燃煤电厂超低排放监测技术-国电科学技术研究院

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中国国电

手机电科学技术研究院

汤光华技术总监

邮箱:tgh164@163.com燃煤电厂超低排放监测技术

氨逃逸监测与空预器防堵二超低排放监测技术一总结三内容解决方案21工程应用3一、超低排放监测

GB13223-1996

GB13223-201119962003201120112014GB13223-2003NOX:100～200SO2:100～200

颗粒物:30NOX:450～1000SO2:400～1200

颗粒物:50NOx:650～1000SO2:1200～2100

颗粒物:200“大气十条”NOX:100SO2:50颗粒物:20

NOX:50SO2:35

颗粒物:10单位：mg/m3国家标准国家标准“2093”号文超低排放特别限值1、现状分析

火电厂大气污染物排放标准的演变(1)国家标准美国最严标准中国超低排放烟尘12.35SO2136.135NOx95.350下降59%下降74%下降48%排放限值（mg/m3）1、现状分析火电厂大气污染物排放标准的演变(2)单位：mg/m31、现状分析燃煤电厂超低排放特点浓度低烟气特点温度低湿度高1、现状分析超低排放监测系统组成分析单元(SO2、NOX、颗粒物)取样预处理系统+

直接抽取冷干法热湿法

稀释抽取

直接测量烟气CEMS市场占有情况直接抽取法90%其他10%1、现状分析取样预处理方法非分散红外70%其他30%烟气CEMS市场占有情况1、现状分析分析方法1、现状分析超低排放监测存在的问题分析单元检测下限高环境温度和振动影响测量精度水分及CO2等气体干扰显著低浓度段线性误差大SO2损失颗粒物损失取样预处理系统零点、量程漂移大比对测试方法监测技术挑战标准物质准确性国电环境保护研究院1、现状分析超低排放监测面临的挑战2、解决方案技术与经济可行性技术抗干扰性灵敏度准确度分辨率检测下限环境适应性经济性价格维护成本国电环境保护研究院低浓度颗粒物测量

针对超低排放条件下的颗粒物测量，主要解决高湿度对测量带来的影响。目前的解决方案是先对烟气进行高温(>140℃)取样，然后在高温下用前向小角散射分析，从而消除水滴对颗粒物测量的影响。低浓度气态污染物测量针对超低排放的气态污染物浓度范围，常规的气态污染物CEMS包括预处理系统和分析仪表已经难以满足相关的技术要求。目前的解决方案是直接抽取+紫外光谱(SO2、NOX)或稀释抽取+紫外荧光(SO2)+化学发光(NOX)。2、解决方案技术路线与解决方案主要指标光透射法前向散射后向散射电荷法β射线法最小量程0-50mg/m30-5mg/m30-10mg/m30-10mg/m30-1mg/m3线性误差<±1%F.S.<±2%F.S.<±1%F.S.<±5%F.S.<±5%F.S.适用场所高烟尘、低湿度低烟尘、高湿度中低烟尘、低湿度布袋除尘泄露检测低烟尘、高湿度、流速变化小2、解决方案超低排放颗粒物监测方案比较主要指标直接抽取冷干+非分散红外高温热湿+非分散红外(高温)直接抽取冷干+加酸制冷器+干燥管+紫外差分稀释抽取+紫外荧光+化学发光最小量程SO2：0-75mg/m3

NO：0-100mg/m3

SO2：0-75mg/m3

NO：0-100mg/m3SO2：0-29mg/m3

NO：0-13.4mg/m3SO2：0-0.1mg/m3NO：0-0.1mg/m3抗干扰能力受水汽及其他烟气组分干扰严重受水汽及其他烟气组分干扰严重不受水汽及其他烟气组分影响受稀释比例、稀释气的温度和压力等因素影响湿基/干基干基测量湿基测量干基测量湿基测量定期校准可以对仪表或系统校准可以对仪表或系统校准可以对仪表或系统校准无法对仪表直接校准日常维护定期更换采样探头滤芯定期更换采样探头滤芯及其他元件定期更换采样探头滤芯定期更换采样探头滤芯、稀释气过滤装置滤芯，定期清洗稀释小孔适用场合低烟尘、干烟气、中高浓度低烟尘、干烟气、中高浓度低烟尘、高湿度、低浓度低烟尘、高湿度、低中浓度注：我国的烟气CEMS标准是干基测量，目前湿度测量是公认的难题2、解决方案超低排放气态污染物监测方案比较SO2、NOX采样方式直接抽取冷干法直接抽取冷干法探杆温度无加热190℃探头温度120℃190℃伴热管线温度120℃180℃冷凝器常规压缩机制冷压缩机制冷+加酸处理分析方法非分散红外吸收法等紫外光谱吸收法项目常规CEMS超低排放监测系统颗粒物采样方式直接测量全程高温抽取探杆温度/＞140℃探头温度/＞140℃分析方法后散射等前散射2、解决方案常规CEMS与超低排放监测系统比较江苏省环境监测中心比对测试国外某仪器南环ASP-013、工程应用630MW超低排放机组比对监测仪器型号国外某仪器(红外)南环ASP-01(紫外)便携式NO测量值(mg/m3)412627A侧NO监测比对仪器型号国外某仪器(红外)南环ASP-01(紫外)便携式NO测量值(mg/m3)15.87.48B侧NO监测比对3、工程应用630MW超低排放机组比对监测江苏省环境监测中心2015年10月项目比对结果国标零点漂移SO2：0.15%F.S.NO：

-0.4%F.S.SO2：≤±2.5%F.S.NO：≤±2.5%F.S.跨度漂移SO2：0.2%F.S.NO：-0.7%F.S.SO2：≤±2.5%F.S.NO：≤±2.5%F.S.线性误差SO2：0.84%NO：

0.73%SO2：≤±5%NO：≤±5%准确度SO2：4.4mg/m3NO：-0.4mg/m3SO2：≤±17.16mg/m3NO：≤±12.3mg/m3江苏省环境监测中心比对测试3、工程应用630MW超低排放机组比对监测序号用户单位名称1浙江北仑发电有限公司2江苏泰州发电有限公司3江苏常州发电有限公司4山西大同发电有限责任公司5江苏国信靖江发电有限公司6陕西清水川能源股份有限公司7……南环ASP-01超低排放机组部分用户列表3、工程应用超低排放监测系统工程应用解决方案21工程应用3二、氨逃逸监测与空预器防堵NH3＋

H2O

+SO3→NH4HSO4空预器堵塞照片1、现状分析NOX超低排放带来的问题

酸凝结+

NH4HSO4结晶NH3＋

H2O

+SO3→NH4HSO41、现状分析NOX超低排放带来的问题测量代表性差存在的问题测量不准确45%1.1~2kpa21%1.1kpa以下600MW机组45%34%正常严重堵塞堵塞21%1、现状分析NH3逃逸监测存在的问题控制氨逃逸率准确的氨逃逸在线监测调整氨逃逸场分布定期进行AIG优化调整（氨逃逸场分布快速测量）+2、解决方案氨逃逸场分布优化调整多点混合或分时取样南京国电环保科技有限公司2、解决方案测量代表性解决方案1）直接抽取2）全程高温伴热3）三级粉尘过滤4）恒温恒压5）多光程TDLAS取样方式样气预处理测量方法2、解决方案测量准确性解决方案便携式（ppm）手工法（ppm）相对误差A210.982.04%A40.90.93-3.23%A62.072.1-1.43%A72.021.972.54%A91.961.893.70%A101.541.59-3.14%B21.251.27-1.57%B31.411.45-2.76%B51.791.724.07%B61.841.792.79%B111.551.6-3.13%南京国电环保科技有限公司3、工程应用氨逃逸场分布测量520/600MWA侧南京国电环保科技有限公司520/600MWB侧3、工程应用氨逃逸场分布测量3、工程应用氨逃逸在线监测便携式氨逃逸分析仪序号用户单位名称1上海外高桥第三发电有限公司2江苏泰州发电有限公司3江苏常州发电有限公司4华北电力科学研究院5大唐集团科学技术研究院6浙江浙能技术研究院7南京电力设备质量性能检验中心8泰安市环境保护监测站9……氨逃逸在线