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1、,华能国际电力股份有限公司玉环电厂,脱硫烟气排放监测系统改造,简介,华能玉环电厂装机容量为41000MW，烟气脱硫装置采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫装置按一炉一塔布置，并配有单独的烟囱，其中一期烟气脱硫装置未配有GGH，采用钢烟囱内衬钛板防腐，二期烟气脱硫装置配有GGH，采用钢烟囱内衬玻璃鳞片防腐。净烟气出口烟道截面大但直管段短，而CEMS监测系统取样口就布置在烟囱入口前的净烟气烟道上。其中CEMS分析仪分别采用西门子U23（一期脱硫）和ABB EL3020（二期脱硫），粉尘仪分别采用激光对射法（一期脱硫）和静电法（二期脱硫），流速采用热式质量流量计。,改造前CEMS系统测量状况,#1
2、脱硫净烟气 SO 2 浓度分布测试值（mg/Ndm 3）,改造前CEMS系统测量状况,#1脱硫净烟气流场分布测试值（m/s）,改造前CEMS测试结论,根据2011年我厂烟囱入口脱硫净烟气SO2浓度和速度分布测试报告结果：烟囱入口矩形混合烟道截面积较大，烟道拐弯较多，直管段较短，致使净烟气SO2浓度场和烟气流场分布不均，而CEMS采样探头深入烟道1.5米处，采样点不具有代表性，同时在烟气流场不稳定的前提下，单一监测点测量净烟气SO2浓度及流速等相关参数无法准确反映烟气排放质量及排放量。另外单从烟气流场测量的条件上看，烟囱入口净烟气烟道截面尺寸：S=6m（宽）13m（高）=78(m2)，直管段5m
3、，流场条件极差，无法满足固定污染源烟气排放连续监测技术规范(HJT75-2007)标准中的相关规定。,CEMS系统测量取样点和测量方式的选择,CEMS系统测量取样点和测量方式的选择,结合脱硫系统烟道的实际状况，合理的解决取样点的流场稳定性要求，唯一方法就是将取样点移位至烟囱，流场条件改善如下：烟囱截面尺寸S=D/2*3.14=7.2(m)/2*3.14=40.7(m2)，较烟囱入口净烟气烟道截面尺寸（78m2)缩小一半，截面尺寸变小，直管段变长（烟囱总高240m），流场稳定性好。根据烟囱维护平台的设置，从低到高为20m、40m、80m、120m等，而水平烟道与烟囱接口上部标高为29.1m，确定
4、将取样点设置在烟囱80m处，充分满足测量直管段要求（上游直管段大于2D，下游直管段大于4D的要求）。,CEMS系统测量取样点和测量方式的选择,一期脱硫装置未配置GGH，颗粒物测量装置将安装在脱硫装置前的管段中，同时烟气处于饱和湿度状态下，无法进行湿度测量。在尽量减少开孔数量避免影响烟囱强度的前提下，对一期烟囱开孔如图,CEMS系统测量取样点和测量方式的选择,烟气分析仪及预处理选型,根据2011年浙江省环保监督会议内容，省内火力发电厂净烟气CEMS分析仪SO2量程将统一划归3档：200mg/m3、400mg/m3、800mg/m3的会议精神。从仪表测量的准确性、稳定性，维护成本及维护工作量，三方
5、面入手逐一选定CEMS系统设备。综合各分析汇总材料，确定净烟气分析仪采用西门子公司生产ULTRAMAT23系列四组分（SO2、NO、CO、O2）分析仪：7MB2338-0AK10-3NW1，各组份的量程如下：SO2:0400/2000mg/m3NO:0400/2000mg/m3CO:0250/1250mg/m3O2:025%,烟气分析仪及预处理选型,根据2011年浙江省环保监督会议内容，省内火力发电厂净烟气CEMS分析仪SO2量程将统一划归3档：200mg/m3、400mg/m3、800mg/m3的会议精神。从仪表测量的准确性、稳定性，维护成本及维护工作量，三方面入手逐一选定CEMS系统设备。
6、综合各分析汇总材料，确定净烟气分析仪采用西门子公司生产ULTRAMAT23系列四组分（SO2、NO、CO、O2）分析仪：7MB2338-0AK10-3NW1，各组份的量程如下：SO2:0400/2000mg/m3NO:0400/2000mg/m3CO:0250/1250mg/m3O2:025%,烟气分析仪及预处理选型,预处理选型表,粉尘仪选型,根据浊度法、静电法粉尘仪在我厂的使用情况，以及调研兄弟单位使用光散射法粉尘仪的成功经验，选定后散射法粉尘仪（光散射法的一种）。该烟尘仪从基本上说是一光学装置。仪器内带有脉冲的，近似红外线的固态光源（LED）可发出平行光线，下图所示是该仪器的检测原理图，气
7、体中烟尘颗粒造成光束散向各个方向，回散的光从不同的角度回射到仪器，由一个聚光镜头将回散光聚焦到一固态探测器（与射出光束同轴）上，这一点上装有信号探测器硅光二级管，它把回散的光线转变成电流信号，该信号通过放大、滤波等处理后送出4-20mA的标准电流信号。,粉尘仪选型,温度、压力、流速测量选型,湿度仪选型,采用抽气加热方式进行烟气水分测量系统相对复杂，因此选用直插式烟气水分测量方式,CEMS设备安装调试,一期烟囱接管座安装图,一期烟囱开孔及防腐,一期脱硫装置未配置GGH，烟气湿度大，带浆腐蚀性强，钢烟囱防腐采用1.8mm钛板内衬。因此一期烟囱开孔及防腐施工要求做了非常严格的施工方案：采用磁力钻钻孔
8、，孔径为115，开孔完成后，沿圆周方向将烟囱钢板打磨掉直至完全裸露出约4mm宽的钛板。如右图所示：用钛板制作一个与开孔直径相当的圆环，此圆环宽度略大于烟囱钢板的厚度。将制作好的钛板圆环塞入打磨完成的孔中，钛板圆环与烟囱钢板之间留出约1mm的间隙，在内衬钛板与钛板圆环接合面处用钛丝焊条进行满焊，,一期烟囱开孔及防腐,一期脱硫装置未配置GGH，烟气湿度大，带浆腐蚀性强，钢烟囱防腐采用1.8mm钛板内衬。因此一期烟囱开孔及防腐施工要求做了非常严格的施工方案：采用磁力钻钻孔，孔径为115，开孔完成后，沿圆周方向将烟囱钢板打磨掉直至完全裸露出约4mm宽的钛板。如右图所示：用钛板制作一个与开孔直径相当的圆
9、环，此圆环宽度略大于烟囱钢板的厚度。将制作好的钛板圆环塞入打磨完成的孔中，钛板圆环与烟囱钢板之间留出约1mm的间隙，在内衬钛板与钛板圆环接合面处用钛丝焊条进行满焊，接管座采用316L不锈钢管108*4，接管座安装时要求往钢内筒侧向下倾斜5度左右。接管座与钢烟囱用M10不锈钢螺栓连接，需在钢烟囱外壁反向点焊M10螺栓。不锈钢短管上需焊接三块不锈钢翼板，翼板厚度为4mm，接管座通过翼板与点焊在钢烟囱外壁的M10不锈钢螺栓连接。固定后在钢烟囱外壁与不锈钢短管交接处缝隙用陶瓷修补剂嵌填密实，然后沿四周涂抹铸铁修补剂。,一期烟囱开孔及防腐,CEMS探头箱安装,接管座安装完成与烟囱壁之间的防腐（高聚陶瓷）
10、,二期烟囱开孔及防腐,二期脱硫装置配置GGH，钢烟囱防腐采用采用玻璃磷片喷涂方式处理，因此开孔方案相对：采用磁力钻钻孔，孔径为115，开孔完成后，沿圆周方向将烟囱钢板打磨平整，用玻璃磷片进行防腐处理后安装接管座，外圈用铸铁修补剂进行密封。,采样管线敷设安装,预处理系统气密性检测,在进行气密性检测前，需对系统进行上电前检查确认后，系统上电，分析仪预热30分钟后处于正常工作状态，确认采样泵在工作状态，将截止阀出口管路松脱，流量调节阀关闭，此时分析仪上浮子流量计的流量指示到顶，用手堵住截止阀出口管路入口，分析仪上浮子流量计的流量应迅速到零，且浮子无抖动，重复数次。若流量无法回零或浮子存在抖动，说明柜
11、内管路气密性不好，需结合预处理系统气路图从截止阀侧开始，对各接头进行气密性检查，直至找到漏点并消除，然后在截止阀处进行气密性复查。,探头气密性检测,探头气密性检测需在脱硫装置正常运行期间进行，并准备一段材质为Tefln PFA 8（通径与采样管线一致）试验用气管3-5m，检测期间需保持负荷稳定，记录10分钟稳定氧量指示，首先将探头与采样管线的连接断开，将采样管线与试验用气管气管转接头紧密连接，然后将试验用气管从探头探杆中深入烟道中，并需超过探杆1.5m以上，记录10分钟稳定氧量指示，恢复到原始测量状态，读取实时的氧量指示，前后数据偏差应小于0.2，否则需对探头滤芯、探头O型圈、采样管线连接头逐
12、一进行排查，直至与测试的氧含量偏差小于0.2。,安全防护,CEMS系统日常巡检和定期维护，检修人员需经常上下烟囱至80m平台处，由于楼梯坡度较陡，栏杆高度不够，从安全防护方面，将0m至80m烟囱平台间的楼梯栏杆由原高80cm，整体加高至120cm。,改造后相关测试,流场及浓度场试验测点示意图,为了检验CEMS监测点移位到烟囱80m处的各参数测量的准确性以及烟气流场、浓度场的稳定性和均匀性，改造一台测试一台，在烟囱80m处取样点投用的一个月内联系浙江省中试所进行相关的测试，并对试验要求和方案进行了详细的讨论和沟通，确定在2个负荷段分别对高硫煤、低硫煤的烟气浓度场进行测试，在3个负荷端对烟气流场进
13、行测试,#1脱硫CEMS测试数据,#1脱硫净烟气 SO 2 浓度分布测试值（mg/Ndm 3）,#1脱硫CEMS测试数据,#1脱硫净烟气 NOX 浓度分布测试值（mg/Ndm 3）,#1脱硫CEMS测试数据,#1脱硫净烟气O2 浓度分布测试值（%）,#1脱硫CEMS测试数据,#1机组流速分布测试结果（m/s）,#4脱硫CEMS测试数据,#4脱硫净烟气 SO 2 浓度分布测试值（mg/Ndm 3）,#4脱硫CEMS测试数据,#4脱硫净烟气 NOX 浓度分布测试值（mg/Ndm 3）,#4脱硫CEMS测试数据,#4脱硫净烟气O2 浓度分布测试值（%）,#4脱硫CEMS测试数据,#4机组流速分布测试
14、结果（m/s）,改造后脱硫CEMS测试数据分析,从表中的数据分析，在不同的工况下烟囱80m处的烟气浓度场及烟气流场均处于一个均匀、稳定的状态，最大相对偏差基本在10%以内，整个截面的测量值均可满足固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法(HJT76-2007)中CEMS比对准确度要求,改造后脱硫CEMS测试数据分析,CEMS系统准确度要求,结论,提高CEMS系统测量数据的真实性和准确性，对电厂的环保工作具有重要的意义。本文探讨了净烟气CEMS因取样点的位置选取不佳引起测量数据代表性低的原因，同时总结了CEMS系统改造过程中设备选型及安装调试过程。通过对脱硫烟气排放监测系统的整体改造，降低了与环保测试的偏差，为环保部门监督检查提供了更加真实、可靠、有效的数据。,谢谢,
