1、CEMS 在 燃煤 机 组 超 低排 放 改 造 中的 选 型 与应用 李曼曼 庞斌 郭欣 中 国 能源 建 设集 团 山西 省 电力 勘 测设 计 院有 限 公司 摘 要： 目前大力推广的现役燃煤机组超低排放改造对 CEMS 测量的准确度和精度都提出 了更高的要求。 针对超低排放改造后烟气湿度大、 污染物排放浓度低的特性, 结 合山西大唐国际运城发电有限责任公司2 号机组 (600 MW) 超低排放改造, 重点 介绍了CEMS 的选型、 特点及应用。 根据数据比对监测结果分析, 该 CEMS 系统的 准确度和误差范围均满足国家环保规范。 关键词 ： CEMS; 超低排放改造; 直接抽取法;
2、前向散射分析; 非分散红外吸收; 作 者简 介： 李曼曼 (1987-) , 女, 河南开封人, 工程师, 主要从事火力发电厂 烟气治理等环境保护设计工作。E-mail: Selection and application of CEMS in ultra-low emission reformation of coal-fired plant Abstract ： Higher demands for CEMS in terms of accuracy and precision have been proposed with the wide and vigorous promotion
3、of ultra-low emission reformation in coal fired plant in China. Combined the features of low emission concentration and high humidity of flue gas, theselection, characteristicsand applicationof CEMS on Shanxi Da Tang international Yun Cheng power generation of unit 2 that has ultra-low emission refo
4、rmation have been introduced. According to the results of comparison testing, it is demonstrated that the accuracy and precision of CEMS selected can monitor the pollutant concentration and smoke parameters accurately and objectively and can meet the national environmental standards at the same time
5、. Keyword ： CEMS; ultra-low emission reformation; source level extractive; the forward scattering analysis; non-dispersive infrared analysis; 0 引言 烟气排放连续监测系统 (Continuous Emission Monitoring System, CEMS) 是 一种对固定污染源排放的污染物进行连续地、 实时地进行跟踪测定的设备1-4。 随着环保要求的提高, 现役燃煤机组烟气超低排放改造 (即在基准氧含量 6%条 件下, NOx 、SO2 、烟尘排
6、放浓度分别不高于 50 、35、5 mg/m) 逐步推进, 但原有 的CEMS 设备难以满足超低排放下的污染物排放监测及监督要求, 因此, 满足超 低排放监测要求的低量程、高精度 CEMS 的选 型和应用成为燃煤机组烟气超低排 放改造环保验收和监管的重要内容。 目前燃煤机组超低排放改造对于 CEMS 来说, 面临的主要问题在于以下两点: (1) 原有 CEMS 测量量程较大, 精度较低, 检出限高, CEMS 测量技术的误差限难 以满足目前超低排放形势下低浓度污染物监测的要求。 (2) 烟气湿度增大对于颗粒物、 气态污染物的监测分析结果影响增大。 为达到超 低排放要求, 在脱硫系统后增加湿式除
7、尘器后, 烟气中水分增加, CEMS 若不能 采取有效消除水分的措施, 将会造成颗粒物浓度的测量误差将进一步加大;在采 样过程中SO2 遇水会损失, 加大SO2 测量结果的误差;SO2 遇水形成酸, 造成分析 系统严重腐蚀和破坏, 降低分析系统使用寿命。 1 燃煤机组超低排放 改造概况 山西大唐国际运城发电有限责任公司 2 号机组为国产亚临界燃煤 600 MW 直接空 冷机组, 已有的锅炉烟气治理方案为双室五电场静电除尘器除尘, 石灰石-石膏 湿法烟气脱硫, 低氮燃烧+SCR 脱硝烟气脱硝。机组超低排放改造工程已于 2016 年3 月 20 日完成, 于2016 年4 月3 日通过 “168”
8、试运行。机组超低排放改造 的关键技术如下: (1) 在原有双室五电场静电除尘器及脱硫协同除尘 的基础上, 脱硫吸收塔后新 增管式湿电除尘器, 实现改造后烟尘排放浓度达到 5 mg/m 以下。 (2) 脱硫吸收塔增加 2 层喷淋层+高效湍流装置, 2 层板式除雾器更换为 3 层屋 脊式除雾器, 实现改造后二氧化硫排放浓度达到 35 mg/m 以下。 (3) 脱硝系统在原有2 层催化剂的基础上再增加1 层, 实现3 层催化 剂高效运行, 实现改造后氮氧化物排放浓度达到 50 mg/m 以下。 2 烟气在线监测系统 2.1 CEMS 位置设 定 根据规范, 在超低排放改造新增的湿式电除尘器后的烟道上
9、设置一套 CEMS, 作 为出口净烟气监测系统, 用于环保监测。图 1 为监测点位示意。 图1 CEMS 监测点位示意 下载原图 2.2 CEMS 的选型 烟气CEMS 由烟气参数测量子系统、颗粒物 CEMS 和气态污染物CEMS 组成。针对 超低排放改造后烟气污染物排放浓度低以及烟气湿度较大的特性, CEMS 选用详 见表1。 3 监测方案及数据监 测结果分析 在不同工况负荷、 不同燃煤煤质情况下, 对烟气中 SO2 、NOx 、 烟尘浓 度以及烟气 参数进行测试。 同时根据规范, 在烟气CEMS 监测断面下游预留参比方法采样孔, 进行比对监测, 以便检验 CEMS 监测数据有效性和准确度。
10、具体监测项目、监测 方式、监测数据分析等监测内容详见表 1。 表1 比对监测方案及监测数据分析 下载原表 从表1 可知, 根据规范对考核指标的要求, 山西大唐国际运城电厂2 号机组烟囱 入口NOx 、SO2 和烟尘的排放浓度达到了超低排放要求;所选CEMS 测定的颗粒物、 气态污染物的准确度以及烟气参数的误差和相对准确度均满足规范考核指标。 4 结语 针对燃煤机组 超低排放改造后烟气湿度大、污染物排放浓度低 的特性, 介绍了 CEMS 的选型、 特点及应用。 CEMS 作为可以实时统计电力环保数据的技术手段, 其 研究应用也在煤电升级改造潮中不断完善, 实现电厂更加精细化的环保 监测管 理。 参考文献 1HJ/T 75-2007, 固 定污染源烟气排放连续监测技术规范 (试行) S. 2 张晨晖.直接抽取式 烟气连续排放监测系统在火电厂中的应用研究J.电力 科技与环保, 2016, 32 (2) :42-44. 3 赵延军.光散射型颗 粒浓度在线监测方法及 CEMS 系统研究D.保定:东南大 学.2004:10-11. 4 王卫群.CEMS 测点 位置选取不当引发问题分析和探讨J.电力科技与环保, 2013, 29 (4) :54-56.
