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1  測量原理簡介

(1)  氣態(tài)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(yīng)氣體成分的濃度。
    該分析方法需要對被測氣體（煙氣）做預(yù)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(jié)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(huán)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(jié)果為標態(tài)、干態(tài)的數(shù)據(jù)。

?  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(huán)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(jié)果。測量結(jié)果為濕態(tài)，需折算到干態(tài)。
    總的來講，儀器標定較復(fù)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(xiàn)場，環(huán)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(zhuǎn)化，產(chǎn)生的電流與氧的濃度成正比。
如對經(jīng)過預(yù)處理后的煙氣進行測量可得到干態(tài)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(tài)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(cè)的發(fā)送、接受、反射的光的強度來得到煙氣的濁度，經(jīng)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(xù)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(wěn)定、響應(yīng)速度快、實時性好、抗煙塵污染、耐腐蝕。
為了實現(xiàn)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(shè)置兩套在線煙氣分析儀用于控制脫硫率。就國內(nèi)目前的應(yīng)用情況來看，非色散紅外線吸收法的應(yīng)用業(yè)績多、可靠、性能穩(wěn)定。

3  環(huán)保排放規(guī)范要求

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

4  測點的安裝

    如現(xiàn)場安裝條件允許，可以將FGD出口煙氣分析儀與環(huán)保排放監(jiān)測儀合用一套，即環(huán)保排放監(jiān)測儀測得的SO2、O2數(shù)據(jù)除用于環(huán)保排放監(jiān)測外，還通過硬接線輸出到FGD裝置的控制系統(tǒng)，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(shè)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(jiān)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(jiān)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(shù)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(shè)置FGD出口煙氣分析，檢測的煙氣為凈煙氣。需要檢測參數(shù)有：SO2濃度、O2濃度。共設(shè)置2套。

(2)  FGD出口測點用于脫硫控制和排放監(jiān)測
    選擇在③點設(shè)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(shù)有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數(shù)（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數(shù)為：SO2濃度、O2濃度。共設(shè)置2套。

(3)  排放監(jiān)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(shè)置2套。
    2臺爐的煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)置1套CEMS，安裝在煙囪上的④點，需要檢測參數(shù)有：SO2濃度、NOX濃度、O2濃度、煙塵濃度、煙氣參數(shù)（流速、溫度、壓力、濕度）。其中用于FGD控制的參數(shù)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(yōu)先選擇。