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3超低排放烟尘控制监测系统分析
由于烟尘环保监测设施与超低排放标准相比有所滞后,超低排放煤电机组烟尘监测系统得到业内的高度关注,烟尘监测系统的测量方法与精度正在不断改进,目前超低排放烟尘监测仪以德国、美国等发达国家产品为主。
根据HJ/T75—2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》,烟尘监测方法有浊度法和光散射法2种。其中,浊度法的原理是光通过含有烟尘的烟气时,光强因烟气的吸收和散射作用而减弱,通过测定光束通过烟气前后的光强比值来定量烟尘浓度。光散射法则是经过调制的激光或红外平行光束射向烟气时,烟气中的烟尘对光向所有方向散射,经烟尘散射的光强在一定范围内与烟尘浓度成正比例,通过测量散射光强来定量烟尘浓度[16]。
超低排放烟尘监测一般采用光散射法,其原理如图4所示。固态光源发射经脉冲调制器调制的红外或激光平行光束,被光束照射的烟气中的颗粒物对光在所有方向散射,散射光被聚焦经检测器监测,由放大器放大输出电压或电流信号,在一定范围内信号与颗粒物浓度呈正比。根据接收器与光源呈角度大小可分为前散射(±60°)、边散射(60°~120°)及后散射(120°~180°)测尘仪。
在实践中,烟尘仪还通常将烟尘与热空气混合后测量,再倒推出原烟气浓度,即运用射流法抽取原烟气与加热的空气混合进入加热取样头,相对湿度立即降低,通过取样头再加热成高温混合烟气进入测量室进行测量,根据混合烟气的稀释比计算出原烟气烟尘浓度,超低排放烟尘仪结构和现场安装分别如图5和图6所示。
在对机组烟囱出口净烟气进行测量时,需要保证采样点具有代表性,并尽可能多选取几个点进行测量,以核实烟囱出口净烟气烟尘数据是否与机组负荷变化趋势吻合。从某超低排放机组的历史数据截图可以看出,机组负荷曲线与烟囱净烟气值趋势一致。
4结论
随着全社会对大气污染的日益重视,烟尘排放标准日趋严格,通过高频电源、旋转电极、湿式电除尘等技术的有机集成,2014年6月神华浙江舟山电厂4号新建机组(35万kW)、2014年7月神华河北三河电厂1号改造机组(35万kW)分别实现了煤电新建机组与改造机组的超低排放,证明了超低排放194沈亚林等:超低排放烟尘控制集成技术2016年第2期的可行性。通过对湿式脱硫系统采用一体化协同除尘技术,2015年2月神华重庆万州1号新建机组(105万kW)在未配置湿式电除尘器的情况下实现了超低排放,验证了超低排放相关技术发展迅速,具有较大的优化空间,在技术路线确定时需要与时俱进。同时,在我国超低排放机组改造中,高频电源跳闸、旋转电极卡涩、低温省煤器腐蚀、脱硫吸收塔与湿式电除尘施工质量与安全管理不到位等现象时有发生,因此,需要在设计、制造、施工、运行的全过程加强精细管理、集成创新。科学合理地设置烟尘采样点,加强烟尘仪测量精度攻关,实现不同测量原理的有机结合。适应经济新常态下煤电机组频繁调峰[17-18],优化机组运行方式,尽可能减少烟尘瞬时超标。通过集成创新,将干式电除尘烟尘出口值控制在20mg/Nm3或10mg/Nm3以下,脱硫出口烟尘值达到或接近5mg/Nm3以下[19-20],确保最终烟囱出口烟尘值达到超低排放甚至更高标准,为煤电保障国家能源安全、建设生态文明做出更大贡献。
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