煙囪CEMS煙氣分析儀

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要符合多種國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了系統(tǒng)性能、監(jiān)測(cè)方法、數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)确矫娴囊?。以下是一些關(guān)鍵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 16157-1996《大氣污染物在線監(jiān)測(cè)方法》：規(guī)定了大氣污染物在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)、工作原理、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的處理和傳輸?shù)确矫娴囊蟆?br />
GB/T 16157-2014《大氣污染物在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求》：對(duì)煙氣在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求進(jìn)行了明確，確保系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性。

GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》：針對(duì)火電廠的煙氣排放，規(guī)定了具體的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)并報(bào)告這些污染物的排放情況。


此外，煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還需要遵守其他與環(huán)境保護(hù)、儀表工程、自動(dòng)化控制等相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，如GB50093-2002《自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等。

隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，煙氣排放問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重威脅。為了有效監(jiān)控和管理煙氣排放，工業(yè)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。本文將探討工業(yè)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，以確保其準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。



一、系統(tǒng)組成與設(shè)備要求



工業(yè)煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由采樣設(shè)備、分析儀器、數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備以及控制系統(tǒng)等組成。各組成部分需滿足以下技術(shù)要求：



采樣設(shè)備：采樣設(shè)備應(yīng)能夠有效地采集煙氣樣品，確保樣品的真實(shí)性和代表性。同時(shí)，采樣設(shè)備應(yīng)具有良好的密封性能，防止煙氣泄漏。

分析儀器：分析儀器應(yīng)具有高靈敏度和高準(zhǔn)確度，能夠準(zhǔn)確地測(cè)量煙氣中的污染物濃度。此外，分析儀器應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性和可靠性，能夠在各種環(huán)境條件下正常工作。

數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備：數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確地收集和處理分析結(jié)果。同時(shí)，設(shè)備應(yīng)具備良好的人機(jī)交互界面，方便操作人員進(jìn)行操作。

數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備：數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備應(yīng)能夠?qū)⑻幚砗蟮臄?shù)據(jù)快速、準(zhǔn)確地發(fā)送到遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。設(shè)備應(yīng)具備良好的抗干擾能力，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。

控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)應(yīng)能夠有效地控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，包括采樣設(shè)備的啟停、分析儀器的工作狀態(tài)、數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等。

《污染源在線自動(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》HJ212－2017
《固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法》GB/T16157

采用紫外差分技術(shù)測(cè)量SO2、NO不受水蒸氣等其它干擾氣體影響；

測(cè)量結(jié)果不受光源能量波動(dòng)、衰減影響；

測(cè)量原理保證了儀器零點(diǎn)基本無(wú)漂移；

采用德國(guó)原裝進(jìn)口冷凝器，經(jīng)過(guò)獨(dú)特的加磷酸技術(shù)，避免了SO2的損失；

采用PLC控制，自動(dòng)化程度高、維護(hù)工作量??；

系統(tǒng)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，配置靈活；

系統(tǒng)抗干擾性能強(qiáng)；

系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便；

系統(tǒng)測(cè)量精度高；

系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度高；

監(jiān)測(cè)下限低，適用于超低排放氣態(tài)污染物在線監(jiān)測(cè)。

煙氣超低在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS

火電廠煙氣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀
1.非分散紅外/紫外吸收法SO2和NOX監(jiān)測(cè)技術(shù)
“十一五”和“十二五”期間，國(guó)內(nèi)在脫硫和脫硝上應(yīng)用最為廣泛的是非分散紅外吸收法監(jiān)測(cè)技術(shù)，有少部分紫外吸收技術(shù)。這類技術(shù)是基于朗伯-比爾（Lambert-Beer）吸收定律的光譜吸收技術(shù)，其基本分析原理是：當(dāng)光通過(guò)待測(cè)氣體時(shí)，氣體分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光，可通過(guò)測(cè)定光被介質(zhì)吸收的輻射強(qiáng)度計(jì)算出氣體濃度。
2.紫外熒光法SO2監(jiān)測(cè)技術(shù)
紫外熒光法基于分子發(fā)光技術(shù)，在一定條件下，SO2氣體分子吸收波長(zhǎng)為190～230nm，紫外線能量成為激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)的SO2分子不穩(wěn)定，瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出波長(zhǎng)為330nm的特征熒光。在濃度較低時(shí)，特征熒光的強(qiáng)度與SO2濃度成線性關(guān)系，即可通過(guò)檢測(cè)熒光強(qiáng)度計(jì)算SO2濃度。
3.化學(xué)發(fā)光法NOX監(jiān)測(cè)技術(shù)
化學(xué)發(fā)光法是在一定條件下，NO與過(guò)量的O3發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的NO2。激發(fā)態(tài)NO2返回基態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生波長(zhǎng)為900nm的近紅外熒光。在濃度較低情況下，NO與O3充分反映發(fā)出的光強(qiáng)度與NO濃度成線性關(guān)系，即可通過(guò)檢測(cè)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度計(jì)算NO濃度。

幾種煙氣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的性能比較
國(guó)內(nèi)火電廠煙氣在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品眾多，本文結(jié)合各種產(chǎn)品的運(yùn)行情況，參考了擁有該種技術(shù)典型品牌產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)，對(duì)超低排放較為關(guān)注的量程、精度等重要指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比。其中最小量程指的是最小物理量程，而非軟件遷移的量程。
1.SO2和NOX監(jiān)測(cè)技術(shù)的比較
根據(jù)《固定污染源煙氣（SO2、NOX、顆粒物）排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ/T76），按超低排放限值計(jì)算，SO2和NOX量程應(yīng)不大于175mg/m3和250mg/m3。非分散紫外吸收/差分法分析儀的最小量程滿足HI/T76標(biāo)準(zhǔn)要求，但CEMS系統(tǒng)的整體性能不但與分析儀本身性能有關(guān)，還受煙氣預(yù)處理系統(tǒng)性能的影響。
2.煙塵監(jiān)測(cè)技術(shù)的比較
在火電廠超低排放改造中，煙塵濃度一般要達(dá)到10mg/m3以下。尤其以濕式除塵改造為主要技術(shù)路線的煙氣中水分含量較大，給煙塵的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。β射線法技術(shù)量程低，可達(dá)到低濃度煙塵監(jiān)測(cè)的精度要求，但其成套價(jià)格較高，且β射線裝置屬于放射源，國(guó)家輻射管理部門對(duì)其銷售、運(yùn)輸、使用過(guò)程、報(bào)廢等都有嚴(yán)格的監(jiān)管，不便于應(yīng)用推廣，所以其在CEMS上應(yīng)用也較少。在實(shí)際應(yīng)用中一般是將煙氣等速抽取，經(jīng)升溫加熱使水分霧化不出現(xiàn)液滴，再通過(guò)光散射等低濃度測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量；另一種是將煙氣等速抽取，將加熱干燥的空氣與其按一定比例混合稀釋，從而降低煙氣中的水分含量，再通過(guò)光散射等低濃度測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合混合氣體的稀釋比計(jì)算出煙塵濃度。這種方式采用低濃度測(cè)量原理，優(yōu)化了煙氣采樣和預(yù)處理，有效解決目前超低排放改造中高濕低濃度煙塵在線監(jiān)測(cè)的問(wèn)題，在濕式除塵后已有廣泛應(yīng)用。
3.煙氣預(yù)處理技術(shù)的比較
火電廠實(shí)施超低排放改造后，煙氣污染物濃度大幅降低，在線監(jiān)測(cè)的適應(yīng)性取決于系統(tǒng)的檢出下限，而CEMS的檢出下限受分析儀本體和煙氣預(yù)處理裝置兩部分制約。在實(shí)際應(yīng)用的煙氣預(yù)處理中，直接抽取+冷干法占70%，均采用冷凝除水技術(shù)。該技術(shù)在冷凝過(guò)程中，冷凝水會(huì)吸收攜帶部分SO2和NOX，以致在超低濃度工況下的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真甚至無(wú)檢測(cè)數(shù)據(jù)，不能滿足HI/T76標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。水分含量越高對(duì)測(cè)量結(jié)果影響越大，其中滲透膜除水技術(shù)對(duì)SO2測(cè)量的影響遠(yuǎn)小于其他除水技術(shù)，其除水效果優(yōu)于其他技術(shù)。由此而知，在直抽法采用紫外吸收/差分法分析儀時(shí)，應(yīng)同時(shí)選用除水效果更好的煙氣預(yù)處理技術(shù)，否則監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可能嚴(yán)重失真甚至檢測(cè)不出數(shù)據(jù)。在稀釋法取樣中，預(yù)處理側(cè)重于對(duì)稀釋氣體的處理，通常配備專門的壓縮空氣凈化裝置或者發(fā)生裝置，經(jīng)精密過(guò)濾和干燥，可將露點(diǎn)降至-40℃，不需要加熱采樣管線。在CEMS中，稀釋抽取法通常與紫外熒光和化學(xué)發(fā)光技術(shù)配套使用。
五、結(jié)束語(yǔ)：
綜上所述，超低排放改造實(shí)施后，進(jìn)出口煙氣特性差異較大，煙氣監(jiān)測(cè)對(duì)CEMS的系統(tǒng)配置提出了更高、更具體的要求，建議在可研或技術(shù)規(guī)范書(shū)里明確各測(cè)點(diǎn)不同污染物對(duì)煙氣取樣方式、預(yù)處理、分析儀的測(cè)量原理、量程、檢出下限等主要參數(shù)和選型的具體要求。

燒結(jié)/球團(tuán)/燃煤鍋爐

是否按小時(shí)均值判定超標(biāo)：是

生產(chǎn)工序：堿回收爐/石灰窯爐/焚燒爐/燃煤蒸汽鍋爐

非正常情況達(dá)標(biāo)判定要求：

（1）鋼鐵工業(yè)排污單位非正常排放指燒結(jié)機(jī)、球團(tuán)焙燒設(shè)施、燃煤鍋爐等設(shè)施啟停機(jī)、設(shè)備故障、檢維修等情況下的排放。

（2）鋼鐵工業(yè)排污單位中，對(duì)于采用脫硝措施的燒結(jié)機(jī)/球團(tuán)焙燒設(shè)施，啟動(dòng)8小時(shí)不作為氮氧化物合規(guī)判定時(shí)段。

（3）對(duì)于采用脫硝措施的燃煤鍋爐，冷啟動(dòng)1小時(shí)、熱啟動(dòng)0.5小時(shí)不作為氮氧化物合規(guī)判定時(shí)段。

豁免因子：氮氧化物