论文部分内容阅读
摘要：伴随着经济的发展和进步，我国的各项工程都在不断提升当中，人们环保理念也在不断的提升，垃圾焚烧发电这一领域就属于我国环保行业较为新型的一个领域，而在这一领域中，烟气排放系统连续监测系统属于其中较为关键的一个部分，只有具备这一系统才能真正对污染物浓度以及烟气排放总量进行在线监测、实时监测，本文主要对垃圾焚烧发电厂烟气排放的连续监测系统进行了分析。
关键词：垃圾焚烧;发电厂;烟气排放;在线监测
在社会不断发展过程中，城市化进程也在不断的加剧，各个领域中无论是建设规模还是建设速度都有很大的提升，再加上我国工业化发展十分迅猛，致使我国生活垃圾也在不断的增加，相关研究调查显示，我国在2007年-2019年，城镇垃圾清运量符合增速就已经达到了2.3%，并且在这5年内，每人每天平均能够产生0.65公斤的生活垃圾。在这种情况下，垃圾焚烧发电厂的存在，就在很大程度上降低了垃圾围城对城市造成的压力，减少城市垃圾大量堆积这一现象，最终就能通过对垃圾的无害化及轻量化处理达到保护环境的目的。但是，在对垃圾进行焚烧的过程中，对其焚烧烟气排放进行监控是必不可少的一个环节，这样才能真正实现对垃圾的无污染处理，促进城镇健康发展，为此，烟气排放连续监测系统（CEMS）就显得尤为的重要，实时的对烟气进行监测工作，也就成了现代垃圾焚烧管理中备受关注的问题。
1. 烟气排放连续监测系统相关概述
烟气在线监测系统是由颗粒物检测子系统、气态污染物检测子系统、烟气参数监控子系统、数据采集和处理子系统四个主要的环节组成。在这一系统中，其主要的测量参数为气态类的污染物，一般就是对于二氧化硫、氮氧化物，一氧化碳等物质进行测量，它们在空气中以漂浮的状态存在，对周围的环境会形成非常大的影响，在应用过程中，这一系统能够对200多种气体浓度进行有效地监测[1]。
2. 在线监测系统的应用
2.1傅立叶变换红外光谱分析仪
（1）FT-IR监测子系统，对于烟气系统中气态的污染物进行监测，对其湿度进行测量，例如H2O、NOx（NO2、NO、N2O）、HF、SO2、CO、HCl、NH3和CO2等。（2）监测子系统对于存在于烟气中的固体颗粒物浓度要进行监测。（3）对子系统进行辅助监测的环节中，主要是对温度、流量以及压力的监测。（4）数据的采集和处理顾名思义对所采集的数据进行全过程的处理，从采集、处理再到存储等，后期形成报表呈现出来。上面各种子系统中，FT-IR监测子系统占有非常重要的作用，技术应用方式也是最新的。
2.2多组分红外分析仪
一般情况下，通过1个测量滤光片和1个参比滤光片或者气体滤波器气室等相互进行组合，通过对8个组分进行同时测量。产生干扰作用的组分能够从最终结果中除掉。通过内部处理之后的滤光气室能够在测量中实现对多组分的扫描工作，光束信号的射频形成模式化运行通过切光轮完成。
对产生干扰的组分通过相乘或者是相加的方式，为了提升其可靠性以及数据的精确程度，可以对干扰组分通过微处理器来进行扣除。（1）相加式扣除：对被测量的组分中存在的重叠位置干扰情况进行消除，对于干扰组分浓度相应对的波长进行测量，然后将产生的干扰值在QE表中进行输入，扣除其组分。（2）相乘式扣除：如果吸光系统发生变化，干扰组分通过校正因子将其消除。然后将干扰组分浓度将其数据在乘法的QE表中并将干扰组分扣除。
3.烟气排放连续监测系统选型设计
3.1工艺流程
垃圾焚烧发电厂在实际工作过程中，其流程主要是：运输车将生活垃圾送入垃圾仓→利用抓斗和给料器将垃圾送入焚烧炉→焚烧炉烟气经余热锅炉送烟气处理系统→烟气经烟囱排出。在对烟气进行净化处理的过程中，主要是采用“炉内SNCR+旋转喷雾（半干法）+干法+活性炭喷射+袋式除尘器”作为处理工艺，同时还需要在含氧量检测（省煤器出口）以及烟囱出口设置好相应的烟气在线监测装置。
3.2合理进行烟气取样操作
垃圾焚烧发电产烟气排放过程中，本身就会存在HF、HCL这一类具有强酸性的气体，而这一类气体存在较强的腐蚀性，同时还含有大量的颗粒物，所以很容易出现堵塞取压装置的现象，针对这一现象，我们可以采用“高温直接冷干抽取法+傅立叶红外吸收”对烟气气体中的成分含量进行有效地测量。对于探头内部则可以采用具有较高精度的SiC疏水过滤单元，这样在进行操作的过程中，就能过滤掉大量的烟气颗粒物，最终就能有效地避免采样探头出现堵塞[2]。
3.3合理选择烟气浓度计
在对一些浓度较高的烟尘进行测定的过程中，我们可以采用光吸收法测定法，这样就能起到较为良好的效果，但是，对于一些浓度较低的烟尘，如果还是采用这一方法就会因为灵敏度较低而失去价值，所以在对烟气浓度计进行选择的过程中一定要保证其合理性。在为垃圾焚烧发电产进行烟气浓度计进行选择的过程中，我们可以使用激光散射烟尘浓度测量仪，这样就能在烟道、烟囱内摄入一束激光，这个时候激光束与烟尘颗粒之间就会产生散射，并且散射光的强弱与烟尘的散射截面两者之间的关系是成正比的，所以，一旦烟尘浓度升高，我们就会发现烟尘的散射截面成比例也就增大了，如果散射光增强，我们则可以对其强度进行测定，最终就能有效地算出烟尘中所存在的颗粒物浓度。
3.4合理选择烟气流量计
在这一系统中，对于烟气流量计的选择我们可以采用皮托管来进行测量，这样就能同时对温度、烟气流速以及压力进行有效地测量，这样就能有效地减少烟道开孔。在应用烟气流量计的过程中，其主要是应用在烟气排放过程中，对温度、烟气流速以及压力的连续监测，这一仪器存在较高的灵敏度和测量精度，测量结果大多是以4-20mA电流信号输出的，所以将其应用在烟气排放连续监测系统中有着较为显著的作用。
3.5CEMS供电以及控制系统设计
在使用这一系统的过程中，其现场仪表测量数据会送到CEMS控制柜，之后则是由硬接线送至DCS系统，为了保证CEMS控制柜电源连续性以及稳定性，在对其进行设计的过程中，可以给CEMS控制柜供一路UPS电源，一次来供CEMS取样伴热用。
4.烟气排放连续监测系统安装与维护
在对CEMS进行安装的过程中，安装人员一定要严格按照相关安装流程来进行安装，在安装过程中，针对于其安装高度，可以将烟道负压区域作为优先选择，而在选择这一安装位置之后，其烟气流速需要大于5m/s，同时还需要保证安装直管段[3]。另外，在安装过程中，还需要为烟道预留3个安装孔，其一是为了流速法兰测量孔;其二是为了探头法兰孔;其三则是为了烟尘法兰测量孔，在预留过程中孔径最好小于100mm。因此，在进行标定的过程中可以使用分析仪远程自校准功能，这样就能降低安装标定的难度。
5.结语
综上所述，垃圾焚烧发电厂作为环保类企业，如果在处理垃圾的过程中再造对环境造成污染，那么就违背了建设垃圾焚烧电厂的初衷。所以，在垃圾焚烧发电厂的所有子系统中，烟气排放连续监测系统就显得尤为重要，要想真正發挥出这一系统的作用，就一定要做好选型设计工作，确保该系统的有效性，最终才能真正实现垃圾焚烧发电厂的作用。
参考文献
[1]王秀菊.烟气排放连续监测系统的选型设计与分析[J].电气应用，2010，36（7）：70-73.
[2]刘守盎.垃圾焚烧发电中的烟气排放在线连续监测系统设计选型[J].有色冶金节能，2016，32（6）：58-61.
[3]胡利华，杨姝.垃圾焚烧电厂烟气净化系统效率分析[J].科技通报，2015，58（4）：58-60.
作者简介
翟福森，男，汉，江苏徐州，助理工程师，本科，单位：光大环保能源（沛县）有限公司，研究方向：环境科学与工程
关键词：垃圾焚烧;发电厂;烟气排放;在线监测
在社会不断发展过程中，城市化进程也在不断的加剧，各个领域中无论是建设规模还是建设速度都有很大的提升，再加上我国工业化发展十分迅猛，致使我国生活垃圾也在不断的增加，相关研究调查显示，我国在2007年-2019年，城镇垃圾清运量符合增速就已经达到了2.3%，并且在这5年内，每人每天平均能够产生0.65公斤的生活垃圾。在这种情况下，垃圾焚烧发电厂的存在，就在很大程度上降低了垃圾围城对城市造成的压力，减少城市垃圾大量堆积这一现象，最终就能通过对垃圾的无害化及轻量化处理达到保护环境的目的。但是，在对垃圾进行焚烧的过程中，对其焚烧烟气排放进行监控是必不可少的一个环节，这样才能真正实现对垃圾的无污染处理，促进城镇健康发展，为此，烟气排放连续监测系统（CEMS）就显得尤为的重要，实时的对烟气进行监测工作，也就成了现代垃圾焚烧管理中备受关注的问题。
1. 烟气排放连续监测系统相关概述
烟气在线监测系统是由颗粒物检测子系统、气态污染物检测子系统、烟气参数监控子系统、数据采集和处理子系统四个主要的环节组成。在这一系统中，其主要的测量参数为气态类的污染物，一般就是对于二氧化硫、氮氧化物，一氧化碳等物质进行测量，它们在空气中以漂浮的状态存在，对周围的环境会形成非常大的影响，在应用过程中，这一系统能够对200多种气体浓度进行有效地监测[1]。
2. 在线监测系统的应用
2.1傅立叶变换红外光谱分析仪
（1）FT-IR监测子系统，对于烟气系统中气态的污染物进行监测，对其湿度进行测量，例如H2O、NOx（NO2、NO、N2O）、HF、SO2、CO、HCl、NH3和CO2等。（2）监测子系统对于存在于烟气中的固体颗粒物浓度要进行监测。（3）对子系统进行辅助监测的环节中，主要是对温度、流量以及压力的监测。（4）数据的采集和处理顾名思义对所采集的数据进行全过程的处理，从采集、处理再到存储等，后期形成报表呈现出来。上面各种子系统中，FT-IR监测子系统占有非常重要的作用，技术应用方式也是最新的。
2.2多组分红外分析仪
一般情况下，通过1个测量滤光片和1个参比滤光片或者气体滤波器气室等相互进行组合，通过对8个组分进行同时测量。产生干扰作用的组分能够从最终结果中除掉。通过内部处理之后的滤光气室能够在测量中实现对多组分的扫描工作，光束信号的射频形成模式化运行通过切光轮完成。
对产生干扰的组分通过相乘或者是相加的方式，为了提升其可靠性以及数据的精确程度，可以对干扰组分通过微处理器来进行扣除。（1）相加式扣除：对被测量的组分中存在的重叠位置干扰情况进行消除，对于干扰组分浓度相应对的波长进行测量，然后将产生的干扰值在QE表中进行输入，扣除其组分。（2）相乘式扣除：如果吸光系统发生变化，干扰组分通过校正因子将其消除。然后将干扰组分浓度将其数据在乘法的QE表中并将干扰组分扣除。
3.烟气排放连续监测系统选型设计
3.1工艺流程
垃圾焚烧发电厂在实际工作过程中，其流程主要是：运输车将生活垃圾送入垃圾仓→利用抓斗和给料器将垃圾送入焚烧炉→焚烧炉烟气经余热锅炉送烟气处理系统→烟气经烟囱排出。在对烟气进行净化处理的过程中，主要是采用“炉内SNCR+旋转喷雾（半干法）+干法+活性炭喷射+袋式除尘器”作为处理工艺，同时还需要在含氧量检测（省煤器出口）以及烟囱出口设置好相应的烟气在线监测装置。
3.2合理进行烟气取样操作
垃圾焚烧发电产烟气排放过程中，本身就会存在HF、HCL这一类具有强酸性的气体，而这一类气体存在较强的腐蚀性，同时还含有大量的颗粒物，所以很容易出现堵塞取压装置的现象，针对这一现象，我们可以采用“高温直接冷干抽取法+傅立叶红外吸收”对烟气气体中的成分含量进行有效地测量。对于探头内部则可以采用具有较高精度的SiC疏水过滤单元，这样在进行操作的过程中，就能过滤掉大量的烟气颗粒物，最终就能有效地避免采样探头出现堵塞[2]。
3.3合理选择烟气浓度计
在对一些浓度较高的烟尘进行测定的过程中，我们可以采用光吸收法测定法，这样就能起到较为良好的效果，但是，对于一些浓度较低的烟尘，如果还是采用这一方法就会因为灵敏度较低而失去价值，所以在对烟气浓度计进行选择的过程中一定要保证其合理性。在为垃圾焚烧发电产进行烟气浓度计进行选择的过程中，我们可以使用激光散射烟尘浓度测量仪，这样就能在烟道、烟囱内摄入一束激光，这个时候激光束与烟尘颗粒之间就会产生散射，并且散射光的强弱与烟尘的散射截面两者之间的关系是成正比的，所以，一旦烟尘浓度升高，我们就会发现烟尘的散射截面成比例也就增大了，如果散射光增强，我们则可以对其强度进行测定，最终就能有效地算出烟尘中所存在的颗粒物浓度。
3.4合理选择烟气流量计
在这一系统中，对于烟气流量计的选择我们可以采用皮托管来进行测量，这样就能同时对温度、烟气流速以及压力进行有效地测量，这样就能有效地减少烟道开孔。在应用烟气流量计的过程中，其主要是应用在烟气排放过程中，对温度、烟气流速以及压力的连续监测，这一仪器存在较高的灵敏度和测量精度，测量结果大多是以4-20mA电流信号输出的，所以将其应用在烟气排放连续监测系统中有着较为显著的作用。
3.5CEMS供电以及控制系统设计
在使用这一系统的过程中，其现场仪表测量数据会送到CEMS控制柜，之后则是由硬接线送至DCS系统，为了保证CEMS控制柜电源连续性以及稳定性，在对其进行设计的过程中，可以给CEMS控制柜供一路UPS电源，一次来供CEMS取样伴热用。
4.烟气排放连续监测系统安装与维护
在对CEMS进行安装的过程中，安装人员一定要严格按照相关安装流程来进行安装，在安装过程中，针对于其安装高度，可以将烟道负压区域作为优先选择，而在选择这一安装位置之后，其烟气流速需要大于5m/s，同时还需要保证安装直管段[3]。另外，在安装过程中，还需要为烟道预留3个安装孔，其一是为了流速法兰测量孔;其二是为了探头法兰孔;其三则是为了烟尘法兰测量孔，在预留过程中孔径最好小于100mm。因此，在进行标定的过程中可以使用分析仪远程自校准功能，这样就能降低安装标定的难度。
5.结语
综上所述，垃圾焚烧发电厂作为环保类企业，如果在处理垃圾的过程中再造对环境造成污染，那么就违背了建设垃圾焚烧电厂的初衷。所以，在垃圾焚烧发电厂的所有子系统中，烟气排放连续监测系统就显得尤为重要，要想真正發挥出这一系统的作用，就一定要做好选型设计工作，确保该系统的有效性，最终才能真正实现垃圾焚烧发电厂的作用。
参考文献
[1]王秀菊.烟气排放连续监测系统的选型设计与分析[J].电气应用，2010，36（7）：70-73.
[2]刘守盎.垃圾焚烧发电中的烟气排放在线连续监测系统设计选型[J].有色冶金节能，2016，32（6）：58-61.
[3]胡利华，杨姝.垃圾焚烧电厂烟气净化系统效率分析[J].科技通报，2015，58（4）：58-60.
作者简介
翟福森，男，汉，江苏徐州，助理工程师，本科，单位：光大环保能源（沛县）有限公司，研究方向：环境科学与工程