煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)安常見的幾種采樣方式對比

    2014年，三部委于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014-2020年)》文件要求:到2020年，現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，對CEMS系統(tǒng)提出了更高的要求，但不同的監(jiān)測技術(shù)都有其適應(yīng)的場景，CEMS的性能取決于分析儀本身性能和煙氣預(yù)處理兩部分，其中，不同的采樣方式直接影響著煙氣預(yù)處理方式的選擇。

    目前，煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)測量中較常用的采樣方法有:直接測量方式和抽取測量方式。不同的采樣方法在樣氣保存和預(yù)處理方法上差異較大，這對低濃度污染物的準(zhǔn)確測量有明顯影響。在高濕度煙氣采樣時(shí)，采樣管線中出現(xiàn)冷凝水且污染物濃度較低時(shí)影響更加明顯。一般來說，樣氣處理越復(fù)雜，采樣路徑越長，響應(yīng)時(shí)間越慢，對低濃度測試結(jié)果準(zhǔn)確性的影響越大。此篇文章主要講一下完全抽取法不同的測量方式。

    1.完全抽取式是直接從煙道或管道抽氣、濾除穎粒物，將煙氣送入分析儀的系統(tǒng)。依據(jù)配套煙氣處理系統(tǒng)的區(qū)別，該系統(tǒng)可以分為冷干系統(tǒng)與熱濕系統(tǒng)兩大類。

    (1)冷干前處理方式
    樣氣處理:在氣體進(jìn)入分析儀前，在不損失或盡量損失待測組分的前提下，對樣氣進(jìn)行除塵以及降溫除濕處理，獲得冷卻和干燥的樣氣。
    特點(diǎn):樣氣采樣后經(jīng)過除塵、除濕處理，輸送過程中可避免水冷凝造成的有關(guān)問題；無需加熱采樣管；系統(tǒng)相對簡單，組件易于改進(jìn)和更換。但探頭部分比較復(fù)雜，不利于檢修;雖然采樣氣體是干氣，傳輸距離仍影響樣氣濃度。

    (2)冷干后處理方式
    樣氣處理:樣氣經(jīng)過過濾器后被輸送至伴熱帶輸氣管路，通過兩級冷凝脫水，再經(jīng)過過濾器后進(jìn)入分析儀，對煙氣含量和濃度進(jìn)行分析。
    特點(diǎn):需要加熱采樣管:系統(tǒng)簡單，能靈活適應(yīng)工程變化；系統(tǒng)組件易于改進(jìn)或更換。

    (3)熱濕系統(tǒng)
    樣氣處理:采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來，過濾后經(jīng)伴熱傳輸，使煙氣在傳輸中不發(fā)生冷凝，然后進(jìn)入分析儀進(jìn)行分析檢測。
    特點(diǎn):采用直接高溫測量方法，能夠?qū)Πㄋ虷CI、NH3在內(nèi)的污染物進(jìn)行多組分同時(shí)測量；測量過程中氣體不降溫，氣體成分不變，腐蝕減少；在高溫狀態(tài)下進(jìn)行粉塵過濾，取樣和反吹操作提高了效率。必須小心維持從探頭到分析儀所抽取的氣體溫度高于露點(diǎn)；如果加熱系統(tǒng)發(fā)生故障，濕氣將迅速地冷卻并污染整個系統(tǒng)，由此可能會腐蝕系統(tǒng)的部件、造成堵塞，甚至?xí)鸱治鰞x故障和損傷，致使整個系統(tǒng)崩潰。

    2.稀釋抽取式一般采用高溫抽取稀釋加激光前向散射測量技術(shù)。

    測量原理：取樣風(fēng)機(jī)以恒定的速度將零空氣注入到射流取樣器中，射流取樣器產(chǎn)生負(fù)壓來引流樣氣及稀釋氣體。樣氣通過高溫加熱，稀釋風(fēng)機(jī)以一定的速度注入稀釋零氣到高溫探頭和樣氣混合，混合后的稀釋樣氣經(jīng)過高溫球閥后進(jìn)入測量腔室，用激光前向散射的測量技術(shù)進(jìn)行測量。稀釋氣體管路上裝有流速及溫度傳感器，可以準(zhǔn)確測量單位時(shí)間內(nèi)稀釋零氣的體積；稀釋后的氣體管路上同樣裝有流速及溫度傳感器稀釋后樣氣單位時(shí)間內(nèi)的體積也是可以準(zhǔn)確測量的；稀釋后腔室單位時(shí)間內(nèi)氣體的質(zhì)量除以單位時(shí)間內(nèi)抽取樣氣的質(zhì)量就是稀釋比。

    山東新澤儀器有限公司研發(fā)的TK-1000型煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，采用先進(jìn)的DOAS紫外差分吸收光譜技術(shù)+抽取冷干法+激光散射粉塵儀，能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、顆粒物、濕度等多項(xiàng)參數(shù)，二級冷凝快速除水、降溫，減少氣、水接觸時(shí)間，降低SO2損耗，采樣探頭運(yùn)用多級粉塵過濾技術(shù)與定時(shí)反吹相結(jié)合，有效解決探頭易堵塞的難題，適應(yīng)高塵、高濕、高溫、高腐蝕性等最惡劣環(huán)境。滿足HJ75、76規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，可廣泛應(yīng)用于鍋爐、電廠、熱電廠、水泥廠、磚瓦、陶瓷、化工、鋼鐵工業(yè)等行業(yè)。