火電廠超低濃度煙塵監測方法探討

為了進一步降低污染物排放，緩解霧霾天氣，全國火電企業已經啟動對燃煤機組環保超低排放的改造，改造后煙塵、二氧化硫及氮氧化物排放濃度分別小于5、35、50 mg/m3，滿足天然氣機組排放標準。目前江蘇省內已完成2臺燃煤機組的升級改造，到2015年底，江蘇省內共完成22臺機組的環保超低排放改造。
超低排放對污染物總量減排做出巨大貢獻，但同時對環境監測與監管提出了更高要求，尤其是低濃度煙塵的測量，傳統的濾筒稱重法測量煙塵濃度，由于測試排口煙道中煙氣溫度低、濕度大，在采集過程中經常出現濾筒穿透、破損現象，以及在最終計算煙塵濃度時發現煙塵濃度有失重及很不穩定的現象，使測量的準確性很難得到保障。
針對高濕度環境中低濃度煙塵濃度的測量，目前市場有濾膜稱重法、振蕩天平法的測試儀器，但這兩種方法的儀器均沒通過環保適用性檢測，檢測方法也不是國標方法。鑒于對低濃度煙塵測試的需求，急需建立低濃度煙塵測試的新方法。
煙塵測試方法原理：
將煙塵采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理，即采樣嘴的吸氣速度與測點處氣流速度相等，抽取一定量的含塵氣體。根據采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時抽取的氣體量，計算出排氣中顆粒物的濃度。
背景技術：
現有的顆粒物采樣是通過將濾筒安裝在采樣槍的槍管中，采樣完成后，需要將濾筒從采樣槍的槍管中取出進行稱重，然后計算出顆粒物的濃度。由于將濾筒從采樣槍的槍管中取出的過程中采集的樣品會有增加或損耗現象，因此現有的顆粒物采樣計算得出的煙塵濃度準確率不高，尤其是低濃度及超低濃度顆粒物采樣、分析過程中的誤差更大，嚴重影響顆粒物采樣的準確率。
為此我們選擇幾種符合國標方法的幾種儀器，通過對濾膜整體稱重采樣法、顆粒物采樣濾筒夾裝置（通過改造的采樣裝置，該裝置整體采用純鈦合金制造，且各部分可安裝、拆卸及整體稱重，具有整體重量輕、不易腐蝕、不易吸附、操作簡單的特點，能夠保證顆粒物采樣不會吸附其他物體，減少現場采樣誤差，提高顆粒物采樣的精確率，且對于低濃度及超低超低濃度顆粒物采集效果更好。）與現有國標方法濾筒采樣進行比對，根據比對結果，對新方法的準確度進行評價，為下一步開展高濕度、低濃度煙塵測試提供技術支撐。
目前通過改造采樣槍的方法已經克服了高濕的煙塵采樣，可對于10 mg/m3以下的煙塵采樣沒有一個標準的采樣方法，目前國內外的比較可行的低濃度粉塵采樣儀器有德國益康SMG100等。
對于幾種不同種方法作比對，首先對于試驗工況作個要求：
（1）檢測期間，鍋爐負荷75%及以上并穩定運行，最大波動幅度不得超過±5%。
（2） 檢測期間，燃燒煤種、煤質基本不變、燃料配比不變。
（3）檢測期間，鍋爐沒有投油槍助燃、沒有吹灰和打焦。
（4）檢測期間電除塵器基本保證正常穩定投運，高壓供電系統、以及低壓控制系統基本正常穩定運行。
（5）檢測期間氣力輸灰系統運行穩定可靠。
（6）檢測期間，煙氣脫硫系統各子系統穩定運行，吸收塔系統、噴淋系統和除霧系統正常穩定投運。
于是，我們通過這兩種儀器，不同的采樣方法的對濕式電除塵的出口監測，進行結果比對：
此外，現場還通過雙層、單層膜，玻璃纖維濾膜，石英濾膜，聚四氟乙烯等材質的濾膜進行采樣，結果都不是很理想。
通過以上幾組數據進行分析比對，濾膜整體稱重采樣，煙塵濃度結果基本在一個較低的水平，由于濾膜的對高濕度的煙塵的捕集效率有限，結果采集煙塵濃度偏低，而通過改進濾筒加裝顆粒物采樣濾筒夾裝置，由于濾筒對高濕度的煙塵捕集效率都符合煙塵的采樣質量要求，通過加裝顆粒物采樣濾筒夾裝置，減少了人為的采樣誤差，提高了煙塵的采樣精度。對于不同濃度的煙塵采樣，顆粒物采樣濾筒夾裝置都能達到穩定較好的效果。