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(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果。測量結果為濕態(tài)，需折算到干態(tài)。
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(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化，產(chǎn)生的電流與氧的濃度成正比。
如對經(jīng)過預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)目前的應用情況來看，非色散紅外線吸收法的應用業(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。
在圖1中表示的是1臺FGD對應1個煙囪的情況?？梢栽O置煙氣分析儀的位置有①~④點所在的煙道：
(1) ②點所在的煙道為FGD的入口原煙道，通常設置一套煙氣分析，檢測的參數(shù)有：SO2、O2、煙塵，用于脫硫島的過程控制；
(2) FGD出口煙氣分析儀可以設置在①、③、④點所在的煙道為FGD的出口凈煙道。
FGD出口CEMS設置的檢測參數(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。
結合具體項目的煙道布置情況從①、③、④點中選擇1個點作為安裝FGD出口煙氣分析或CEMS的位置，通常選擇煙道平直段較長的地方布置為宜。
如選擇在①點設置FGD出口煙氣分析，則由于測量的煙氣為經(jīng)過脫硫處理后的凈煙氣，SO2分析儀的量程可以減小，約為入口濃度的10%。但當FGD停運時，煙氣通過旁路排放，該煙氣分析儀不能對煙氣做監(jiān)測。
如選擇在③點或④點設置FGD出口煙氣分析，儀器應滿足凈煙氣和原煙氣兩種氣體的測量范圍，應有大于1:10的自動量程切換功能。這兩個位置在煙氣旁路時均能對煙氣進行監(jiān)測。④點安裝在煙囪上，由于位置較高，檢修、維護不方便。
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(shù)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(jiān)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(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，共設置2套。
2臺爐的煙氣排放監(jiān)測系統(tǒng)設置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。
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