燃煤火電廠煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致性探討

張宇

【摘 要】目前，煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）廣泛應(yīng)用在我國燃煤火力發(fā)電廠。它是監(jiān)督火電廠煙氣顆粒污染物和氣態(tài)污染物排放的主要手段，煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)有多個(gè)數(shù)據(jù)接收終端用戶，由于數(shù)據(jù)傳輸方案和數(shù)據(jù)處理方式的差異，接收終端用戶監(jiān)測到的數(shù)據(jù)可能會出現(xiàn)差異。

【關(guān)鍵詞】CEMS；數(shù)據(jù)處理；準(zhǔn)確性；一致性

【Abstract】At present， the flue gas on-line monitoring system（CEMS） is widely used in our country. It is the supervision of thermal power plant emissions primarily means， flue gas on-line monitoring system has a plurality of data receiving terminal users， due differences in data transmission scheme and the method of data processing， receiving terminal user monitoring to data may be inconsistent.

【Key words】CEMS； Data processing； Accuracy； Consistency

0 引言

2005年11月1日國家環(huán)保部門頒布了《污染源自動監(jiān)控管理辦法》（以下簡稱《辦法》），《辦法》規(guī)定火力發(fā)電廠必須安裝煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS），CEMS裝置已成為燃煤火電廠環(huán)保設(shè)施的重要組成部分。CEMS監(jiān)測數(shù)據(jù)作為環(huán)保部門排污許可證發(fā)放、污染源監(jiān)督執(zhí)法、排污費(fèi)征收和減排總量核查的主要依據(jù)。

2014年9月，發(fā)改委、環(huán)保部和能源局發(fā)布了發(fā)改能源（2014）2093號文，制定了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃（2014-2020年）》，即對現(xiàn)有及新增燃煤電廠改造后要求大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)排放限值，二氧化硫、氮氧化物和顆粒物排放限值分別為35mg/m3、35mg/m3和5mg/m3。嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對CEMS裝置數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提出了更高的要求。

1 煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（Continuous emission monitoring systems for flue gas）簡稱CEMS，CEMS裝置作為燃煤火電廠環(huán)保設(shè)施的一部分，用來測定鍋爐燃燒后的外排煙氣中的污染源顆粒物和氣態(tài)污染物濃度，并對污染物排放總量進(jìn)行連續(xù)自動監(jiān)測。CEMS裝置將污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息傳送到環(huán)保主管部門；CEMS監(jiān)測數(shù)據(jù)同時(shí)也對燃煤火電廠脫硝、電除塵和脫硫等環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化控制、監(jiān)控和管理；以提高環(huán)保設(shè)施的效率。CEMS監(jiān)測數(shù)據(jù)已經(jīng)成為檢驗(yàn)環(huán)保實(shí)施運(yùn)行效果的重要參考依據(jù)。

燃煤火電廠煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)儀表監(jiān)測項(xiàng)目：

1）機(jī)組鍋爐SCR脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器入口監(jiān)測NOX、O2的濃度；SCR脫硝系統(tǒng)反應(yīng)器反應(yīng)器出口監(jiān)測NOX、O2、NH3的濃度；

2）機(jī)組脫硫系統(tǒng)入口監(jiān)測SO2、O2濃度，并應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場機(jī)組工藝流程監(jiān)控和地方環(huán)保部門要求增加其他參數(shù)監(jiān)測；

3）機(jī)組煙氣污染物排放監(jiān)測項(xiàng)目至少包括：SO2、NOX、O2、煙塵、煙氣溫度、流量壓力、濕度（圖1）。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)四個(gè)部分組成。它能夠監(jiān)測并計(jì)算出瞬時(shí)、當(dāng)天及月、一年的積累值，提供環(huán)境保護(hù)部門要求的數(shù)據(jù)報(bào)表，還可以輔助控制除塵、脫硫設(shè)備，具有優(yōu)化燃燒的作用。

2 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

火電廠污染物排放主要監(jiān)控鍋爐燃煤后的煙氣經(jīng)脫硝、除塵、脫硫處理后的廢氣污染物中的顆粒物污染物和氣態(tài)污染物。我國目前主要監(jiān)控廢氣污染物中的二氧化硫、氮氧化物、煙塵三個(gè)參數(shù)。

CEMS裝置現(xiàn)場安裝一般由煙道上的取樣測量裝置、煙氣預(yù)處理裝置、儀表電控裝置裝置、數(shù)據(jù)采集及處理裝置等構(gòu)成。二氧化硫和氮氧化物分析儀測量氣態(tài)污染物中的二氧化硫和氮氧化物濃度，煙塵測量儀測量污染中的顆粒物濃度。二氧化硫分析儀、氮氧化物分析儀、煙塵儀測量的數(shù)據(jù)分兩路傳輸；一路以4-20mA送到機(jī)組DCS控制系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸PI系統(tǒng)，用于企業(yè)自身對煙氣污染物的監(jiān)控，同時(shí)此路數(shù)據(jù)傳送給當(dāng)?shù)厥。ㄊ校╇娋W(wǎng)公司，用于省（市）電力對企業(yè)廢氣污染物的監(jiān)控；另一路經(jīng)上位機(jī)與數(shù)采儀通訊；以0-10V信號每隔5分鐘一個(gè)數(shù)字通過GPRS裝置將數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保主管部門，用于環(huán)保主管部門對發(fā)電企業(yè)廢氣污染物的監(jiān)管。示意圖見圖3。

從以上分析可以看出：煙氣分析儀測量數(shù)據(jù)主要分兩路傳輸；一路用于環(huán)保部門和地方政府對企業(yè)煙氣污染物排放的監(jiān)管；另一路用于企業(yè)自身對煙氣污染物排放的監(jiān)管。兩路數(shù)據(jù)傳輸主要存在三個(gè)差異：1）傳輸路徑存在差異；2）傳輸方式存在差異；3）數(shù)據(jù)處理方式存在差異。也就是說，企業(yè)自身監(jiān)控看到的數(shù)據(jù)和環(huán)保部門監(jiān)控的得到的數(shù)據(jù)非常接近，但不會完全一致。

煙氣污染物測量數(shù)值一路信號是4-20mA的模擬量信號；另一路是間斷的數(shù)字量信號。而且4-20mA的模擬量信號還經(jīng)過PI系統(tǒng)的“壓縮比”和“扁平化”的處理后用于用戶對煙氣污染物測量數(shù)值的監(jiān)控。清楚CEMS裝置數(shù)據(jù)生成機(jī)理，在出現(xiàn)企業(yè)監(jiān)測的數(shù)據(jù)與環(huán)保主管部門監(jiān)測的數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異時(shí)，才能夠更加合理有效的進(jìn)行分析、和解釋工作。避免出現(xiàn)誤會和不必要的損失。

3 結(jié)論

（1）隨著國家對環(huán)保事業(yè)尤其是燃煤發(fā)電企業(yè)污染物排放日益重視，企業(yè)自身對煙氣在線監(jiān)測裝置的運(yùn)行和維護(hù)管理工作亦非常重視。

（2）燃煤發(fā)電企業(yè)自身與環(huán)保主管部門對電廠廢氣污染物監(jiān)測同步進(jìn)行。

（3）燃煤發(fā)電企業(yè)日常應(yīng)對廢氣污染物監(jiān)測數(shù)據(jù)做好收集、統(tǒng)計(jì)、整理、比對和分析工作，并將相關(guān)資料歸檔保存。

（4）燃煤發(fā)電企業(yè)與環(huán)保主管部門在監(jiān)測數(shù)據(jù)不一致時(shí)，應(yīng)與環(huán)保主管部門應(yīng)積極有效進(jìn)行溝通，避免不必要的誤會和損失。

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[責(zé)任編輯：王楠]