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，采樣管線中出現(xiàn)冷凝水且污染物濃度較低時影響更加明顯。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間內(nèi)的體積也是可以準(zhǔn)確測量的；稀釋后腔室單位時間內(nèi)氣體的質(zhì)量除以單位時間內(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、濕度等多項參數(shù)，二級冷凝快速除水、降溫，減少氣、水接觸時間，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)。