jié)構(gòu)和布局現(xiàn)狀，在鋼結(jié)構(gòu)煙道內(nèi)布置導(dǎo)流板可以有效改善煙氣流場分布的均勻性，從而有效提高流速及煙氣監(jiān)測的精度[2]。

4.2.2 煙囪內(nèi)一定高度以上的煙氣流為層流狀態(tài)，流速及煙氣分布較為均勻，在此處設(shè)置CEMS監(jiān)測點(diǎn)是較為理想的。目前江蘇省內(nèi)已經(jīng)要求火電廠在煙囪一定高度處新增CEMS測點(diǎn)，以便數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及代表性。

4.2.3在煙囪入口處煙道分別安裝數(shù)套流速儀監(jiān)測煙氣流速。該方法能有效解決單一流量儀監(jiān)測煙氣流量精度差的問題，同時能滿足脫硫裝置運(yùn)行監(jiān)控和環(huán)保監(jiān)測的要求。

4.2.4 同時應(yīng)定期對CEMS監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和標(biāo)定，包括取樣探頭、濾芯器的清洗及更換，流量計(jì)與抽氣泵的清洗，保證儀器正常穩(wěn)定運(yùn)行。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 國家環(huán)境保護(hù)總局《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》編委會．空氣和廢氣監(jiān)測分析方法[M].4版.2003.

[2] 王萬林,齊小娟.火電廠煙氣排放流量測量方法研究.浙江電力.1007—188(2009)06—0017—03