燃煤电厂烟气中脱硫SO2检测方案(烟气分析仪)

2017/9/7案例分享|分析仪也玩“漂移”?之非分散红外分析仪(NDIR)与博纯GASS6000烟气预处理系统在超低排放CEMS系统中的应用如果您无法正常浏览此邮件，请点击这里! 2017/9/7案例分享|分析仪也玩“漂移”?之非分散红外分析仪(NDIR)与博纯GASS6000烟气预处理系统在超低排放CEMS系统中的应用 VISIT US AT PERMA PURE CHINA2017 September Issue 1PROTECT LIFETM美国博纯 GASS-6000预处理系统与NDIR在超低排放中的应用 案例摘要： 采用非分散红外分析仪(NDIR)的超低排放CEMS系统目前在预处理方面存在的主要问题是烟气含水量高，会导致部分SO2溶解在冷凝水中发生损失，且烟气中的水份会连续的干扰目标气体的红外吸收谱段，造成分析仪漂移。 燃煤电厂超低排放非分散红外CEMS的预处理优化应用 根据国家发改委2014年9月发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014~2020年)》，国家出台了一系列文件、措施和鼓励政策支持火电厂试试超低排放，改造后烟气排放限值执行标准为烟尘 10 mg/m3、二氧化硫35mg/m3、氮氧化物50 mg/m3。火电厂实施超低排放改造后，烟气污染物浓度大幅降低，但烟气水分含量增大，烟气特性发生比较大变化，因此对污染物在线监测的精确度提出了更高要求。 现阶段总结超低排放电厂烟气气线监测系统( CEMS)运行情况，分析预处理系统的组成和性能，对于“十三五”火电厂超低排放改造中非分散红外 CEMS 预处理系统的配置具有积极作用。 1 非分散红外吸收法SO2监测技术在超低排放的应用与挑战 目前国内在脱硫SO2监测中应用最为广泛、技术最为成熟的是非分散红外吸收法，市场占有率超过75%。即使在超低排放总排口，非分散红外的冷干直抽法CEMS也有超过75%的市场份额。而且非分散红外经济性最优，一台分析仪可以同时检测SO2和NO两种组分，其次SO2的量程可以达到200mg/m3、100mg/m3乃至于75mg/m3，完全满足超低排放SO2检测的要求。最后非分散红外的稳定性得到了长时间验证。 非分散红外CEMS的干扰因素 1.冷凝水析出 2.烟气中水分对吸收波段的连续干扰 2 非分散红外吸收法SO2检测预处理技术的应对方法 A. 加注磷酸法响应时间(T90)，虽可以通过75/76规范对响应时间的要求，但响应时间的重复性比较差，如果伴热管较长(例如超过74m)，全程标定的响应时间可能会不达标。加酸冷凝器的问题在于：为解决SO2溶解损失的问题，人为的增加了一个工程问题，况且增加了配酸等工作量；同时，使用过的磷酸废液还需特别处理。最后，加酸可以降低 SO2的溶解损失，但是并没有解决出口露点偏高、干扰分散红外分析仪吸收谱段的问题。 B. Nafion干燥管除湿法在采样探头处增加了以Nafion 干燥管为核心的GASS-6000预处理系统，其主要功能就是选择性的气态除水，避免了SO2 在冷凝水中的溶解损失，也避免了SO2在伴热管线中因高湿原因可能存在的吸附。该方案已经在浙能广泛应用，在2014年6月在某百万机组总排口CEMS中使用，效果达到预期。 GASSQ-6000介绍：系统密封的NEMA-4XIP56 外壳内有两个温度控制区。 在第一个温度控制区(高温区)内，烟气先经过FF-250凝聚微粒过滤器，将微粒杂质降低到0.1微米，若含有酸雾或其它气溶胶，也能在此凝聚并自动排除。博纯专利的除氨器可去除烟气中所含的氨气，非常适合脱硝系统出口CEMS。之后烟气经过Nafion⑧干燥管。关于这些干燥器的操作原理在PD系列干燥器说明手册中有详细介绍。为了烟气露点之上更好地去除水分，Nafion⑧干燥管的上端会被加热至烟气的露点温度之上以防出现冷凝。高温区最高温度可以控制在95℃。 在第二个温度度制区(常温区)内，烟气经过Nafion⑧干燥管的下端，将烟气露点进一步降低。根据所选Nafion@干燥器型号、烟气流速及环境温度的不同，烟气露点最低可达到-45℃。之后为博纯独创的在线烟气露点检测仪，除湿后的烟气的露点被实时监测后显示在PLC上。PLC进行系统的温度控制、时间控制，并显示在线烟气露点；通过RS 485通讯接口还可实现远程数据传送、操作、显示等，方便远距离控制系统及实时监控处理烟气的露点。除此之外，还可以在此部分选择安装反吹气所需的其他附件，如吹扫气干燥器。该控制区能在常温下运行，以保证这些控制器及附件不会过热。 下图为电厂CEMS改造后的关键设备图： (a) SCS-900高温探头 (b)GASS-6000系统 (c) U23分析仪 CEMS改造后关键设备图 下图为电厂CEMS改造后简单系统流程图： GASS-6000创新技术特点 冷凝水析出导致的诸多问题 由博纯独有的气态除湿的Nafion@干燥管来解决； 酸雾及颗粒物问题 由博纯独有的滤径为0.1um的FF-250絮凝过滤器来解决； 铵盐结晶问题 由博纯独有的除氨器(AS)选择性的去除烟气中的氨气来解决； SO2/102溶冷凝水损失问题 由博纯独有的气态除湿的Nafion@干燥管来解决； 处理后烟气的露点监测 由博纯独有的Defender露点仪在线显示烟气露点来解决； 连续、干燥的反吹气体 由博纯独有的HD无热型干燥器来解决； 分析滞后时间长的问题 可将分析仪移近至安装在原位的GASS@预处理系统附近来解决，即原位测试法。 烟气露点在-10℃以下时，水分含量降低到2572ppm， 烟气露点在-20℃以下时，水分含量降低到1020ppm。多家分析仪器供应商确认，烟气露点在-20℃以下时，水汽对非分散红外分析仪的干扰基本是微乎其微了。 对于市场常见的非分散红外分析仪进行测试后发现，烟气露点低于-10℃，分析仪的稳定性就已经很好。分析仪包括U23，ABB AO2000， Horiba的ENDA-600和岛津的URA-208。 3 现场应用研究 超低排放改造前后CEMS有效性审核测试 超低排放CEMS系统改造后，结合75/76规范对U23分析仪的误差及线性进行了有效性审核测试，测试标气均经过了GASS-6000系统。 U23分析仪SO2量程很小，分析仪指标的绝对值越小，尤其是20%量程时的绝对误差。从表中可知，低量程U23分析仪加GASS-6000预处理系统可以满足超低排放对系统零点漂移、量程漂移和线性误差的要求。 样气在不同露点下的含水量 露点/℃ 饱和水蒸汽气压/Pa 混合比(空气)/gkg比湿(空气)/gkg 体积浓度/PPmv 体积比%/V·V 重量比%/PPmw 4 813.467 5.402 5.009 8093 0.8093% 5034 0 611.153 3.774 4.517 6068 0.6068% 904.1 -10 259.922 1.600 1.921 2572 0.2572% 383.2 -20 103.276 0.6346 0.7633 1020 0.1020% 152.0 现场CEMS数据 总排口SO2测试数据稳定，且随系统负荷变化而相应的波动，U23分析仪运行非常稳定。 CEMS改造后超低排放总排口SO，/NO/O，及负荷历史曲线 GASS6000 PID图 基于GASS6000 () CEMS系统检查表安装检查表 步骤 描述 检查结果 是 否 1 露天安装时已加装防雨顶棚 口 2 进入GASS系统的压缩空气已经过四联过滤组件 3 进入GASS 系统前样气流路已加装反吹截止阀，其温度在90℃到110℃之间 4 GASS系统的报警点已经连接到DCS 5 GASS系统内已加装除氨器 6 GASS系统供电是220V 500W以上 备件更换表 步骤 描述 更换频率 1 过滤器：第一次口 第二次口 第三次口 4个月 2 除氨器：第一次口 第二次口 第三次口 第四次口 参考下表 3 压缩空气滤芯： 第一次口 第二次口 6个月 4 分子筛 2年 5 干燥管 2年 除氨器使用时间参考表： 流量 NH3使用时间 1L/min 2L/min 3L/min 5L/min 1ppm 40000H 20000H 13333H 8000H 3ppm 13333H 6666H 4444H 2666H 5ppm 8000H 4000H 2667H 1600H 8ppm 5000H 2500H 1666H 1000H 10ppm 4000H 2000H 1333H 800H_ GASS6000安全维修列表 需要了解更多GASS6000现场应用信息，请联系博纯中国021-6016 7678或通过微信公众号内留言即可获得《“超低排放”用非分散红外CEMS的预处理优化应用研究》报告。 分享： 案例分享|分析仪也玩“漂移”?之非分散红外分析仪(NDIR)与博纯GASS6000烟气预处理系统在超低排放CEMS系统中的应用 电话：86(21)-60167678 传真：86(21)-52068191 YoukU 优酷 in 3 .com 邮箱： vlu@permapure 网站： www.permapure.com.cn 地址：上海市长宁区娄山关路555号长房国际大厦1106室 英国豪迈的其他子公司有： 过程安全事业部：柯克钥匙联锁|安赛科|柯施泰|赛特福|福帝斯|科尔康|耐德|史密斯流体控制|安防保 基础设施安全事业部：欧捷| Advanced Electronics公司|英国消防事业有限公司|比业电子|泰斯康|阿波罗|Janus电梯产品|Monitor电梯产品 医疗设备事业部： Accudynamics公司|爱康泰|MedicelAG公司|MST公司|兰格恒流泵|里斯特|沃爱康|百柯流体|睛 乐|迪贝流体控制|顺泰医疗环境与分析事业部： Avo Photonics公司|Hydreka S.A.S.公司| Pixelteq公司|RCS公司|Sensorex公司|博生|海洋光学|海诺威|百灵达|博纯|艾里卡特|蓝菲光学|豪迈水管理|飞博盖德|Aquionics公司 让生命更安全，让生活更美好子HALMA\i豪迈 1894年创立的英国豪迈如今是安全、医疗、环保行业的投资集团，是伦敦证券交易所中唯一在过去30多年股息年增长>5%的上市公司。集团在全球拥有5000多名员工，近50家子公司，在中国的上海、北京、广州、成都和沈阳设有代表处，且在上海、北京、保定、深圳等地建立了工厂。 集团总公司： 英国豪迈国际有限公司(中国总公司)|豪迈公共有限公司(集团总部)|豪迈控股有限公司(北美总公司)|豪迈印度经纪有限公司(印度总公司)|豪迈新闻博客" 转发 投诉 如果你不想再次收到此类邮件，点击这里退订! ttp：//marketing.halma.cn/x/?SYNPfatiav.yNYQAAAX 案例摘要：   采用非分散红外分析仪(NDIR) 的超低排放CEMS 系统目前在预处理方面存在的主要问题是烟气含水量高，会导致部分SO2 溶解在冷凝水中发生损失，且烟气中的水份会连续的干扰目标气体的红外吸收谱段，造成分析仪漂移。 燃煤电厂超低排放非分散红外CEMS的预处理优化应用根据国家发改委2014 年9 月发布的《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014 ～ 2020 年）》，国家出台了一系列文件、措施和鼓励政策支持火电厂试试超低排放，改造后烟气排放限值执行标准为烟尘 10 mg/m3、二氧化硫 35 mg/m3、氮氧化物50 mg/m3。火电厂实施超低排放改造后，烟气污染物浓度大幅降低，但烟气水分含量增大，烟气特性发生比较大变化，因此对污染物在线监测的精确度提出了更高要求。现阶段总结超低排放电厂烟气在线监测系统（CEMS）运行情况，分析预处理系统的组成和性能，对于“十三五”火电厂超低排放改造中非分散红外 CEMS 预处理系统的配置具有积极作用。目前国内在脱硫SO2监测中应用最为广泛、技术最为成熟的是非分散红外吸收法，市场占有率超过75%。即使在超低排放总排口，非分散红外的冷干直抽法CEMS也有超过75%的市场份额。而且非分散红外经济性最优，一台分析仪可以同时检测SO2和NO两种组分，其次SO2的量程可以达到200mg/m3、100mg/m3乃至于75mg/m3，完全满足超低排放SO2检测的要求。最后非分散红外的稳定性得到了长时间验证。 非分散红外CEMS的干扰因素   1. 冷凝水析出    2. 烟气中水分对吸收波段的连续干扰非分散红外吸收法SO2检测预处理技术的应对方法A.  加注磷酸法  响应时间（T90），虽可以通过75/76规范对响应时间的要求，但响应时间的重复性比较差，如果伴热管较长（例如超过74m），全程标定的响应时间可能会不达标。 加酸冷凝器的问题在于：为解决SO2 溶解损失的问题，人为的增加了一个工程问题，况且增加了配酸等工作量；同时，使用过的磷酸废液还需特别处理。最后，加酸可以降低 SO2的溶解损失，但是并没有解决出口露点偏高、干扰分散红外分析仪吸收谱段的问题。B. Nafion干燥管除湿法 在采样探头处增加了以Nafion 干燥管为核心的GASS-6000 预处理系统，其主要功能就是选择性的气态除水，避免了SO2 在冷凝水中的溶解损失，也避免了SO2 在伴热管线中因高湿原因可能存在的吸附。该方案已经在浙能广泛应用，在2014 年6 月在某百万机组总排口CEMS 中使用，效果达到预期。