火电厂烟气排放流场测试研究

赵士彬 沈建康 蔡同锋

摘要：火电厂烟气CEMS应该安装在能准确可靠地连续监测固定污染源烟气排放状况的有代表性的位置上，要求在脱硫系统进口及烟囱入口处分别安装了CMES仪表，由于受现场位置的限制，CEMS装置二氧化硫及流速测点代表性差，测量精度较低，针对某电厂在脱硫系统进口及烟囱入口处烟气流场进行网格测试及数据分析，找出相对稳定的流场区域，提出选取合适位置的建议。

中图分类号：X831 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2007 要求火电厂安装CEMS在线监测仪表，以达到对火电厂烟气排放的在线监控，并作为环保部门的管理依据，达到减排任务。火电厂的在线监控仪一般安装在烟囱前的水平烟道上，由于大部分电厂后期加装脱硫设备，受场地的限制，无法满足（HJ/75-2007)中6.2.2的要求，“对于气态污染物CEMS应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于2倍烟道直径，以及距上述部件上游方向不小于0.5倍直径处。”然而实际操作中几乎不可能在烟道上找到符合这些规范的监测点位。这样的测点位设置后，会导致在湍流的气体影响下，特别是设在弯道下游的地方，颗粒物的采集和CEMS系统测定的结果偏差较大,比对准确性较低。

本文结合xx火电厂xx台330 MW 机组烟气排放监测点的烟道布局现状，通过对烟道断面烟气流速和SO2分布的现场测试和通过数学模型技术分析，提出了出一套符合运行监控和选取合适位置的建议。

试验依据标准采用《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T 75-2007和《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157-1996）。本次试验所采用测试仪器和仪表均已按规定经过计量部门的检验并已取得检定证书，并在有效期内。烟气分析仪器在每次试验前进行现场校准。本次所用的仪器为2台全自动烟尘测定仪崂应3012H,2台testo350烟气成份分析仪.

1测点布置及试验方法

1.1 测点布置：XX机组脱硫系统进口及烟囱入口处的测量断面和测孔数量均已按有关规定选择和开设。由于某些测孔锈死无法打开，就没有选用。

1.2 测量方法：《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》（GB/T16157-1996）；

1.3 试验参数测量

1.3.1烟道静压及烟气密度的测量

利用标准皮托管和Ｕ型管压力计测出测量断面处的烟道静压，利用上一步骤测出烟气温度，利用大气压力表测出大气压，根据这三个数据可以计算出实际状态的烟气密度[1]。

1.3.2烟气动压的测量

利用标准皮托管或靠背式皮托管和烟尘采样仪中的差压表可以测出烟气的动压。

1.3.3烟气流速的测量

利用上面步骤测出烟气密度和动压值及已确定的检定后皮托管系数（Kp）这三个数据可以计算出烟气流速。

2 试验工况

本次试验XX机组在277MW工况下测试，锅炉运行参数基本稳定，燃烧稳定，制粉系统能固定在一定方式下运行，给粉均匀。送风机、引风机电流及挡板开度基本保持不变。试验前原煤仓加满煤，停止吹灰、排污、打焦等影响测试的操作，试验期间，锅炉不投用助燃油，保持燃烧稳定，维持空气预热器出口氧量基本不变，锅炉排烟通畅。电除尘器各电场均正常投运，高压供电系统与低压控制装置均正常运行，电除尘器进出口烟道检视孔、本体各电场人孔门和灰斗落灰管等处无大的漏风现象。电除尘器阴阳极振打系统正常运行。试验前完成CEMS系统经校零及标定，整个标定过程分两步进行，首先就所有在线仪表的零点进行标定，然后对其量程进行标定。

3 试验结果及评价

3.1烟气流速流场检测分析

3.2二氧化硫流场检测分析

4 结论与建议

4.1结论

由表3-1～表3-2可以看出：在脱硫系统进口第3个测孔中心区域、烟囱入口处第4测试孔中心区域烟气流速相对具有代表性，建议在此范围内设置烟气流速取样探头；由表3-3～表3-4可以看出：在脱硫系统进口第6个测孔中心区域；烟囱入口处第4个测孔中心区域SO2浓度相对具有代表性，建议在此范围内设置SO2取样探头。

4.2建议

4.2.1 针对大部分电厂脱硫烟道结构和布局现状，在钢结构烟道内布置导流板可以有效改善烟气流场分布的均匀性，从而有效提高流速及烟气监测的精度[2]。

4.2.2 烟囱内一定高度以上的烟气流为层流状态，流速及烟气分布较为均匀，在此处设置CEMS监测点是较为理想的。目前江苏省内已经要求火电厂在烟囱一定高度处新增CEMS测点，以便数据的准确性及代表性。

4.2.3在烟囱入口处烟道分别安装数套流速仪监测烟气流速。该方法能有效解决单一流量仪监测烟气流量精度差的问题，同时能满足脱硫装置运行监控和环保监测的要求。

4.2.4 同时应定期对CEMS监测系统进行维护和标定，包括取样探头、滤芯器的清洗及更换，流量计与抽气泵的清洗，保证仪器正常稳定运行。

5 参考文献

[1] 国家环境保护总局《空气和废气监测分析方法》编委会．空气和废气监测分析方法[M].4版.2003.

[2] 王万林,齐小娟.火电厂烟气排放流量测量方法研究.浙江电力.1007—188(2009)06—0017—03