新疆CEMS烟气成套分析系统

随着环境保护的力度增大，电厂烟气不仅要有脱硫装置，还必须安装脱硫烟气在线监测（CEMS）装置，对于CEMS，不是专业人员，是很难搞清楚的，其结构、运行原理有多种多样，为了能使大家在选择CEMS的时候，少走弯路，我用通俗易懂的语言，来解释清这个东西，给各位看客提供参考。

    首先，我要说的是，CEMS装置，不是一个通用设备，也就是讲，什么样的锅炉设备、什么样的脱硫设备，应安装什么样的脱硫烟气在线监测（CEMS）装置，不能做“拾到篮里就是菜”的事。CEMS主要检测什么东西呢？二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx)、烟尘等三样东西。根据环保要求，二氧化硫（SO2）、烟尘是必测项目，由于绝大部分发电厂没有脱硝装置，所以氮氧化物（NOx)不作要求，但有的地区，为了计算氮氧化物的排污费，也有装氮氧化物装置的。

   烟气的采样方法:有非抽取法和抽取法2种。非抽取+红外或紫外吸收法国外此类技术的早期产品出现在20世纪70年代末至80年代初,其技术简单,响应时间快,勿需抽气管线可直接实时测量湿基,缺点是探头易被烟尘堵塞,分析仪易污染;探头为开孔式,无法进行在线校标,精度差，后来英国Procal公司为首，改进了装置，但还是不太成熟，市场占有量低，国内极少数电厂使用，所以我不再谈了。我重点讲抽取法，抽取法分为直接抽取法和稀释抽取法。

   直接抽取法是指脱硫后的烟气，通过某一装置，直接从烟道或烟囱里抽取浓烟，将浓烟来进行分析，得出SO2浓度的结果。其优点：欧洲技术,解决了烟气扰动问题,红外吸收法所用探头等设备价格相对便宜。此技术欧洲、日本发展较好。缺点：所抽取的烟气是浓烟，必须经过除尘、除湿(采样管加热)等预处理，维护工作复杂。当然，我认为最主要的问题是，测量的为烟气干基，采样管线必须负压运行，但在锅炉实际运行过程中，是很难保证100%的负压运行的，一旦出现正压，或采样管泄露，烟尘就会使采样管抽气口易堵塞，影响测定结果。所以，在这类选择使用直接抽取法的CEMS的时候，要充分考虑到自身的锅炉种类、脱硫设施的种类，锅炉运行负荷的情况等，要综合考虑，不能盲目地选择CEMS。我们常见的煤粉锅炉（循环流化床CFB锅炉）+布袋除尘（静电除尘）+石灰石-石膏法脱硫，使用直接抽取法CEMS，是完全可以的，因为布袋除尘、静电除尘比较可靠，排出烟尘微粒能有效地控制，并且采用此工艺的，一般都是大型锅炉，经过一次性设计，烟气负压设计也比较宽余，不象有的电厂通过改造后，增加的脱硫设施，可能会导致烟气负压偏小，这样，在运行过程中，烟气出现正压的概率就高了，容易引起采样管抽气口易堵塞，影响测量的正确性。但现在有好多小电厂，使用的链条锅炉（抛煤锅炉）+碱法脱硫（用NAOH作脱硫药剂）+水膜除尘器，此类系统，小火电、小热电厂、或有废碱来源的大型热电厂，使用的较多。凡是使用这样工艺的电厂，我认为用直接抽取法的CEMS是不合适的。因为这类工艺的电厂，在运行中，水膜除尘器不能完全保证烟尘的颗粒度的排放，虽然国家还没有关于颗粒度具体排放的标准，但由于锅炉燃烧的煤炭种类，对于烟尘中的颗粒量有很重要的关系。一般而言，锅炉燃烧山西、陕西、内蒙等地区的煤炭，烟尘中的颗粒量较多，特别是燃用内水份（超5%）极高的内蒙煤炭，烟汽中占有大量的烟尘颗粒，我虽然没有进行科学地定量测定，但根据锅炉固体出渣量来对比，使用上述内蒙煤炭的烟尘中排出的粉尘是山东、徐州等东部煤炭的好几倍。如此多的烟尘，进入采样抽气管的概率就很高了。对于使用水膜除尘器的电厂来说，若采用直接抽取法的CEMS，是很不明智的。因为烟气经过水膜除尘器，由于水膜除尘器水量的变化，很多电厂水膜除尘器水接在的工业水母管上，当工业水母管水压的变化，会引起水膜除尘器进水量的变化，水量变化后，除尘效果也会发生变化。另外，还有好大部分热电厂，采用的是背压机运行方式，锅炉负荷变化极大，特别是在短时间内急加负荷的时候，经常能看到烟囱出黑烟，此时的烟气中灰尘颗粒量就巨大了，所以，有的采用直接抽取法的CEMS电厂，几乎一星期就要爬一次烟囱，去清理探头。并且还时常出现CEMS的显示数据不准，特别是烟尘的参数，（大多是用皮托管测量烟气流速）一旦堵了，会使烟尘的参数达几千，超标几十倍。所以直接抽取法的CEMS，对于小热电厂来说，是不适宜的。那说了半天，用什么类型的CEMS，才能合适这些小热电厂。这就是--稀释抽取+紫外荧光法。

   稀释抽取法是美国技术，其优点是：将采的烟气样，加入洁净的空气稀释，这样一来，就降低了烟汽样品露点温度,解决了烟气冷凝水问题,一般情况下勿需跟踪加热采样管线,并解决了采样探头的腐蚀与堵塞问题,连续工作时间长。采样管线能在正压下工作,从而防止由于泄漏所引入的误差;经稀释的烟道气样品,可使气体浓度降低，使用灵敏度高的环境监测仪器完成分析;由于湿度未从样品中消除,测定的为湿基。缺点是：在检测过程中，响应时间稍长(<3min);干燥压缩空气纯度要求高,紫外荧光分析仪须进口,价格较贵。该技术在全球市场占有率约为85%,在美国高达90%。所以，我认为，稀释抽取法的CEMS，是成熟的，特别适合恶劣的烟气环境，尤其是小热电厂，因为与小容量锅炉相匹配的简单碱法脱硫、水膜除尘等，最合适不过了。因为稀释抽取法能正压运行，采样不堵灰，维护量小，我经过大量的走访，采用稀释抽取法的CEMS的故障率远低于采用直接抽取法的CEMS。

   对于烟尘的测量，一般用激光反射法和激光对穿法。这二种方法均成熟,稳定,可靠性强,使用寿命长。激光反射法与烟尘颗粒颜色有关,要求煤种尽可能稳定。一般都采用此法，所以锅炉在更换煤种时，要注意烟尘参数的变化，但我们在实际运行过程中，看不出煤种的变化能引起烟尘参数的变化，也可能变化不大，不容易看出来吧。激光对穿法与重量法相关性好,稳定、灵敏、精度高,设备体积小,镜面维护量小。此法国产设备也不少，不管怎么说，这两种方法，难分伯仲，一句话，都不错！

  烟气流速的连续测量技术，一般主要有皮托管法，该法是烟气流速连续测量常用方法,,缺点是易堵,需要不断吹扫。另一法是超声波法，该法不受温度、压力、烟气成分变化影响,但产品价格较贵。国内大部份烟气流速的连续测量用的是皮托管法。

  在选择CEMS的时候，有钱的电厂，一律用进口设备，认为进口设备质量有保证，典型的“只选贵的，不选对的”。能用上进口设备，当然是好事，但要选择与自己相匹配的CEMS，否则会好事多磨的。同样，节省的电厂，通过招标，千方百计压价，买了一台最便宜的，用了一年，探头等检测部件坏了，更换一次，花费不小的。所以，我们在采购CEMS的时候，一要对症下药，选对的；二要看该CEMS的生产厂家，是否具有知识产权，社会上有好多小公司，依托环保局的关系，把CEMS组装起来，一旦发现质量问题，由于他们没有自主知识产权，设备坏了，无法自己修理，只能更换部件，再加上服务跟不上，有不少的电厂吃过这方面的亏。将来CEMS接到市、省等环保有关部门，烟气排污费的收取，要根据CEMS上传的数据来收取，所以，CEMS的运行稳定，对于交纳够关费用起到至关重要的作用，马虎不得。

   CEMS的选择，要根据自己的实际情况，不能“拾到篮子里的就是菜”、“拉着黄牛就是马”，否则要吃亏的。