燃煤锅炉CEMS烟气在线监测系统

低排放是指锅炉尾部经环保治理后，在6%含氧量情况下，相关气态污染物排放浓度实现：NOx≤50mg/m3、S02≤35mg/m3、烟尘≤10mg/m3。许多燃煤锅炉经环保升级改造后，尾部烟气中相关气态污染物已满足低排放要求，但原有CEMS系统仍继续保留使用。为适应日趋严格的环保要求，近年来众多燃煤锅炉积极开展环保升级改造，实现锅炉尾部烟气中烟尘、SO2、NOx等气态污染物“低排放”。文章通过对比几种应用于二氧化硫、氮氧化物和烟尘的典型监测技术，提出了适用于低排放改造的烟气在线监测系统优化配置方案。

几种烟气在线监测技术的性能比较
国内火电厂烟气在线监测产品众多，本文结合各种产品的运行情况，参考了拥有该种技术典型品牌产品的说明书，对低排放较为关注的量程、精度等重要指标参数进行对比。其中小量程指的是小物理量程，而非软件迁移的量程。
1.SO2和NOX监测技术的比较
根据《固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法》（HJ/T76），按低排放限值计算，SO2和NOX量程应不大于175mg/m3和250mg/m3。非分散紫外吸收/差分法分析仪的小量程满足HI/T76标准要求，但CEMS系统的整体性能不但与分析仪本身性能有关，还受烟气预处理系统性能的影响。
2.烟尘监测技术的比较
在火电厂低排放改造中，烟尘浓度一般要达到10mg/m3以下。尤其以湿式除尘改造为主要技术路线的烟气中水分含量较大，给烟尘的准确监测带来挑战。β射线法技术量程低，可达到低浓度烟尘监测的精度要求，但其成套价格较高，且β射线装置属于放射源，国家辐射管理部门对其销售、运输、使用过程、报废等都有严格的监管，不便于应用推广，所以其在CEMS上应用也较少。在实际应用中一般是将烟气等速抽取，经升温加热使水分雾化不出现液滴，再通过光散射等低浓度测量方法进行测量；另一种是将烟气等速抽取，将加热干燥的空气与其按一定比例混合稀释，从而降低烟气中的水分含量，再通过光散射等低浓度测量方法进行测量，结合混合气体的稀释比计算出烟尘浓度。这种方式采用低浓度测量原理，优化了烟气采样和预处理，有效解决目前低排放改造中高湿低浓度烟尘在线监测的问题，在湿式除尘后已有广泛应用。
3.烟气预处理技术的比较
火电厂实施低排放改造后，烟气污染物浓度大幅降低，在线监测的适应性取决于系统的检出下限，而CEMS的检出下限受分析仪本体和烟气预处理装置两部分制约。在实际应用的烟气预处理中，直接抽取+冷干法占70%，均采用冷凝除水技术。该技术在冷凝过程中，冷凝水会吸收携带部分SO2和NOX，以致在低浓度工况下的监测数据严重失真甚至无检测数据，不能满足HI/T76标准的技术要求。水分含量越高对测量结果影响越大，其中渗透膜除水技术对SO2测量的影响远小于其他除水技术，其除水效果优于其他技术。由此而知，在直抽法采用紫外吸收/差分法分析仪时，应同时选用除水效果更好的烟气预处理技术，否则监测数据可能严重失真甚至检测不出数据。在稀释法取样中，预处理侧重于对稀释气体的处理，通常配备的压缩空气净化装置或者发生装置，经精密过滤和干燥，可将露点降至-40℃，不需要加热采样管线。在CEMS中，稀释抽取法通常与紫外荧光和化学发光技术配套使用。
五、结束语：
综上所述，低排放改造实施后，进出口烟气特性差异较大，烟气监测对CEMS的系统配置提出了更高、更具体的要求，建议在可研或技术规范书里明确各测点不同污染物对烟气取样方式、预处理、分析仪的测量原理、量程、检出下限等主要参数和选型的具体要求。

火电

是否按小时均值判定超标：是

生产工序：锅炉

非正常情况达标判定要求：

（1）NOx的稳定运行达标判定期为机组启动后出力达到额定的50%开始到机组解列前出力降到额定的50%为止。在此期间外的启动和停机时段内的排放数据可不作为火电机组NOx达标判定依据。其中，启动时间原则上并网后不得超过4小时，如企业可提供一年以上在线监测数据等证明实际启动时间超过4小时的，可适当延长，高可延长至8小时；停机时间为1小时。对于电量不上网的自备电厂，冷启动不得超过4-5小时，热启动不得超过3-4小时，停机时间为1小时。

（2）若多台设施采用混合方式排放烟气，且其中一台处于启停时段，企业可提供烟气混合前各台设施有效监测数据的，按照企业提供数据进行达标判定。

烧结/球团/燃煤锅炉

是否按小时均值判定超标：是

生产工序：碱回收炉/石灰窑炉/焚烧炉/燃煤蒸汽锅炉

非正常情况达标判定要求：

（1）钢铁工业排污单位非正常排放指烧结机、球团焙烧设施、燃煤锅炉等设施启停机、设备故障、检维修等情况下的排放。

（2）钢铁工业排污单位中，对于采用脱硝措施的烧结机/球团焙烧设施，启动8小时不作为氮氧化物合规判定时段。

（3）对于采用脱硝措施的燃煤锅炉，冷启动1小时、热启动0.5小时不作为氮氧化物合规判定时段。

豁免因子：氮氧化物

水泥

是否按小时均值判定超标：是

生产工序：水泥窑

非正常情况达标判定要求：

（1）水泥窑冷点火时（从点火升温、投料到稳定运行）36小时（大面积更换耐火砖及冬季时，时间可适当延长）、热点火时（从点火升温、投料到稳定运行，窑尾烟室温度400℃）8小时、停窑8小时内窑尾二氧化硫和氮氧化物排放浓度均不视为违反许可排放浓度限值。

（2）针对水泥窑协同处置固废情况，当水泥窑出现故障或事故造成运行工况不正常，如窑内温度明显下降、烟气中污染物浓度明显升高等情况时，立即停止投加固体废物，待查明原因并恢复正常运行后方可恢复投加。每次故障或事故持续排放污染物时间不应超过4小时，每年累计不得超过60小时。

豁免因子：二氧化硫、氮氧化物

固定污染源烟气排放连续监测系统（CEMS）针对大型工业烟囱等固定污染源废气浓度监测可对烟道气中颗粒物、SO2、NOx等污染物进行动态连续监测，同时可测量烟气的流速、压力、温度、湿度、含氧量等数据，自动记录污染物排放总量和排放时间，并通过GPRS、4G、光纤等通讯手段将监测数据传送到管理部门，实现对

污染源排放的远程实时监测。






特性
PLC数据采集系统功能产全，操作直观简便，并支持网络扩建及系统扩展。

仪表机柜采用模块化设计，系统结构简明、稳定性强，高自动化低维护。

气体分析单元采用非分光红外气体分析技术及命电化学传感技术，传感器使用寿命长，多组分测量气体间无交叉干扰。

测量范围小于200ppm，满足国家环保行业标准;分辨率达到1ppm，适用于低浓度烟气认证。

系统功能丰富，可实现自动取样、吹扫、校准、故障自诊断报警等功能。