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1  測(cè)量原理簡(jiǎn)介

(1)  氣態(tài)污染物的測(cè)量（SO2、NOX、CO、CO2等）

?  非色散紅外線(xiàn)吸收法
    利用不同的氣體成分對(duì)一定波長(zhǎng)的紅外光的吸收特性，通過(guò)測(cè)量紅外光穿過(guò)測(cè)量氣體后的光強(qiáng)來(lái)測(cè)量對(duì)應(yīng)氣體成分的濃度。
    該分析方法需要對(duì)被測(cè)氣體（煙氣）做預(yù)處理，在進(jìn)入分析儀前除塵、除水，以減小對(duì)測(cè)量的干擾。
    該方法為直接取樣法，將被測(cè)氣體從煙道中抽取出來(lái)，從取樣點(diǎn)到儀表之間的管路采用帶溫度控制的電伴熱管線(xiàn)，可防止結(jié)露和腐蝕。
    通常一臺(tái)分析儀器可以測(cè)量3~4種氣體成分，如SO2、NO、CO、CO2。
    儀表具備自動(dòng)標(biāo)定功能，標(biāo)氣采用樣氣瓶或環(huán)境空氣。儀表具備自動(dòng)吹掃功能，以減少維護(hù)的工作量。儀器測(cè)量結(jié)果為標(biāo)態(tài)、干態(tài)的數(shù)據(jù)。

?  稀釋法
    稀釋探頭與被測(cè)氣體接觸，按一定的比例將零空氣與被測(cè)氣體混合后降低其露點(diǎn)，在環(huán)境溫度下將混合后的氣體送入分析儀器。
    該方法的特點(diǎn)是要控制稀釋比的精確度，否則難以獲得滿(mǎn)意精度的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果為濕態(tài)，需折算到干態(tài)。
    總的來(lái)講，儀器標(biāo)定較復(fù)雜，運(yùn)行維護(hù)成本較高。

?  直接測(cè)量法
    分析儀器直接安裝在煙道上，適用于煙道較小的情況，價(jià)格較低，但由于直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境較差，不便于維護(hù)。

(2)  氧的測(cè)量采用磁氧法或電化學(xué)法。
    磁氧法分為磁風(fēng)法和磁力機(jī)械法，利用氧在磁場(chǎng)中的順磁特性。
電化學(xué)法的原理是：氧在燃料電池的陰極與電解液的分界面被轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的電流與氧的濃度成正比。
如對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的煙氣進(jìn)行測(cè)量可得到干態(tài)的氧含量，如直接將儀表安裝在煙道上（如氧化鋯）則可測(cè)量出濕態(tài)的氧含量。

(3)  濕度的測(cè)量
    采用電容法或干濕氧測(cè)量計(jì)算法。
    電容法通過(guò)測(cè)量電容來(lái)測(cè)量煙氣中的濕度。
    干濕氧測(cè)量計(jì)算法，通過(guò)分別測(cè)量干煙氣、濕煙氣的氧含量來(lái)計(jì)算出煙氣中的濕度。

(4)  煙氣流量的測(cè)量
    采用差壓法、熱擴(kuò)散法、超聲波法等。
    差壓法、熱擴(kuò)散法為點(diǎn)測(cè)量，超聲波法為截面測(cè)量。由于煙氣中的灰塵較多，差壓法需要對(duì)測(cè)量元件進(jìn)行吹掃。受煙道布置的影響，由于測(cè)量點(diǎn)處的煙道直段長(zhǎng)度小，煙氣流量測(cè)量的精度較低，通常為±3%~5%FS。

(5)  煙塵濃度的測(cè)量
    采用光透過(guò)法，通過(guò)測(cè)量安裝在煙道對(duì)稱(chēng)兩側(cè)的發(fā)送、接受、反射的光的強(qiáng)度來(lái)得到煙氣的濁度，經(jīng)過(guò)計(jì)算后得到煙塵的濃度。
    為了減少煙氣對(duì)探頭的污染，采用干凈的氣體持續(xù)地對(duì)其進(jìn)行吹掃。

2  FGD控制要求

    FGD（Flue Gas Desulphurization）即煙氣脫硫裝置的英文縮寫(xiě)。FGD按工藝過(guò)程的不同分為：濕法、干法、半干法等。FGD裝置對(duì)在線(xiàn)煙氣分析儀的要求概括為：可靠性高；性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、實(shí)時(shí)性好、抗煙塵污染、耐腐蝕。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)FGD裝置的實(shí)時(shí)控制，通常需要分別測(cè)量FGD入口和FGD出口的煙氣中的SO2、O2濃度。對(duì)每套FGD裝置而言，通常需要設(shè)置兩套在線(xiàn)煙氣分析儀用于控制脫硫率。就國(guó)內(nèi)目前的應(yīng)用情況來(lái)看，非色散紅外線(xiàn)吸收法的應(yīng)用業(yè)績(jī)多、可靠、性能穩(wěn)定。

3  環(huán)保排放規(guī)范要求

    目前依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》（HJ/T 75-2001）和《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法》（HJ/T 76-2001）。
    對(duì)火力發(fā)電廠的煙氣排放監(jiān)測(cè)，以執(zhí)行HJ/T 75-2001的要求為主。
    環(huán)保排放監(jiān)測(cè)的主要目的是對(duì)排放點(diǎn)的污染物排放總量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其監(jiān)測(cè)的參數(shù)較多，包括：氣態(tài)污染物（SO2、NOX）的監(jiān)測(cè)、煙塵監(jiān)測(cè)、煙氣參數(shù)（流速、溫度、壓力、濕度、氧）。
   由于環(huán)保規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)的處理格式有具體和明確的規(guī)定和要求，所以為排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置有數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)）以及遠(yuǎn)程輸出通訊接口。
   通常將上述排放監(jiān)測(cè)儀的控制盤(pán)和數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)安裝在分析儀小房?jī)?nèi)，為小房配備有空調(diào)，以適應(yīng)夏季較高的環(huán)境溫度。

4  測(cè)點(diǎn)的安裝

    如現(xiàn)場(chǎng)安裝條件允許，可以將FGD出口煙氣分析儀與環(huán)保排放監(jiān)測(cè)儀合用一套，即環(huán)保排放監(jiān)測(cè)儀測(cè)得的SO2、O2數(shù)據(jù)除用于環(huán)保排放監(jiān)測(cè)外，還通過(guò)硬接線(xiàn)輸出到FGD裝置的控制系統(tǒng)，參與FGD的實(shí)時(shí)控制。需要注意的是，由于測(cè)量的煙氣有2種情況：脫硫前原煙氣（FGD旁路時(shí)）和脫硫后凈煙氣（FGD運(yùn)行時(shí)），SO2分析儀需具備自動(dòng)量程切換功能（≥1:10）。
    除上述情況外，在工程設(shè)計(jì)中，更多的情況是：凈煙氣煙道接口與煙囪間的距離非常短，而煙道的截面很大，如仍將排放監(jiān)測(cè)CEMS安裝在煙囪入口前，則難以保證測(cè)量的準(zhǔn)確。在這種情況下，可以將 排放監(jiān)測(cè)CEMS安裝在煙囪上。但是，由于安裝位置較高約（30m~70m），不便于維護(hù)，多數(shù)用戶(hù)不愿意采用這種方式。
CEMS測(cè)點(diǎn)布置示意如圖1所示。

    圖2中的煙氣分析儀的測(cè)點(diǎn)布置點(diǎn)位的分布與圖1相同。由于是2套FGD裝置合用一個(gè)煙囪，CEMS測(cè)點(diǎn)的布置有以下的特點(diǎn)：

(1)  FGD出口測(cè)點(diǎn)只用于脫硫控制
    選擇在①點(diǎn)或③點(diǎn)設(shè)置FGD出口煙氣分析，檢測(cè)的煙氣為凈煙氣。需要檢測(cè)參數(shù)有：SO2濃度、O2濃度。共設(shè)置2套。

(2)  FGD出口測(cè)點(diǎn)用于脫硫控制和排放監(jiān)測(cè)
    選擇在③點(diǎn)設(shè)置FGD出口煙氣分析，檢測(cè)的煙氣為凈煙氣或原煙氣。需要檢測(cè)參數(shù)有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數(shù)（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數(shù)為：SO2濃度、O2濃度。共設(shè)置2套。

(3)  排放監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝在煙囪上
    FGD出口測(cè)點(diǎn)只用于脫硫控制，其配置與第一條相同，共設(shè)置2套。
    2臺(tái)爐的煙氣排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置1套CEMS，安裝在煙囪上的④點(diǎn)，需要檢測(cè)參數(shù)有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數(shù)（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數(shù)為：SO2濃度、O2濃度。由于位置較高，檢修、維護(hù)不方便。
    比較圖2的第二2、第3兩項(xiàng)的配置方案，總造價(jià)基本相同，但第2項(xiàng)安裝在煙道上，維護(hù)較方便，如煙道布置允許，建議優(yōu)先選擇。