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1  測量原理簡介

(1)  氣態污染物的測量（SO2、NOX、CO、CO2等）

?  非色散紅外線吸收法
    利用不同的氣體成分對一定波長的紅外光的吸收特性，通過測量紅外光穿過測量氣體后的光強來測量對應氣體成分的濃度。
    該分析方法需要對被測氣體（煙氣）做預處理，在進入分析儀前除塵、除水，以減小對測量的干擾。
    該方法為直接取樣法，將被測氣體從煙道中抽取出來，從取樣點到儀表之間的管路采用帶溫度控制的電伴熱管線，可防止結露和腐蝕。
    通常一臺分析儀器可以測量3~4種氣體成分，如SO2、NO、CO、CO2。
    儀表具備自動標定功能，標氣采用樣氣瓶或環境空氣。儀表具備自動吹掃功能，以減少維護的工作量。儀器測量結果為標態、干態的數據。

?  稀釋法
    稀釋探頭與被測氣體接觸，按一定的比例將零空氣與被測氣體混合后降低其露點，在環境溫度下將混合后的氣體送入分析儀器。
    該方法的特點是要控制稀釋比的精確度，否則難以獲得滿意精度的測量結果。測量結果為濕態，需折算到干態。
    總的來講，儀器標定較復雜，運行維護成本較高。

?  直接測量法
    分析儀器直接安裝在煙道上，適用于煙道較小的情況，價格較低，但由于直接安裝在現場，環境較差，不便于維護。

(2)  氧的測量采用磁氧法或電化學法。
    磁氧法分為磁風法和磁力機械法，利用氧在磁場中的順磁特性。
電化學法的原理是：氧在燃料電池的陰極與電解液的分界面被轉化，產生的電流與氧的濃度成正比。
如對經過預處理后的煙氣進行測量可得到干態的氧含量，如直接將儀表安裝在煙道上（如氧化鋯）則可測量出濕態的氧含量。

(3)  濕度的測量
    采用電容法或干濕氧測量計算法。
    電容法通過測量電容來測量煙氣中的濕度。
    干濕氧測量計算法，通過分別測量干煙氣、濕煙氣的氧含量來計算出煙氣中的濕度。

(4)  煙氣流量的測量
    采用差壓法、熱擴散法、超聲波法等。
    差壓法、熱擴散法為點測量，超聲波法為截面測量。由于煙氣中的灰塵較多，差壓法需要對測量元件進行吹掃。受煙道布置的影響，由于測量點處的煙道直段長度小，煙氣流量測量的精度較低，通常為±3%~5%FS。

(5)  煙塵濃度的測量
    采用光透過法，通過測量安裝在煙道對稱兩側的發送、接受、反射的光的強度來得到煙氣的濁度，經過計算后得到煙塵的濃度。
    為了減少煙氣對探頭的污染，采用干凈的氣體持續地對其進行吹掃。

2  FGD控制要求

    FGD（Flue Gas Desulphurization）即煙氣脫硫裝置的英文縮寫。FGD按工藝過程的不同分為：濕法、干法、半干法等。FGD裝置對在線煙氣分析儀的要求概括為：可靠性高；性能穩定、響應速度快、實時性好、抗煙塵污染、耐腐蝕。
為了實現對FGD裝置的實時控制，通常需要分別測量FGD入口和FGD出口的煙氣中的SO2、O2濃度。對每套FGD裝置而言，通常需要設置兩套在線煙氣分析儀用于控制脫硫率。就國內目前的應用情況來看，非色散紅外線吸收法的應用業績多、可靠、性能穩定。

3  環保排放規范要求

    目前依據的標準為國家環境保護總局發布的《火電廠煙氣排放連續監測技術規范》（HJ/T 75-2001）和《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》（HJ/T 76-2001）。
    對火力發電廠的煙氣排放監測，以執行HJ/T 75-2001的要求為主。
    環保排放監測的主要目的是對排放點的污染物排放總量進行監測。其監測的參數較多，包括：氣態污染物（SO2、NOX）的監測、煙塵監測、煙氣參數（流速、溫度、壓力、濕度、氧）。
   由于環保規范對數據的處理格式有具體和明確的規定和要求，所以為排放監測系統配置有數據采集處理系統（計算機）以及遠程輸出通訊接口。
   通常將上述排放監測儀的控制盤和數據采集處理系統安裝在分析儀小房內，為小房配備有空調，以適應夏季較高的環境溫度。

4  測點的安裝

    如現場安裝條件允許，可以將FGD出口煙氣分析儀與環保排放監測儀合用一套，即環保排放監測儀測得的SO2、O2數據除用于環保排放監測外，還通過硬接線輸出到FGD裝置的控制系統，參與FGD的實時控制。需要注意的是，由于測量的煙氣有2種情況：脫硫前原煙氣（FGD旁路時）和脫硫后凈煙氣（FGD運行時），SO2分析儀需具備自動量程切換功能（≥1:10）。
    除上述情況外，在工程設計中，更多的情況是：凈煙氣煙道接口與煙囪間的距離非常短，而煙道的截面很大，如仍將排放監測CEMS安裝在煙囪入口前，則難以保證測量的準確。在這種情況下，可以將 排放監測CEMS安裝在煙囪上。但是，由于安裝位置較高約（30m~70m），不便于維護，多數用戶不愿意采用這種方式。
CEMS測點布置示意如圖1所示。

    圖2中的煙氣分析儀的測點布置點位的分布與圖1相同。由于是2套FGD裝置合用一個煙囪，CEMS測點的布置有以下的特點：

(1)  FGD出口測點只用于脫硫控制
    選擇在①點或③點設置FGD出口煙氣分析，檢測的煙氣為凈煙氣。需要檢測參數有：SO2濃度、O2濃度。共設置2套。

(2)  FGD出口測點用于脫硫控制和排放監測
    選擇在③點設置FGD出口煙氣分析，檢測的煙氣為凈煙氣或原煙氣。需要檢測參數有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數為：SO2濃度、O2濃度。共設置2套。

(3)  排放監測點安裝在煙囪上
    FGD出口測點只用于脫硫控制，其配置與第一條相同，共設置2套。
    2臺爐的煙氣排放監測系統設置1套CEMS，安裝在煙囪上的④點，需要檢測參數有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數為：SO2濃度、O2濃度。由于位置較高，檢修、維護不方便。
    比較圖2的第二2、第3兩項的配置方案，總造價基本相同，但第2項安裝在煙道上，維護較方便，如煙道布置允許，建議優先選擇。