电厂烟气脱硫在线监测系统的设计和实现

来源:华文易迅 时间:2023-06-22 09:00:02

火力发电厂燃煤装置排出的烟气是二氧化硫排放的主要途径，为了保护生态环境，各地都安装了烟气脱硫设施。为了更好地发挥已安装的烟气脱硫装置的作用，使其达到排放标准，建立烟气脱硫在线监测系统已成为迫切需要解决的问题。利用CEMS实现了烟气在线监测(或称CEMS)对火电厂脱硫装置的运行状态、脱硫效率、二氧化硫浓度等信息进行了一系列的研究。为发电厂4×600MW机组安装的烟气脱硫系统，采用连续排放监控系统存在可靠性低、效果差的问题，在S7-200PLC的基础上，提出了一种以添加污染物浓度为主的优化方案，在系统反吹、定标时增加了分析器大小范围自动切换功能，增加了数据保持功能，增加了烟尘、流量、烟尘湿度自动切换功能及电源监控信号，针对某电厂CEMS实际运行中仅有烟气数据进行采集，不能记录脱硫设备数据，不能连续，稳定运行的问题，构造功能完善、连续稳定的CEMS，根据监控系统构架，分别进行结构设计、设备状态监测、设备控制执行、从系统界面、远程控制实现、后台监控实现5个方面展开论述；着重分析了脱硫烟气在线监测系统中烟气流量相对稳定点的选取问题，根据烟气流速的平均分布，利用截面网格法对烟气的选取位置进行测量和筛选，获得相对稳定的烟气流速，要真正反应SO2的排放，要以火电厂脱硫技术达标排放、节能减排为目标，在运行过程中对CEMS进行监督，在实践中，如低质石灰石脱硫操作参数的控制、SO2质量浓度数据的修正、整理分析烟气流场系数及漏泄引起脱硫效率下降等问题，并提出有针对性的解决方案，不断改善和优化火电厂的脱硫设备。本论文针对某电厂的原有CEMS优化方案，解决了采集数据准确性和实时性差的问题。

1发电厂脱硫技术现状介绍。

自1930年代以来，英国已有完整的火力发电厂脱硫技术，随后，美国、日本、欧盟等国家相继研制出脱硫装置。相对于发达国家，我国脱硫技术起步较晚，90年代初，国内又开始大力建设电厂，引进国外先进的烟气脱硫技术和设备，引进的工艺成熟，设备先进，运行可靠，但是由于运营和投资费用较大，因此我国在借鉴国外先进技术的基础上进行改造与创新，自行开发适合于国内市场的脱硫技术。二十多年来，我国投入大量人力、物力、财力进行脱硫技术研究，取得了一系列成果。但是，脱硫行业也存在一些不足：烟气在线监测系统不能充分发挥其功效和功效，国内脱硫工艺方法过于单一，对脱硫副产物的处理不够重视，出现二次污染等问题。

2浅谈发电厂脱硫烟气在线监测系统的应用。

2.1试样布设要点分析。

脱硫烟气监测系统中采样点设置是一个非常重要的环节，为了节约一些成本，一般采用较短的烟道，也可与净烟道混在一起进入烟囱，再加上管道内部有一定的支撑，会导致烟道内介质流动出现混乱，烟气样采样一般只取一个洞，所以在监测数据时不会出现这种情况，但这样也会造成一些影响，例如：电厂监测系统无法发现系统运行的实际情况，同时如果环保部门与电厂比较时出现偏差，然后再给电厂开罚单。要解决这一问题，需要在取样孔周围开两个检测孔，还请专业的烟道试验单位对不同负荷的烟尘参数进行测试，只有这样才能找出最能反映烟道参数变化的点，以此点为采样点，在开孔时，最好在烟道中心线上开孔，或选择稍往上一点，假如仅仅是混杂的烟道，需要更多的关注。

2.2烟气分析系统优化。

烟气分析是火电厂烟气脱硫系统的一个重要环节，通过详细的烟气分析可以较好地改善其脱硫效果。烟气脱硫前，需对火力发电厂烟气进行分析，根据烟气含硫和各组分比值分析，进一步选择脱硫方法及所用脱硫剂。烟气分析系统中烟尘采样工作需要关注采样设备的运行状况，保证烟气采集仪器正常运行时采集的烟气样含量与实际烟气量基本一致。采用先进的烟气分析技术，分析烟气中存在的氧含量及氧化硫、氮氧化物、粉尘等含量，并结合烟气分析系统中烟气分析仪的日常维护与检测，以保证烟气分析系统的稳定运行。

2.3石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术(FGD)原理。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫是最常用的脱硫工艺，它包括质量转移、液体输送和热量转移三个过程。其具体工艺为：烟气经静电除尘器清灰，再经增压风机，烟气换热器GGH冷却后进入吸收塔。该吸收器中的气流是逆流清洗吸收，烟气从下往上流动，Ca—OH—2浆液从上流到下流，经过喷淋器的雾化，使得上升的气体可以完全接触下浆液。吸收塔中，通过氧化风机向塔体底部输送氧气，在氧气充足的情况下，烟气中SO2与浆液中的Ca(OH)2反应生成石膏，石膏在泵的带动下排出。石膏浆重新进入脱水系统进行一级脱水和二级脱水，得到的产品是石膏。脱硝后的烟气除湿后排放到大气中，反应后的废水经处理后通过下水管道排放。

2.4使用和维修。

介绍了一种电厂烟气脱硫在线监测系统的设计和实现，在不间断监测烟气处理量、烟气中SO2浓度、脱硫率等；结果表明：脱硫系统运行中存在以下问题：①脱硫剂质量不佳、细度不符合标准；②吸收塔浆液pH控制精度差；③吸收塔浆液密度控制精度差；④脱硫剂旋流器压力控制不合理。对于以上系统运行中发现的问题，进行系统维护，采用的主要方法是：根据该厂烟气脱硫系统实时运行情况，将脱硫剂粒度控制在62微米左右，达到了92%，脱硫剂纯度由原来的75.82%提高到86.53%；吸收塔浆液pH浓度由原来的5.2~5.8调整为4.8~5.0；在提高GGH烟气量场的同时，增加了软件的过滤处理环节，同时对烟气速度场和换热器的漏风率进行修正，以保证脱硫效率。

结语

可见，对电厂脱硫烟气进行在线监测是十分必要的，它直接关系到该行业未来的发展，为确保烟气在线监测的准确性和有效性，为了确保烟气在线监测的正确性和有效性，就必须提高机组运行的经济性，与此同时，对机组进行了相应的优化，在一定程度上控制污染物的排放，从而减少烟气对环境的污染和破坏，做好这项工作，对于提高我国的经济效益也有很大的帮助，相信在众多专业技术人员的共同努力下，今后，脱硫烟气监控系统在我国将得到更加广泛的应用，更好地为人民服务。