淺析煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在垃圾焚燒電廠中的應(yīng)用

摘要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的各項(xiàng)工程都在不斷提升當(dāng)中，人們環(huán)保理念也在不斷的提升，垃圾焚燒發(fā)電這一領(lǐng)域就屬于我國(guó)環(huán)保行業(yè)較為新型的一個(gè)領(lǐng)域，而在這一領(lǐng)域中，煙氣排放系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于其中較為關(guān)鍵的一個(gè)部分，只有具備這一系統(tǒng)才能真正對(duì)污染物濃度以及煙氣排放總量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，本文主要對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣排放的連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：垃圾焚燒;發(fā)電廠;煙氣排放;在線監(jiān)測(cè)

在社會(huì)不斷發(fā)展過(guò)程中，城市化進(jìn)程也在不斷的加劇，各個(gè)領(lǐng)域中無(wú)論是建設(shè)規(guī)模還是建設(shè)速度都有很大的提升，再加上我國(guó)工業(yè)化發(fā)展十分迅猛，致使我國(guó)生活垃圾也在不斷的增加，相關(guān)研究調(diào)查顯示，我國(guó)在2007年-2019年，城鎮(zhèn)垃圾清運(yùn)量符合增速就已經(jīng)達(dá)到了2.3%，并且在這5年內(nèi)，每人每天平均能夠產(chǎn)生0.65公斤的生活垃圾。在這種情況下，垃圾焚燒發(fā)電廠的存在，就在很大程度上降低了垃圾圍城對(duì)城市造成的壓力，減少城市垃圾大量堆積這一現(xiàn)象，最終就能通過(guò)對(duì)垃圾的無(wú)害化及輕量化處理達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。但是，在對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒的過(guò)程中，對(duì)其焚燒煙氣排放進(jìn)行監(jiān)控是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)，這樣才能真正實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾的無(wú)污染處理，促進(jìn)城鎮(zhèn)健康發(fā)展，為此，煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）就顯得尤為的重要，實(shí)時(shí)的對(duì)煙氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作，也就成了現(xiàn)代垃圾焚燒管理中備受關(guān)注的問(wèn)題。

1. 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)概述

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由顆粒物檢測(cè)子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物檢測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)控子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng)四個(gè)主要的環(huán)節(jié)組成。在這一系統(tǒng)中，其主要的測(cè)量參數(shù)為氣態(tài)類的污染物，一般就是對(duì)于二氧化硫、氮氧化物，一氧化碳等物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，它們?cè)诳諝庵幸云〉臓顟B(tài)存在，對(duì)周圍的環(huán)境會(huì)形成非常大的影響，在應(yīng)用過(guò)程中，這一系統(tǒng)能夠?qū)?00多種氣體濃度進(jìn)行有效地監(jiān)測(cè)[1]。

2. 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1傅立葉變換紅外光譜分析儀

（1）FT-IR監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，對(duì)于煙氣系統(tǒng)中氣態(tài)的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)其濕度進(jìn)行測(cè)量，例如H2O、NOx（NO2、NO、N2O）、HF、SO2、CO、HCl、NH3和CO2等。（2）監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)對(duì)于存在于煙氣中的固體顆粒物濃度要進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（3）對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行輔助監(jiān)測(cè)的環(huán)節(jié)中，主要是對(duì)溫度、流量以及壓力的監(jiān)測(cè)。（4）數(shù)據(jù)的采集和處理顧名思義對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行全過(guò)程的處理，從采集、處理再到存儲(chǔ)等，后期形成報(bào)表呈現(xiàn)出來(lái)。上面各種子系統(tǒng)中，F(xiàn)T-IR監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)占有非常重要的作用，技術(shù)應(yīng)用方式也是最新的。

2.2多組分紅外分析儀

一般情況下，通過(guò)1個(gè)測(cè)量濾光片和1個(gè)參比濾光片或者氣體濾波器氣室等相互進(jìn)行組合，通過(guò)對(duì)8個(gè)組分進(jìn)行同時(shí)測(cè)量。產(chǎn)生干擾作用的組分能夠從最終結(jié)果中除掉。通過(guò)內(nèi)部處理之后的濾光氣室能夠在測(cè)量中實(shí)現(xiàn)對(duì)多組分的掃描工作，光束信號(hào)的射頻形成模式化運(yùn)行通過(guò)切光輪完成。

對(duì)產(chǎn)生干擾的組分通過(guò)相乘或者是相加的方式，為了提升其可靠性以及數(shù)據(jù)的精確程度，可以對(duì)干擾組分通過(guò)微處理器來(lái)進(jìn)行扣除。（1）相加式扣除：對(duì)被測(cè)量的組分中存在的重疊位置干擾情況進(jìn)行消除，對(duì)于干擾組分濃度相應(yīng)對(duì)的波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)量，然后將產(chǎn)生的干擾值在QE表中進(jìn)行輸入，扣除其組分。（2）相乘式扣除：如果吸光系統(tǒng)發(fā)生變化，干擾組分通過(guò)校正因子將其消除。然后將干擾組分濃度將其數(shù)據(jù)在乘法的QE表中并將干擾組分扣除。

3.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選型設(shè)計(jì)

3.1工藝流程

垃圾焚燒發(fā)電廠在實(shí)際工作過(guò)程中，其流程主要是：運(yùn)輸車將生活垃圾送入垃圾倉(cāng)→利用抓斗和給料器將垃圾送入焚燒爐→焚燒爐煙氣經(jīng)余熱鍋爐送煙氣處理系統(tǒng)→煙氣經(jīng)煙囪排出。在對(duì)煙氣進(jìn)行凈化處理的過(guò)程中，主要是采用“爐內(nèi)SNCR+旋轉(zhuǎn)噴霧（半干法）+干法+活性炭噴射+袋式除塵器”作為處理工藝，同時(shí)還需要在含氧量檢測(cè)（省煤器出口）以及煙囪出口設(shè)置好相應(yīng)的煙氣在線監(jiān)測(cè)裝置。

3.2合理進(jìn)行煙氣取樣操作

垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)煙氣排放過(guò)程中，本身就會(huì)存在HF、HCL這一類具有強(qiáng)酸性的氣體，而這一類氣體存在較強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)還含有大量的顆粒物，所以很容易出現(xiàn)堵塞取壓裝置的現(xiàn)象，針對(duì)這一現(xiàn)象，我們可以采用“高溫直接冷干抽取法+傅立葉紅外吸收”對(duì)煙氣氣體中的成分含量進(jìn)行有效地測(cè)量。對(duì)于探頭內(nèi)部則可以采用具有較高精度的SiC疏水過(guò)濾單元，這樣在進(jìn)行操作的過(guò)程中，就能過(guò)濾掉大量的煙氣顆粒物，最終就能有效地避免采樣探頭出現(xiàn)堵塞[2]。

3.3合理選擇煙氣濃度計(jì)

在對(duì)一些濃度較高的煙塵進(jìn)行測(cè)定的過(guò)程中，我們可以采用光吸收法測(cè)定法，這樣就能起到較為良好的效果，但是，對(duì)于一些濃度較低的煙塵，如果還是采用這一方法就會(huì)因?yàn)殪`敏度較低而失去價(jià)值，所以在對(duì)煙氣濃度計(jì)進(jìn)行選擇的過(guò)程中一定要保證其合理性。在為垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)進(jìn)行煙氣濃度計(jì)進(jìn)行選擇的過(guò)程中，我們可以使用激光散射煙塵濃度測(cè)量?jī)x，這樣就能在煙道、煙囪內(nèi)攝入一束激光，這個(gè)時(shí)候激光束與煙塵顆粒之間就會(huì)產(chǎn)生散射，并且散射光的強(qiáng)弱與煙塵的散射截面兩者之間的關(guān)系是成正比的，所以，一旦煙塵濃度升高，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)煙塵的散射截面成比例也就增大了，如果散射光增強(qiáng)，我們則可以對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，最終就能有效地算出煙塵中所存在的顆粒物濃度。

3.4合理選擇煙氣流量計(jì)

在這一系統(tǒng)中，對(duì)于煙氣流量計(jì)的選擇我們可以采用皮托管來(lái)進(jìn)行測(cè)量，這樣就能同時(shí)對(duì)溫度、煙氣流速以及壓力進(jìn)行有效地測(cè)量，這樣就能有效地減少煙道開(kāi)孔。在應(yīng)用煙氣流量計(jì)的過(guò)程中，其主要是應(yīng)用在煙氣排放過(guò)程中，對(duì)溫度、煙氣流速以及壓力的連續(xù)監(jiān)測(cè)，這一儀器存在較高的靈敏度和測(cè)量精度，測(cè)量結(jié)果大多是以4-20mA電流信號(hào)輸出的，所以將其應(yīng)用在煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中有著較為顯著的作用。

3.5CEMS供電以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在使用這一系統(tǒng)的過(guò)程中，其現(xiàn)場(chǎng)儀表測(cè)量數(shù)據(jù)會(huì)送到CEMS控制柜，之后則是由硬接線送至DCS系統(tǒng)，為了保證CEMS控制柜電源連續(xù)性以及穩(wěn)定性，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以給CEMS控制柜供一路UPS電源，一次來(lái)供CEMS取樣伴熱用。

4.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝與維護(hù)

在對(duì)CEMS進(jìn)行安裝的過(guò)程中，安裝人員一定要嚴(yán)格按照相關(guān)安裝流程來(lái)進(jìn)行安裝，在安裝過(guò)程中，針對(duì)于其安裝高度，可以將煙道負(fù)壓區(qū)域作為優(yōu)先選擇，而在選擇這一安裝位置之后，其煙氣流速需要大于5m/s，同時(shí)還需要保證安裝直管段[3]。另外，在安裝過(guò)程中，還需要為煙道預(yù)留3個(gè)安裝孔，其一是為了流速法蘭測(cè)量孔;其二是為了探頭法蘭孔;其三則是為了煙塵法蘭測(cè)量孔，在預(yù)留過(guò)程中孔徑最好小于100mm。因此，在進(jìn)行標(biāo)定的過(guò)程中可以使用分析儀遠(yuǎn)程自校準(zhǔn)功能，這樣就能降低安裝標(biāo)定的難度。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，垃圾焚燒發(fā)電廠作為環(huán)保類企業(yè)，如果在處理垃圾的過(guò)程中再造對(duì)環(huán)境造成污染，那么就違背了建設(shè)垃圾焚燒電廠的初衷。所以，在垃圾焚燒發(fā)電廠的所有子系統(tǒng)中，煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就顯得尤為重要，要想真正發(fā)揮出這一系統(tǒng)的作用，就一定要做好選型設(shè)計(jì)工作，確保該系統(tǒng)的有效性，最終才能真正實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電廠的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]王秀菊.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)與分析[J].電氣應(yīng)用，2010，36（7）：70-73.

[2]劉守盎.垃圾焚燒發(fā)電中的煙氣排放在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型[J].有色冶金節(jié)能，2016，32（6）：58-61.

[3]胡利華，楊姝.垃圾焚燒電廠煙氣凈化系統(tǒng)效率分析[J].科技通報(bào)，2015，58（4）：58-60.

作者簡(jiǎn)介

翟福森，男，漢，江蘇徐州，助理工程師，本科，單位：光大環(huán)保能源（沛縣）有限公司，研究方向：環(huán)境科學(xué)與工程