淺談脫硫工程中的煙氣分析儀

摘要：近年來，環(huán)境問題越來越受到人們的重視，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要，而大氣污染日益加重是我國環(huán)境問題。煙氣脫硫是控制二氧化硫污染和酸雨的主要技術(shù)手段。對煙氣中的污染物成分進(jìn)行分析，需要給污染源安裝一套煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。分析儀表的選擇、安裝和使用，直接關(guān)系著監(jiān)測結(jié)果的及時、有效、。

關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù)；煙氣脫硫；可持續(xù)發(fā)展；大氣污染；

近年來，環(huán)境問題越來越受到人們的重視，加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)工作是我國實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要，而大氣污染日益加重是我國環(huán)境問題。我國二氧化硫排放量居世界*，已連續(xù)多年過2000萬噸，其中火電廠排放二氧化硫接近總量的50%，兩控區(qū)二氧化硫排放量占總量的60%。所以，加大火電廠二氧化硫的控制力度就顯得非常緊迫和必要。二氧化硫的控制途徑有三個：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫（即煙氣脫硫），其中煙氣脫硫（FGD，即Flue Gas Desulphuration）是目前世界*大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式，是控制二氧化硫污染和酸雨的主要技術(shù)手段。對煙氣中的污染物成分的分析，需要給污染源安裝一套煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（Continuous Emissions Monitoring Systems），系統(tǒng)中各分析儀表的選擇、安裝和使用，直接關(guān)系著監(jiān)測結(jié)果的及時、有效、。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)一般由以下幾個分子系統(tǒng)組成：粉塵監(jiān)測、氣體成分監(jiān)測、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、傳輸與控制系統(tǒng)等組成。整個監(jiān)測系統(tǒng)的核心任務(wù)是分析排放煙氣的氣態(tài)或固態(tài)成分，還可以監(jiān)測煙氣的常規(guī)參數(shù)，如溫度、壓力、流速或流量、含濕量、含氧量（或二氧化碳含量）等參數(shù)，通過控制系統(tǒng)集中處理各項參數(shù)，終計算出煙氣中的污染物濃度和排放量，可以顯示和打印各種圖形、報表，并可以通過網(wǎng)絡(luò)將各項信息與上級控制系統(tǒng)或上級環(huán)保部門進(jìn)行通訊。

1 分析儀的選擇

煙氣分析儀中的溫度、壓力、流量等測量，均為常規(guī)工藝參數(shù)監(jiān)測，下面主要簡單介紹分析儀中核心的關(guān)鍵儀器：二氧化硫分析儀和粉塵測量儀（顆粒物分析儀）。

（1）二氧化硫分析儀的測量方式有以下幾種：溶解電導(dǎo)率分析法、非分散紅外吸收分析法、紫外光吸收分析法、紫外脈沖熒光分析法、火焰光度分析法、定電位電解分析法。應(yīng)用比較成熟和廣泛的，主要是非分散紅外分析法、紫外脈沖熒光分析法和紫外光分析法。

（2）粉塵測量儀也稱顆粒物分析儀，用來監(jiān)測排放煙氣中的顆粒物成分，即粉塵含量。應(yīng)用比較成熟和廣泛的，主要有不透明度（濁度）分析儀、散射光分析儀、射線吸收法分析儀、電荷法分析儀。

2 分析儀的安裝

二氧化硫分析儀和粉塵分析儀的測量方式有所不同，因此，對安裝的要求也有所不同。

以江陰興澄特鋼2×50MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫系統(tǒng)CEMS和柳鋼2×83m2燒結(jié)機(jī)頭煙氣脫硫系統(tǒng)CEMS為例，二氧化硫的檢測是通過在煙道/煙囪上開孔并安裝檢測探頭（傳感器），將壓縮空氣或壓縮氮氣通過管道輸送至檢測探頭，檢測探頭提取煙氣樣氣，與壓縮空氣或氮氣按一定比例進(jìn)行稀釋混合，然后通過加熱傳送管線送至分析儀器內(nèi)進(jìn)行分析，而粉塵的測量是直接在煙道/煙囪上開一對對穿孔，通過激光測量，煙氣流量的測量一般采用皮托管。

按照CEMS國家規(guī)范的說明，CEMS是安裝在垂直管段上，即安裝在煙囪上，必須滿足現(xiàn)場有6倍煙囪或煙道當(dāng)量直徑的直管段，根據(jù)已投產(chǎn)工程的經(jīng)驗，我們在考慮安裝位置的時候不只是考慮煙氣流暢穩(wěn)定的因素，還必須要考慮安裝和日常維護(hù)的方便性。另外考慮的一個因素是盡量減少投資。因此，在取樣點傳感器的安裝位置，均設(shè)置有足夠面積的檢修平臺和樓梯，特別是粉塵分析儀，由于使用的是激光對穿方法，因此儀表維護(hù)人員需要對激光發(fā)射單元進(jìn)行校準(zhǔn)，操作時需要占用的空間比較大。

另外，煙氣分析儀主機(jī)柜的安裝位置離取樣點不宜過遠(yuǎn)，一般在50m以內(nèi)達(dá)到佳監(jiān)測效果。原因有二：*，因為煙氣是不斷地通過主機(jī)柜中的抽氣泵從煙道或煙囪處抽入分析儀的，路徑越遠(yuǎn)則煙氣進(jìn)入分析儀的時間越長，再加上分析儀的工作時間，終得出的數(shù)據(jù)可能滯后2分鐘，這對及時分析煙氣成分和控制脫硫劑的使用量是很有影響的。第二，輸送煙氣的是管線，包括取樣管和半熱電纜等，其價格相當(dāng)昂貴，因此距離越短越經(jīng)濟(jì)。

機(jī)柜的安裝地點有兩種：一是安裝在集中控制室，由于CEMS自帶一套數(shù)據(jù)處理、記錄的控制系統(tǒng)（PLC），這種安裝方式可以使操作人員隨時掌握CEMS的運(yùn)行情況，但前提條件是控制室距離煙氣取樣點的距離不能太遠(yuǎn)，而且應(yīng)注意將分析儀的排氣接出室外，否則對操作人員的健康不利。另外由于主機(jī)柜必須是上進(jìn)線方式，因此較大的影響了控制室的美觀。二是就地設(shè)置一間分析小室，位置一般可靠近煙囪或在煙道的下方，這種方式要求室內(nèi)的環(huán)境能滿足分析儀表的運(yùn)行，并且由于是無人值守，需要維修人員定時巡檢。

3 分析儀的使用維護(hù)

關(guān)于煙氣分析儀，應(yīng)該是“三分靠選型，七分靠使用”。

煙氣分析儀的使用和維護(hù)人員應(yīng)該是經(jīng)過分析儀廠家的培訓(xùn)，能夠熟練地使用和檢修分析儀器。脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時，操作人員應(yīng)適當(dāng)控制煙氣量，防止煙道發(fā)生共振現(xiàn)象而使檢測結(jié)果失真，甚至損壞傳感探頭。

維護(hù)人員應(yīng)定期對分析儀器進(jìn)行檢查、校驗和清潔。主要內(nèi)容有：檢查儀器工作環(huán)境、檢查線路，避免電磁干擾或雨、雪水浸入儀器，發(fā)現(xiàn)因檢測器件受到污染或腐蝕，管路被堵塞或泄漏等情況，應(yīng)及時處理。定期對分析儀進(jìn)行校驗，應(yīng)校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣體質(zhì)量合格并在使用期限以內(nèi)。定期對儀器光學(xué)鏡片進(jìn)行清潔，對激光發(fā)射端和接受端進(jìn)行校準(zhǔn)。對主機(jī)柜內(nèi)的濾芯，特別是干燥濾芯要經(jīng)常更換。

煙氣分析儀的連續(xù)運(yùn)行，是對儀器產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗，更是對使用和維護(hù)人員綜合素質(zhì)的考驗。

隨著國家對煙氣治理的管理力度加大，煙氣脫硫裝置越來越普及，人們進(jìn)行煙氣分析的需求也越來越大，要求也越來越高，這就需要人們更多地去了解、熟悉和使用煙氣分析儀器，讓它們以佳的工作狀態(tài)為我們服務(wù)。