火電廠運用的傳統(tǒng)發(fā)電技術,會產生大量的硫化物或硝化物,這對大氣產生了嚴重的污染效應。因此,在火電廠中合理的運用煙氣脫硫脫硝技術,才能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保等目標。火電行業(yè)是我國節(jié)能減排的重要控制點,為此在《國家環(huán)境保護“十一五”規(guī)劃》中明確地提出“二氧化硫、氮氧化物”的減排目標,在此形勢背景下,不僅推動了我國火電廠脫硫脫硝工程的迅速發(fā)展,同時也極大地促進了火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析技術的發(fā)展從而為我國電力行業(yè)可持續(xù)運作發(fā)展提供保障?;诖?,文章就火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測進行分析。
隨著環(huán)境問題在全球范圍內越來越突出,世界各國紛紛加大了環(huán)境治理的力度。我國也陸續(xù)制定并出臺了一系列法律法規(guī)、規(guī)劃、技術政策,為了實現(xiàn)“十二五”規(guī)劃的污染減排目標,近期即將實施《石油煉制工業(yè)污染物排放標準》。研究催化煙氣脫硫脫硝技術在此背景下便顯出一定的社會效益和環(huán)境效益。
一、煙氣脫硫脫硝的必要性
擬實施新標準中,SO2最高允許排放濃度為200mg/Nm3,NOx最高允許排放濃度為300mg/Nm3,而現(xiàn)有煉油廠催化裝置SO2、NOx實際排放濃度與指標相差較大,因此,合理利用催化煙氣脫硫脫硝技術,保證催化煙氣排放指標達標是勢在必行。
二、煙氣脫硫脫硝技術與節(jié)能環(huán)保
由于國內工業(yè)化規(guī)模不斷擴大、速度不斷提升,產生的環(huán)境污染問題也備受人類的關注。因此,火電廠有必要重視生產階段的煙氣脫硫脫硝技術的研究與運用。同時,國內火力發(fā)電行業(yè)的眾多廠商,也紛紛增加了煙氣脫硫脫硝一體化科研經費投入,對推動該技術的革新、發(fā)展起到的積極作用。
火電廠在引入煙氣脫硫脫銷技術運用期間,提高了副產品利用效率,使煙氣脫硫脫硝處理過程避免了副產品的二次污染,還提高了副產品的綜合利用效率,一定程度上增強了能源利用效率,達到了節(jié)能環(huán)保的目標,使得煙氣脫硫脫硝一體化技術的運用水平與效果都得到了提升。因此,在煙氣脫硫脫硝技術的研究、運用中,提高副產品運用效率、研究深度,有助于改善火電廠煙氣脫硫脫硝效果、提高資源利用效率,同時還能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保、改善火電廠運營經濟及社會效益的目標。
三、火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)的基本構成與分類
火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)又被稱為CEMS,通常情況下由顆粒物檢測系統(tǒng)、氣態(tài)物污染系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測量子系統(tǒng)組成,可以對煙氣顆粒物濃度、氣態(tài)物濃度污染物及煙氣溫度、煙氣流量、煙氣壓力、煙氣寒濕量等進行測量。而依照測量取樣方式,煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)又可以采用直接抽取采樣和稀釋抽取采樣兩種方式,在我國由于相關環(huán)保標準規(guī)定了煙氣污染物質的排放濃度為標準狀態(tài)下的干煙氣數(shù)值,也就是進行干基測量,因此在火電廠進行脫硫脫硝監(jiān)測時,主要是采用直接抽取采樣方式。為此在火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)最常見的一種系統(tǒng)類型就是干冷法直接采取系統(tǒng),在干冷法直接采取系統(tǒng)中主要由探頭、樣氣處理系統(tǒng)及在線分析表構成,系統(tǒng)使用過程中,使用探頭進行取樣,通過電加熱管線將煙氣送至到煙氣處理系統(tǒng)之中,并通過冷凝泵、過濾裝置、濕度報警儀、流量計等,從而將冷卻至常溫的煙氣送到分析儀,并應用脈沖反吹的方式,對探頭的堵塞情況做出預防,從而為系統(tǒng)正常運行做出保障。
四、火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、處理與傳送
煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)主要是利用PLC進行現(xiàn)場化的數(shù)字采集與控制,在進行數(shù)據(jù)采集的過程中,主要是采集煙氣中氣態(tài)化的污染物質、煙塵濃度、煙氣溫度、壓力、速度及濕度等,這些數(shù)據(jù)可以通過測量儀器進行模擬輸出,從而相關儀器作出評定。而煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理體系,由工控機和專門監(jiān)控軟件構成,從而將實時收集的PLC通過信號傳遞的方式進行數(shù)據(jù)顯示處理及單位換算,同時還可以通過文檔記錄和歷史記錄等方式進行查詢,并作出相關的打印傳送。在煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)中,進行數(shù)據(jù)傳輸時要與對應的火電系統(tǒng)DCS進行鏈接,然后傳送到環(huán)保部門,而在這個過程中,傳輸?shù)南嚓P數(shù)據(jù)必須要符合HJ/T212-2005的相關標準,而DAS設備應該是可以對出現(xiàn)的異常狀況進行自動回復處理的。
五、火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)在線運行質量
煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)在運行過程中,影響運行質量的因素有很多,首先從開始的取樣法作出分析以及運作過程中都可能對在線運行質量造成影響,如在進行直接的抽樣取樣系統(tǒng),該系統(tǒng)最易出現(xiàn)的問題就是除濕及耐腐蝕、探頭堵塞問題,這是因為在處理煙氣的過程中,煙氣中的二氧化硫和水分會對系統(tǒng)中管道及管件產生一種腐蝕作用。此外若是系統(tǒng)中的伴熱管線及加熱或者保溫效果不理想,也會影響到冷凝水中的二氧化硫濃度檢測,從而對煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)測量的準確性可靠性造成影響。其次日常維修及備品部件供應方面造成的影響,現(xiàn)下的火電廠通常專業(yè)性維修人員只有一人,而在煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)運行一段時間后,很容易出現(xiàn)堵塞或者老化問題,尤其是煙氣含硫量較高的位置,若是管理維修不到位或者備品供應不及時,就會對煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)運行質量造成一定的影響,這是在應用CEMS時需要注意的。
六、火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測分析
1.火電廠煙氣脫硫監(jiān)測分析。在火電廠煙氣脫硫脫硝監(jiān)測系統(tǒng)迅速發(fā)展的過程中,CEMS系統(tǒng)的測量要求也在不斷發(fā)生變化,如現(xiàn)下火電廠的脫硫設備效率已經大幅度提升,如有數(shù)據(jù)調查顯示經FGD脫硫的凈煙氣中二氧化硫的濃度可以達到50~200mg/Nm3,由于煙氣中二氧化硫的濃度大幅度降低,這為CEMS系統(tǒng)的測量增添了一定的難度,因此必須要采取有效的措施,提升CEMS系統(tǒng)的在線技術要求,如對于高含水煙氣,在CEMS系統(tǒng)中可以應用多級除濕技術。而在現(xiàn)下在國外還應用了滲透干燥管進行脫水,這些都將會極大地提升二氧化硫的監(jiān)測精準度。
2.火電廠煙氣脫硝監(jiān)測分析。在火電廠中進行煙氣脫硝,主是使用SCR反應器,而SCR反應器通常位于鍋爐尾部的省煤氣出口處,這也是高塵段位置,結合以往的數(shù)據(jù)調查顯示,SCR的煙氣脫硝的脫硝率大約可以達到70%,而氮氧化物的濃度大約可以達到100mg/Nm3,而在對SCR反應器的脫硫效率進行監(jiān)測時,則主要是使用直接抽取法CEMS系統(tǒng),而應用CEMS系統(tǒng)進行監(jiān)測時,應用的難點在于高溫、高濃度并具有腐蝕性的煙氣會對CEMS系統(tǒng)的探頭造成堵塞,為此現(xiàn)下的火電廠在使用CEMS系統(tǒng)進行監(jiān)測時,還會應用氣溶膠或者多極除濕器等進行除濕,從而為系統(tǒng)監(jiān)測運行穩(wěn)定性提供保障。此外還存在的一個比較普遍的問題,就是CEMS系統(tǒng)的探頭對具體的硫化物不能確定,這很容易導致SCR系統(tǒng)入口噴氮濃度及煙氣的氣流出現(xiàn)不均勻性,為此在進行SCR系統(tǒng)設計時,就應該是在SCR系統(tǒng)的入口處設置專門的CFD流場模擬,促使導流板更加均勻,同時還可以專門設置取樣探頭,從而更好的對火電廠中進行煙氣中的脫硝情況做出監(jiān)測。
七、結束語:
在社會經濟建設快速發(fā)展的過程中,環(huán)境污染問題也受到了社會各界的高度重視,因此對于火電廠而言,煙氣脫硫脫硝技術已成為未來的煙氣凈化技術發(fā)展的方向,因此為了能夠更好的推動我國電力行業(yè)可持續(xù)發(fā)展,在今后還需不斷的強化煙氣脫硫脫硝監(jiān)測技術研究。