燃煤鍋爐超低排放后CEMS系統(tǒng)的優(yōu)化完善

葉陳霖

摘要

為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，近年來眾多燃煤鍋爐積極開展環(huán)保升級改造，實(shí)現(xiàn)鍋爐尾部煙氣中煙塵、SO2、NOx等氣態(tài)污染物“超低排放”。本文針對煙塵、SO2、NOx氣態(tài)污染物在“超低排放”后面臨更高的在線自動連續(xù)監(jiān)測要求，探討了原有CEMS系統(tǒng)在后續(xù)應(yīng)用中可能存在的問題，并提出若干優(yōu)化完善建議。

【關(guān)鍵詞】超低排放 CEMS系統(tǒng) 存在問題 優(yōu)化建議

超低排放是指鍋爐尾部經(jīng)環(huán)保治理后，在6%含氧量情況下，相關(guān)氣態(tài)污染物排放濃度實(shí)現(xiàn)：NOx≤50mg/m3、S02≤35mg/m3、煙塵≤10mg/m3。許多燃煤鍋爐經(jīng)環(huán)保升級改造后，尾部煙氣中相關(guān)氣態(tài)污染物己滿足超低排放要求，但原有CEMS系統(tǒng)仍繼續(xù)保留使用。在煙塵、S02、NOx氣態(tài)污染物排放濃度發(fā)生較大變化、面臨更高測量需求下，原有CEMS系統(tǒng)在后續(xù)應(yīng)用中或存在有待完善的問題。

1超低排放后原有CEMS系統(tǒng)在應(yīng)用中主要存在的問題

1.1分析儀傳感器量程偏大及檢出限的問題

在燃煤鍋爐未實(shí)施“超低排放”環(huán)保升級改造前，為滿足相關(guān)氣態(tài)污染物相對較高的實(shí)際濃度測量需求，CEMS系統(tǒng)中原有分析儀測量量程均較大，分析儀存在測量誤差值相對較高濃度值而言，相對誤差較小，影響不大。在實(shí)施“超低排放”后，相關(guān)氣態(tài)污染物排放濃度值極低，原有分析儀測量量程明顯偏大，精度不夠，許多現(xiàn)用分析儀沒有較低的檢出限，在超低排放值下可能存在無法顯示監(jiān)測數(shù)值或數(shù)值偏小的情況，難以保證在線自動連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.2采樣管伴熱溫度不夠，冷凝水引起堵塞和腐蝕的問題

燃煤鍋爐在正常運(yùn)行期間尾部煙氣中含有NO、S02、水蒸氣等氣態(tài)物質(zhì)，CEMS系統(tǒng)在進(jìn)行采樣抽氣期間，由于采樣管較長，雖然都設(shè)置有伴熱裝置，但伴熱溫度經(jīng)常無法保證，當(dāng)煙氣溫度降到一定值時，其中的蒸汽會凝結(jié)成水，易在采樣管內(nèi)造成堵塞，且S02能溶于水形成亞硫酸。若采樣管線內(nèi)存在較多冷凝水，不但影響測量準(zhǔn)確性，而且嚴(yán)重影響CEMS系統(tǒng)有關(guān)儀器的使用壽命。

1.3采樣探頭、皮托管易阻塞的問題

CEMS系統(tǒng)的采樣探頭、皮托管等在實(shí)際使用過程中存在水或灰塵等阻塞現(xiàn)象，造成測量數(shù)據(jù)偏小。尤其是燃煤鍋爐為確保全工況下NOx的實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的超低達(dá)標(biāo)，多數(shù)會選擇多種脫硝工藝進(jìn)行疊加、補(bǔ)充使用，其中SNCR、SCR脫硝工藝是常用脫硝工藝，在SNCR或SCR脫硝過程中，作為還原劑的NH3必然存在一定的氨逃逸量，逃逸氨與煙氣中的SO3形成硫酸銨鹽（具有腐蝕性和粘結(jié)性），更易造成采樣探頭污染或阻塞。

1.4S02存在損失測量值的問題

當(dāng)樣氣經(jīng)冷卻使煙溫降至3?5°C時，煙氣中水蒸氣受露點(diǎn)影響形成液態(tài)水被分離。冷凝器若無法使冷凝水從煙氣中快速分離出來，則會引起樣氣中SO2組分被部分吸收而造成減少。在超低排放情況下，該方面引起的SO2存在的損失測量值對于真實(shí)數(shù)值而言，相對值較大，對監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性影響較大。

2超低排放下CEMS系統(tǒng)優(yōu)化完善建議

2.1選擇適宜的分析儀組件對CEMS系統(tǒng)更新升級

由于超低排放情況下CEMS系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范及有關(guān)規(guī)定還在不斷完善，根據(jù)超低排放CEMS系統(tǒng)實(shí)際使用需求，對因無法滿足使用要求擬對CEMS系統(tǒng)進(jìn)行更換分析儀組件的，分析儀規(guī)格型號除滿足有關(guān)行業(yè)技術(shù)規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)（如HJ/T75-2007、HJ/T76-2007）外，建議還要兼顧以下內(nèi)容：

（1）SO2、NOx跨度不大于200mg/m3，顆粒物跨度不大于100mg/m3；

（2）采用冷干法的CEMS，進(jìn)入分析儀的樣氣露點(diǎn)最好在4°C以下；

（3）CEMS系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)測所有氮氧化物濃度，包括NO和N02；

（4）CEMS系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)校驗等。氣態(tài)污染物（S02、NOx）的監(jiān)測量程建議設(shè)置多量程或至少雙量程，且擁有自動切換量程功能，以確保同時滿足日常超低排放監(jiān)測低量程需求和治理設(shè)施運(yùn)行異常時污染物超標(biāo)排放的高量程測量需求。

2.2減少蒸汽凝結(jié)水，確保采樣管伴熱溫度，合理布置管線

要減少采樣過程中煙氣蒸汽凝結(jié)水，首先需要確保煙氣溫度不低于凝結(jié)點(diǎn)。雖然采樣管都有伴熱裝置，但現(xiàn)場采樣管線一般長度都較長，不能簡單將伴熱溫度參照以往設(shè)置在120°C左右，否則無法適應(yīng)超低排放情況下使用需求。需要結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)提高采樣管線的伴熱溫度，建議維持在150°C左右，以保證伴熱溫度，對于無法保證伴熱溫度需求的采樣管線，要根據(jù)材質(zhì)要求進(jìn)行更換處理。同時，建議對采樣管線的布置進(jìn)行合理優(yōu)化，在符合使用和規(guī)范要求基礎(chǔ)上，采樣管長度不宜過長等。

2.3強(qiáng)化CEMS系統(tǒng)反吹掃功能，控制氨逃逸

解決采樣探頭、托皮管阻塞等建議從兩方面著手：

（1）加裝或強(qiáng)化反吹系統(tǒng)，在吹掃的進(jìn)口加裝過濾設(shè)備，確保壓縮空氣的清潔和干燥，定時吹掃，做好日常定期檢查維護(hù)，減少或避免煙氣中的雜質(zhì)污染或阻塞；

（2）對于存在氨逃逸的情況，嚴(yán)格按要求控制并可能減少氨逃逸率，減少或避免逃逸的氨與SO3形成硫酸氫銨。

2.4減少采樣分析過程中冷凝水與干燥氣體接觸

要確保采樣煙氣脫水后維持一定的露點(diǎn)溫度，盡量避免冷凝水與干燥后的氣體接觸，避免或盡量削減因冷凝器對SO2組分吸收而引起測量數(shù)據(jù)失真。要定期開展檢查維護(hù)以確保冷凝液泵排水功能正常和熱敏交換器的排水管通暢，同時建議維持CEMS監(jiān)測室的室內(nèi)溫度在20°C左右，相對濕度在50%左右，以確保冷凝器散熱效果，并為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和CEMS系統(tǒng)相關(guān)各種高精度電子元器件提供較好運(yùn)行環(huán)境，有益于CEMS系統(tǒng)使用壽命、穩(wěn)定的性能。

3結(jié)語

本文探討了燃煤鍋爐在實(shí)施“超低排放”環(huán)保升級改造后，原有CEMS系統(tǒng)因相關(guān)氣態(tài)污染物濃度值發(fā)生較大變化，數(shù)值較低，在后續(xù)應(yīng)用中或面臨的存在問題，并結(jié)合實(shí)際情況有針對性提出若干優(yōu)化建議。通過有針對性進(jìn)行CEMS系統(tǒng)優(yōu)化完善，可保證“超低排放”情況下CEMS系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行，也提高了相關(guān)氣態(tài)污染物測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為相關(guān)環(huán)保管理工作開展提供可靠的數(shù)據(jù)自動監(jiān)測依據(jù)。endprint