超低排放改造后CEMS預(yù)處理改造研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:火電廠超低排放改造后，由于傳統(tǒng)的預(yù)處理系統(tǒng)除水不徹底，分析儀因水氣干擾導(dǎo)致出口SO2漂移嚴(yán)重,數(shù)據(jù)頻繁回零或跳變,環(huán)保數(shù)據(jù)無法正常監(jiān)視，調(diào)整，嚴(yán)重影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。為保證環(huán)保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠測量，本文針對原有預(yù)處理存在地問題進(jìn)行分析，提出了一種新的冷凝器加滲透干燥器形式,改造后預(yù)處理除水效率高，分析儀數(shù)據(jù)測量準(zhǔn)確可靠，值得推廣。

一、前言

隨著國家對環(huán)保要求的不斷提高，CEMS表計(jì)的重要性越來越高，火電廠進(jìn)行超低排放改造以后，大部分電廠脫硫設(shè)備都進(jìn)行了升級改造，通過提高吸收塔高度，增加噴淋層，提高SCR效率等方式，脫硫效率基本都滿足國家超低排放標(biāo)準(zhǔn)，但對于小量程的二氧化硫測量，由于改造前未引起足夠重視，CEMS預(yù)處理系統(tǒng)未同步改造，導(dǎo)致預(yù)處理系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)漂移，突變回零現(xiàn)象，給電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行帶來很大困擾，可以說預(yù)處理系統(tǒng)的可靠性直接影響脫硫系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和環(huán)保數(shù)據(jù)的監(jiān)測和傳輸，直接影響電廠的環(huán)保經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的考核。

二、設(shè)備現(xiàn)狀：

韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司1-4號機(jī)組脫硫CEMS分析儀采用的是直接抽取式的西門子U23分析儀，二氧化硫，氮氧化物采用非分散紅外光譜法原理，氧量采用電化學(xué)測量原理，流速測量采用的是皮托管差壓法測量原理，脫硫出口分析儀量程二氧化硫，氮氧化物、氧量量程分別是100mg/m3,100mg/m3，0-25%。

國家的超低排放標(biāo)準(zhǔn)：在基準(zhǔn)氧含量6%條件下，煙塵，二氧化硫，氮氧化物排放濃度分別不高于10，35，50mg/m3,超低排放改造后，為滿足煙氣數(shù)據(jù)測量，我們更換了小量程分析儀，二氧化硫，氮氧化物由0-500mg/m3更換為100mg/m3。

由于脫硫CEMS預(yù)處理未改造，在使用過程中，小量程分析儀經(jīng)常會產(chǎn)生量程漂移和零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，據(jù)現(xiàn)場觀察，在冷凝器溫度為3－5℃的情況下，SO2的溶解度非常高，經(jīng)常導(dǎo)致測不出，數(shù)據(jù)頻繁回零，為保證分析儀精度，不得已將分析儀零位自標(biāo)定時間設(shè)為1小時，這樣就會導(dǎo)致標(biāo)定前后數(shù)據(jù)跳變，最大可達(dá)到20mg/m3,如下圖一

圖一（SO2數(shù)據(jù)大幅波動回零）

由于SO2數(shù)據(jù)頻繁突變或回零，給運(yùn)行人員操作調(diào)整帶來很大困擾，經(jīng)常會導(dǎo)致脫硫出口SO2數(shù)據(jù)異?；虺瑯?biāo)，在國家對環(huán)保要求日益嚴(yán)格的情況下，要求火電廠保證環(huán)保數(shù)據(jù)正常，不能因脫硫設(shè)備故障，超標(biāo)排放，觸碰環(huán)保紅線，而現(xiàn)狀是經(jīng)常由于CEMS表計(jì)問題，導(dǎo)致數(shù)據(jù)超標(biāo)，給公司對外形象造成很大的負(fù)面影響，同時也面臨昂貴的環(huán)保電價考核。在超低排放改造完，如何保證環(huán)保表計(jì)能夠準(zhǔn)確，可靠測量，已經(jīng)成為困擾火電廠增發(fā)電量、保證環(huán)保電價的一大難題，改造迫在眉睫。

三、原因分析：

對于CEMS分析儀數(shù)據(jù)漂移，在更換了幾臺新的小量程分析儀后，數(shù)據(jù)依然波動回零，經(jīng)分析引起數(shù)據(jù)波動的主要原因?yàn)闃託庵袔?，有未除去的水汽進(jìn)入分析儀，由于西門子U23分析儀SO2測量原理為紅外光譜測量，主要通過測量相關(guān)波段紅外線的衰減幅度來測量相應(yīng)氣體的濃度，此種測量原理水汽干擾對數(shù)據(jù)的影響非常大。

傳統(tǒng)冷干直抽法，冷凝器除水設(shè)定溫度為3-4℃，事實(shí)上溫度顯示儀顯示的是熱交換器溫度監(jiān)測點(diǎn)處的溫度，此溫度和出口樣氣溫度是存在差異的。例如冷凝器工作是在正壓或是負(fù)壓，樣氣露點(diǎn)就有明顯的差別。將出口樣氣顯示溫度當(dāng)作出口樣氣露點(diǎn)，是技術(shù)上的誤解，實(shí)際露點(diǎn)約為6-10℃(采用手持式露點(diǎn)儀監(jiān)測)，由于實(shí)際露點(diǎn)高，容易造成冷凝水析出。煙氣中易溶性氣體SO2，會溶于冷凝水而生成相應(yīng)的酸，從而導(dǎo)致目標(biāo)酸性氣體的濃度測量值比實(shí)際值要低，嚴(yán)重時因吸收嚴(yán)重會發(fā)生SO2完全測不出的問題。

通過相關(guān)研究可知：含SO2煙氣通過一定量冷凝水后,煙氣中SO2的一部分總要被溶解吸收,表現(xiàn)在測量系統(tǒng)的當(dāng)量響應(yīng)時間從數(shù)分鐘延長到數(shù)十分鐘,測量誤差十分嚴(yán)重；特別是測量SO2濃度較低且含水量高的煙氣時，測量誤差問題尤為嚴(yán)重。例如在170ppmSO2，34.52%水氣組成的模擬煙氣中，SO2損失高達(dá)60%。

圖二SO2在不同溫度下在水中的溶解度曲線

圖二為SO2在不同溫度下在水中的溶解度曲線，通過這條曲線可知：隨著溫度的降低，SO2在水中的溶解度逐漸升高，當(dāng)冷凝器的運(yùn)行溫度3-5℃范圍時，SO2的溶解度很高，再加之有冷凝器存在勢必析出冷凝水，這樣，SO2在冷凝器中的損失是比較高的。同時由于相應(yīng)的酸具有較強(qiáng)的腐蝕性，會嚴(yán)重腐蝕分析儀的氣室，導(dǎo)致分析儀的損壞，提高了CEMS系統(tǒng)的維護(hù)成本和設(shè)備更換成本。

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