燃煤鍋爐超低排放CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在哪些問(wèn)題與優(yōu)化?

環(huán)保治理與監(jiān)測(cè)永遠(yuǎn)沒(méi)有句號(hào)，只有逗號(hào)。為適應(yīng)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，近年來(lái)眾多燃煤鍋爐積極開(kāi)展環(huán)保升級(jí)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(duì)煙塵、SO2、NOx氣態(tài)污染物在“超低排放”后面臨更高的煙氣在線自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)要求，探討了原有CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在后續(xù)應(yīng)用中可能存在的問(wèn)題，并提出若干優(yōu)化完善建議。

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、SO2≤35mg/m³、煙塵≤10mg/m³。許多燃煤鍋爐經(jīng)環(huán)保升級(jí)改造后，尾部煙氣中相關(guān)氣態(tài)污染物己滿(mǎn)足超低排放要求，但原有CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍繼續(xù)保留使用。在煙塵、SO2、NOx氣態(tài)污染物排放濃度發(fā)生較大變化、面臨更高測(cè)量需求下，原有CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在后續(xù)應(yīng)用中或存在有待完善的問(wèn)題。

1氣體分析儀傳感器量程偏大及檢出限高

    在燃煤鍋爐未實(shí)施“超低排放”環(huán)保升級(jí)改造前，為滿(mǎn)足相關(guān)氣態(tài)污染物相對(duì)較高的實(shí)際濃度測(cè)量需求，CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中原有分析儀測(cè)量量程均較大，分析儀存在測(cè)量誤差值相對(duì)較高濃度值而言，相對(duì)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(cè)量量程明顯偏大，精度不夠，許多現(xiàn)用分析儀沒(méi)有較低的檢出限，在超低排放值下可能存在無(wú)法顯示監(jiān)測(cè)數(shù)值或數(shù)值偏小的情況，難以保證在線自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2采樣管伴熱溫度不夠，冷凝水引起堵塞和腐蝕

    燃煤鍋爐在正常運(yùn)行期間尾部煙氣中含有NO、SO2、水蒸氣等氣態(tài)物質(zhì)，CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在進(jìn)行采樣抽氣期間，由于采樣管較長(zhǎng)，雖然都設(shè)置有伴熱裝置，但伴熱溫度經(jīng)常無(wú)法保證，當(dāng)煙氣溫度降到一定值時(shí)，其中的蒸汽會(huì)凝結(jié)成水，易在采樣管內(nèi)造成堵塞，且SO2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(cè)量準(zhǔn)確性，而且嚴(yán)重影響CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有關(guān)儀器的使用壽命。

3采樣探頭、皮托管易阻塞

    CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的采樣探頭、皮托管等在實(shí)際使用過(guò)程中存在水或灰塵等阻塞現(xiàn)象，造成測(cè)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(huì)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(guò)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。

4SO2存在損失測(cè)量值

    當(dāng)樣氣經(jīng)冷卻使煙溫降至3~5℃時(shí)，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(wú)法使冷凝水從煙氣中快速分離出來(lái)，則會(huì)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(cè)量值對(duì)于真實(shí)數(shù)值而言，相對(duì)值較大，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性影響較大。

2系統(tǒng)優(yōu)化完善建議

1選擇適宜氣體分析儀組件對(duì)CEMS系統(tǒng)升級(jí)

    由于超低排放情況下CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)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(duì)因無(wú)法滿(mǎn)足使用要求擬對(duì)CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行更換分析儀組件的，分析儀規(guī)格型號(hào)除滿(mǎn)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℃以下；

（3）CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)能監(jiān)測(cè)所有氮氧化物濃度，包括NO和NO2；

（4）CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)校驗(yàn)等。氣態(tài)污染物（SO2、NOx）的監(jiān)測(cè)量程建議設(shè)置多量程或至少雙量程，且擁有自動(dòng)切換量程功能，以確保同時(shí)滿(mǎn)足日常超低排放監(jiān)測(cè)低量程需求和治理設(shè)施運(yùn)行異常時(shí)污染物超標(biāo)排放的高量程測(cè)量需求。

2減少蒸汽凝結(jié)，確保采樣管伴熱溫度 

    要減少采樣過(guò)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(chǎng)采樣管線一般長(zhǎng)度都較長(zhǎng)，不能簡(jiǎn)單將伴熱溫度參照以往設(shè)置在120℃左右，否則無(wú)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℃左右，以保證伴熱溫度，對(duì)于無(wú)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(shí)，建議對(duì)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(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)等。

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(guò)濾設(shè)備，確保壓縮空氣的清潔和干燥，定時(shí)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(duì)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。

4減少采樣分析過(guò)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(duì)SO2組分吸收而引起測(cè)量數(shù)據(jù)失真。要定期開(kāi)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(shí)建議維持CEMS監(jiān)測(cè)室的室內(nèi)溫度在20℃左右，相對(duì)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(yǔ)

    本文探討了燃煤鍋爐在實(shí)施“超低排放”環(huán)保升級(jí)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(wèn)題，并結(jié)合實(shí)際情況有針對(duì)性提出若干優(yōu)化建議。通過(guò)有針對(duì)性進(jìn)行CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化完善，可保證“超低排放”情況下CEMS系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，也提高了相關(guān)氣態(tài)污染物測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，為相關(guān)環(huán)保管理工作開(kāi)展提供可靠的數(shù)據(jù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)依據(jù)。終歸揭底還是那句話，環(huán)保治理與監(jiān)測(cè)永遠(yuǎn)沒(méi)有句號(hào)，只有逗號(hào)。