脱硫系统中CEMS的应用

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脱硫系统中CEMS的应用

倪德芬　　中国蓝天环保设备工程有限公司，浙江 杭州 310014

摘 要：对板桥纸业污泥焚烧炉脱硫系统中ＣＥＭＳ的改造进行分析，

　　　　　　　　　　　　　提出了ＣＥＭＳ的选型、安装及运行的解决方案。关键词：脱硫；污染物；排放；监控

浙江板桥纸业有限公司3×65t/h污泥焚烧1#、2#炉烟气处理系统中的烟气连续监测系统（CEMS）是在2008年投运的，当时根据脱硫系统的需要只监测布袋出口SO2浓度。根据环境保护部办公厅环办[2009]8号文件的规定，脱硫前后的测量参数及数据记录并不满足环保要求，因此在2009年进行了改造，改造后完全满足环保排放的要求并通过了验收。

1.1 布袋出口增加测量参数

根据环保排放的要求，布袋出口即净烟气至少需测量SO2、NOX、O2 、烟尘和流量等参数。原已安装一套完全抽取法测SO2系统，它由取样探头、反吹单元、样气预处理装置、分析仪器、PLC控制器、机柜、校准单元（标准气）等，已组成一组成套系统，机柜安装在分析小屋内。它可以实现环保要求的自动在线标定，并且光学部件在机柜内，避免被腐蚀、污染，免维护周期长。被测气体经预处理系统处理后再进行测量，避免了烟道温度、压力、流量、粉尘变化对测量精度的影响。根据近1年的实践，运行情况良好，因此考虑保持现有系统。经咨询原分析仪供货厂家，可以采用在现有机柜内增加分析模块，而增加NOX、O2、CO、CO2等组分的测量，其他可以保持不变，但烟尘的测量需要在烟道上增设。

烟尘浓度的测量用得最多的是光学方法。其原理分透明度测量和激光散射光测量两种。前者适合于较高

浓度的测量，后者适合于低浓度的测量。根据实际排放的要求，烟尘测量范围在0～200mg/m3，质量下限是0.1mg/m3。因此，采用激光散射原理是最好的，其精度可以小于0.1mg/m3。所以采用激光对穿法，在原布袋出口直管段烟道，完全可以满足安装要求。

1.2 脱硫塔入口增加测量参数

根据环保要求，脱硫除尘系统入口需要检测SO2、O2、尘、温度、压力等。测量原烟气污染物浓度，是为计算脱硫效率、投运率等，并用以检测脱硫设施的运行效率和管理水平，也直接关系到企业的形象和经济效益。因此在现有脱硫设施前需增设SO2浓度的检测。根据现场实际情况，由于场地受限，就近增设分析小屋非常困难，若采用抽取法测SO2系统，取样管须在60m以上。因管线过长影响实时性，并且容易堵塞，因此采用直接测量法安装。直接测量法是指测量系统直接安装在测量点

1 增加连续污染物排放监控系统（CEMS）测量参数

根据环保排放的要求，烟气连续污染物排放监控系统（CEMS）由气态污染物CEMS和/或固态污染物CEMS、烟气参数测定子系统组成。通过采样方式和非采样方式测定烟气中污染物浓度，同时测定烟气温度、烟气压力、流速或流量、烟气含水分量（或输入烟气含水分量）、烟气含氧量（或二氧化碳含量），并计算烟气污染物排放率、排放量。

62.节能与环保 2010.12

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上，或采用较短的取样管线，它的优点是不改变气体组分，反应快；缺点是因安装于烟道内，相对取样法故障率和停表比例较高，维护工作量稍大。但目前开发的产品，已有成功运行的经验。因此，在脱硫塔入口加装了平台，增设杭州聚光OMA-3000紫外差分法SO2分析系统。它只需将仪表气和电源接至平台设备处，再将测量信号接入至PLC或DCS采集系统即可。2 增加数据存储系统

根据环保要求的规定，历史监测数据至少须保存半年。由于有两台炉前后各一套CEMS系统，数据量庞大，原有上位机的配置不能满足要求，因此增设了一台DELL 4G/500G大容量电脑。

因原有脱硫控制系统为西门子S7-300，DP总线结构，原设有两套操作员站，为了增加数据交换及存储，将系统改成以太网结构，增设的大容量电脑作为工程师站兼数据存储。由CEMS给出的信号，以4～20mA电流的浓度信号及开关量的运行状态信号直接接入PLC系统。

式中：Qsn——标准状态下干排烟气流量，m3/h；

Ba——大气压力，Pa；Ps——烟气静压，Pa；ts——烟气温度，℃；

Xsw——烟气中水分含量体积百分

化硫、烟尘、氮氧化物浓度等参数。通过此改造工程及长期的使用情况，总结如下：

（1）由于是改造工程，测点的选取及设备的布置都受到现场实际情况的限制。但环保要求规定，测定位置应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位，测定点需设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍直径，和距上述部件上游方向不小于2倍直径处。当安装位置不能满足要求时，应尽可能选择气流稳定的断面，但测定点的前直管段长度必须大于测定点的后直管段长度。所以改造工程中，现场的平台、扶梯设置等工程量更大。如果在新建工程中，可以统筹考虑。

（2）在脱硫控制系统的选型上应尽可能的采用DCS系统，或采用PLC的以太网结构。随着国家更严格的排放控制及企业对脱硫设备的管理需要，脱硫信息均需接入企业管理系统或接入互联网等，以太网可以接入广域网（WAN），他的冗余结构、交换技术等可以使数据的通信更便捷。

（3）在CEMS的实际使用中，还应该严格遵守运行维护规程，这是正常使用的关键。如果感觉数值不准确，就应重新校准及标定分析仪。在使用过程中，应定期检查过滤器、采样探头、管路等是否有结灰、冷凝水等情况，对某些部件，应定期更换。另外由于机组也可能阶段性采用高硫煤或其他焚烧物，CEMS的量程设置需及时做出调整。

比，%。

当测得烟气中氧的体积百分数为Xo2时，过量空气系数α’为

α’=21/（21-Xo2）

此时颗粒物或气态污染物的折算排放浓度c的计算公式为

c=c’×α’/α

式中：c’——标准状态下干烟气中颗粒物或气态污染物浓度，mg/m3；

α——有关排放标准中规定的过量空气系数。

此时标态下颗粒物或气态污染物的排放率G的计算公式为

G=c’×Qsn×10-6

式中：G——颗粒物或气态污染物的排放率，kg/h；

Qsn——标准状态下干排烟气流

3 计算烟气排放量

根据已采集的烟气温度、压力、流速（或流量）、烟气含湿量、烟气含氧量等参数，还需按照环保法规定，折算为标准工况（温度为0℃（273K），压力为101325Pa）的干烟气来计算排放量。计算公式如下：

烟道测得的平均流速为V，则工况下的湿烟气流量Qs为

Qs=3600×F×V

量，m3/h。

由所得到的排放率与相应时间的累积即可得到总的污染物排放总量，即为CEMS总的排放量。由此，经过换算，得到脱硫效率、投运率、二氧化硫排放量等，生成各种符合国家相关标准的日、月、年报表，并监视现场设备的运行状况，保存在上位计算机中。

5 结论

4 工程总结

随着我国环保事业的发展，在脱

在原有脱硫系统中，只设置了脱硫后CEMS系统，并不满足现有的环保排放要求，均须对原有设施进行整改。对湿法烟气脱硫系统和烟气循环流化床脱

硫系统，均要纪录烟气进口和出口二氧

硫系统中，应更严格的按照环保要求的规定设置CEMS系统，并应具有前瞻性和先进性，避免二次投资和改造，以满足环保排放的要求和取得良好的经济效

益。

式中：Qs——工况下湿烟气流量，m3/h；

V——测定断面的湿排气平均流

速，m/s；

F——测定断面的面积，m2。

标准状态下干烟气流量Qsn为 …… 此处隐藏：1382字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……