燃煤电厂超低排放监测技术—国电科学技术研究院

湿度高
烟气 特点
浓度低 温度低
1、现状分析 超低排放监测系统组成
+ 取样预处理 系统
分析单元 (SO2、NOX、
颗粒物)
1、现状分析 取样预处理方法
➢ 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 分析方法
烟气CEMS市场占有情况
颗粒物: 200
NOX: 50 SO2: 35 NOX:100 颗粒物: 10 SO2:50 颗粒物: 20
单位：mg/m3
1、现状分析 火电厂大气污染物排放标准的演变(2)
排放限值（mg/m3）
烟尘 SO2 NOx
美国 最严标准
12.3
136.1
95.3
单位：mg/m3
中国 超低排放
5
35
50
1、现状分析 燃煤电厂超低排放特点
燃煤电厂超低排放 监测技术
CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
内容
一
超低排放监测技术
二 氨逃逸监测与空预器防堵
三
总结
一、超低排放监测
1
现状分析
2
解决方案
3
工程应用
1、现状分析 火电厂大气污染物排放标准的演变(1)
“2093”号文 “大气十条”2014 超低排放
国家标准
江苏省环境监测中心比对测试
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
跨度 漂移
线性 误差
准确 度
SO2： 0.15%F.S. NO： -0.4%F.S.
SO2： 0.2%F.S. NO： -0.7%F.S.
SO2：0.84% NO： 0.73%
SO2： 4.4mg/m3 NO： -0.4mg/m3
3、工程应用 630MW超低排放机组比对监测
A侧NO监测比对
仪器型号
NO测量值(mg/m3)
国外某仪器(红外)
41
南环ASP-01(紫外)
26
B侧NO监测比对
仪器型号
NO测量值(mg/m3)
国外某仪器(红外)
15.8
南环ASP-01(紫外)
7.4
便携式
27
便携式
8
3、工程应用 630MW超低排放机组比对监测
SO2：≤±2.5%F.S. NO： ≤±2.5%F.S.
SO2：≤±2.5%F.S. NO： ≤±2.5%F.S.
SO2：≤±5% NO： ≤±5%
SO2：≤±17.16mg/m3 NO： ≤±12.3mg/m3
3、工程应用 超低排放监测系统工程应用
部分用户列表
南环ASP-01
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 超低排放颗粒物监测方案比较
主要指标 光透射法 前向散射 后向散射 电荷法
无法对仪表直接校准
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 低烟尘、高湿度、低
中浓度
2、解决方案 常规CEMS与超低排放监测系统比较
项目
采样方式 探杆温度 探头温度 分析方法
采样方式 探杆温度 探头温度 伴热管线温度 冷凝器 分析方法
常规CEMS 超低排放监测系统
颗粒物
直接测量
β射线法
最小量程 0-50mg/m3 0-5mg/m3 0-10mg/m3 0-10mg/m3 0-1mg/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
2011
国家标准
2011
特
国家标准 1996
2003
GB13223
GB132232011
别 限
-2003
值
GB13223-
NOX:100 ～ 200
1996
SO2:100 ～ 200
NOX:450～1000 颗粒物: 30
SO2:400～1200
NOx:650～1000 颗粒物: 50
SO2:1200～2100
全程高温抽取
/
＞140℃
/
＞140℃
后散射等
前散射
SO2、NOX
直接抽取冷干法
直接抽取冷干法
无加热
190℃
120℃
190℃
120℃
180℃
常规压缩机制冷 压缩机制冷+加酸处理
非分散红外吸收法等
紫外光谱吸收法
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比对测试
国外某仪器 南环ASP-01
变化小
2、解决方案 超低排放气态污染物监测方案比较
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)
最小量程
SO2：0-75mg/m3 NO：0-100mg/m3
SO2：0-75mg/m3 NO：0-100mg/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
其他30%
非分散红外70%
1、现状分析 超低排放监测存在的问题
取样预处 理系统
SO2损失 颗粒物损失
分析单元
检测下限高
零点、量程漂移大
水分及CO2等气体 干扰显著 低浓度段 线性误差大
环境温度和振动 影响测量精度
1、现状分析 超低排放监测面临的挑战
挑战
比对测试 方法
监测技术
标准物质 准确性
国电环境保护研究院
湿基/干基 定期校准
干基测量
湿基测量
可以对仪表或系统校准 可以对仪表或系统校准
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
适用场合
低烟尘、干烟气、中高 低烟尘、干烟气、中高
浓度
浓度
源自文库
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
直接抽取冷干+加 酸制冷器+干燥管
+紫外差分
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
经济性
• 价格 • 维护成本
国电环境保护研究院
2、解决方案 技术路线与解决方案
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。
SO2：0-29mg/m3 NO：0-13.4mg/m3
不受水汽及其他烟气 组分影响
干基测量 可以对仪表或系统校
准
定期更换采样探头滤 芯
低烟尘、高湿度、低 浓度
稀释抽取+紫外荧 光+化学发光
SO2：0-0.1mg/m3 NO：0-0.1mg/m3 受稀释比例、稀释气 的温度和压力等因素
影响 湿基测量