基于湿度监测的CEMS性能分析

作者：邢台在线监测

2019-07-03 02:25

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通过对焦炉烟囱烟气湿度的测试，结合工艺工况及CEMS监测原理和采样方式进行分析，可以从侧面反应CEMS的运行状况及性能，为CEMS的运营维护、设备改造及工艺调整提供参考。

测试工况：测试点位于焦炉烟囱40米平台处，CEMS烟温194℃,便携式烟温188℃，焦炉每30分钟进行换向操作，换向时间约2-3分钟，换向期间无焦炉煤气燃烧。CEMS采样探头为烟道内稀释探头，CEMS湿度测量采用阻容法原理对稀释后烟气进行测量；便携式湿度采用原位式激光法湿度仪进行测试。治理设施采用SCR脱硝+循环流化床脱硫+布袋除尘器路线。

湿度测试数据如下：

数据分析：焦炉换火时烟气湿度降低，在线湿度和便携式湿度都可以反应工艺调整情况，便携式湿度测量先于在线式湿度测量反应工艺调整情况；便携式采用的是原位式光学原理，仪器和采样响应时间较短，在线式湿度采用稀释抽取式采样，阻容法测量原理，无论是采样方式和测量原理上较前者存在明显的测量和响应延迟。

数据分析：便携式湿度监测数据在监测数据最大值、最小值和平均值上均高于在线式湿度监测数据，且存在烟气湿度越高，数据误差越大的情况。

问题：

1、在湿度测量上，抽取式稀释测量法较原位式直接测量法响应慢的原因及解决方案；

分析：抽取式稀释测量法响应慢的原因初步分析为，烟气在烟道内稀释后经40米采样管输送至站房内分析仪进行测量，存在样品传输延时；湿度测量采用接触式阻容法原理，由于稀释后烟气中水分含量较低，在阻容法测量电极上响应时间较长，同时长时间运行测量电极的老化，造成的响应延迟，也加大了响应时间。稀释法CEMS建议采用原位式湿度测量仪，最大程度上降低响应时间和湿度损失。

2、在半干法脱硫的循环流化床+布袋除尘器的工艺中，抽取式稀释测量湿度数据是否可以满足工艺控制的要求。

分析：湿度监测数据常用于循环流化床脱硫的控制，在二氧化硫浓度高时需要适当调整脱硫剂的湿度，以达到最大脱硫效果，脱硫剂中水分过高造成烟气湿度增大，布袋除尘器压损增高，影响前端循环流化床差压，严重时形成塌床，排放二氧化硫超标。在循环流化床+布袋除尘器的脱硫工艺中采用抽取式稀释法测量湿度数据，由于存在响应延迟及湿度损失，不利于工艺控制。

3、影响抽取式稀释测量湿度的误差因素。

分析：抽取式稀释湿度测量误差存在以下因素：

（1）稀释气的干燥程度以及稳定程度，采用压缩空气为稀释气的场合，稀释气的净化装置运行性能直接影响测量结果；

（2）烟气温度、压力和密度改变后稀释倍数应及时进行验证和调整；

（3）烟道内稀释后样气温度较高，从采样探头出来至采样管后形成温度梯度差，在采样探头与采样管接头处易形成轻微结露，造成水分损失，对湿度测量形成误差；

（4）湿度较小的情况下，湿度仪的校准比较困难，且易形成较大误差。

4、抽取式稀释测量是否存在对污染物的吸附影响。

分析：在烟气温度较高，湿度较大的场合，采用抽取式烟道内稀释的CEMS，由于稀释后烟气进入管线后无伴热，室温与烟气温度相差较大的情况下，采样管内易形成轻微结露，同时由于烟气中二氧化硫被稀释，稀释后浓度较低，水对稀释后样气中二氧化硫的吸附吸附程度无法确定，通过采样探头与采样管接口处管壁的结垢情况可以直观反应吸附的存在，以及分析仪校准时漂移情况进行判断。

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