燃煤火电厂烟气在线监测系统研究

白双源

摘要：火电在我国的电力系统中占主导地位，我国一半以上的电力来源于燃煤产生的火电，但是煤炭在燃烧过程中会释放二氧化硫、三氧化硫及其它的氮氧化物。为了对燃煤电厂产生的有害气体进行采集和监测，本文提出了一种火电厂烟气在线监测系统，对烟气的采集方法和烟气在线实时状态监测进行介绍，并提出了火电厂节能减排的措施，为燃煤电厂烟气的安全排放提供参考。

关键词：火电厂;烟气;在线监测;排放;节能减排

1引言

我国的能源结构以煤炭为主，在山西和内蒙古等省份，煤炭资源十分丰富，但是我国的石油和天然气却十分缺乏。特殊的能源结构，使得我国对煤炭的依赖十分严重，我国的电力系统有一半以上的电力来源于火力发电，虽然近些年我国在加大风力发电、水力发电和核电等方面的投入，但是火力发电仍然是我国电力系统的主要来源。

煤炭在燃烧过程中，会发生一些化学反应，产生大量的二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮等烟气或颗粒物，这些排放物如果直接排入大气会对大气产生污染，我国的环保部门对火电厂燃煤产生的烟气排放也有一定的标准，这些烟气需要经过后处理措施才能排入大气之中。因此，需要在电厂设置烟气在线监测系统、烟气采集系统以及烟气后处理系统，本文主要对烟气在线监测系统和烟气采集系统进行分析和介绍。

2研究现状

宋玲玲[1]对锅炉产生的烟气的采集和状态监测技术进行研究，研发了烟气远程监测系统，可实现对锅炉烟气的实时状态监测。陈巧娟[2]对火电厂烟尘排放的检测技术进行分析，按照工况将烟气分为干烟气和湿烟气，通过后处理技术对烟气的处理过程进行实时监测。王金袖[3]对火电厂燃煤产生的硫化物进行采集和监测，重点监测三氧化硫这一化合物的排放。孙成永[4]等对锅炉燃煤产生的烟气和有害物质的排放标准进行研究，探讨符合国家规定的排放标准和有害气体后处理方法。王金雷[5]对现有电厂烟气排放在线监测系统存在的问题进行研究，通过提出有针对性的解决方案达到改善监测状况的目标。华北电力大学的汪波[6]探索并制定了电厂产生的三氧化硫气体的检测方法，为燃煤火电厂烟气的后处理及排放做出贡献。

3烟气采集系统概述

燃煤火电厂烟气采集系统的工作流程如图1所示，原煤中含有大量的氮氧化物以及碳氧化物，这些化合物燃烧时与锅炉中的氧气发生反应产生二氧化硫、三氧化硫以及其它氮氧化物，这些化合物统称为烟气。

火电厂烟气采集系统主要是通过传感器对这些化合物的流速、浓度、温度等状况进行采集。烟气采集系统设置有三个采集单元，分别为烟气采样探头、流速取样探头以及后向散射烟尘监测仪，在三个烟气采集单元与控制箱相关联，由煙气采集系统控制系统进行指挥。控制系统又包括电路控制系统、数据采集系统和烟气采样分析系统，此外，控制系统外部设置有校准单元和反吹单元，对接收的烟气信号进行校准。

工作时，烟气采样探头、流速取样探头以及后向散射烟尘监测仪将采集的烟气信号传递到控制中枢，控制中枢内部的烟气采样分析系统对采集到的烟气进行分析处理，然后传递到数据采集系统进行后处理，通过校准单元对数据进行校准，最后将烟气数据通过客户端传递到操作人员面前。

4烟气在线监测系统概述

如图2为火电厂烟气在线监测及后处理系统工作流程示意图，工作时，通过鼓风机将外界的空气吸入锅炉中，在进入到锅炉前通过空气预热器对空气进行预热。空气与原煤在锅炉中进行反应，产生的二氧化硫、三氧化硫以及其它氮氧化物通过省煤器的SCR旁路后处理系统进行初步处理，再将经过初步处理的烟气通过管道输入SCR后处理系统中，在进入SCR后处理系统前通过鼓风机将外界的空气引入管道对烟气进行稀释，采SCR后处理系统入口处设置有氮氧化物采集点。经过后处理的烟气通过管道进入除尘器中，在SCR后处理系统出口处同样设置有氮氧化物采集点，烟气在进入除尘器前同样需要进行预热，最后通过引风机将完成处理的烟气排入大气。SCR后处理系统入口处和出口处采集的氮氧化物数据通过控制器传入中央控制室中，完成烟气的在线监测。

5火电厂节能减排措施

为了提高火电厂烟气处理的效率，需要提高烟气在线监测系统的覆盖率，通过中央控制系统对烟气在线监测和处理系统进行统一控制，实现资源利用的最大化。此外，要根据烟气的浓度、温度、流速等信息实时调整SCR后处理系统和烟尘处理系统，提前对烟气进行预处理，最大化的保障这两个后处理系统始终处于稳定工况。

6结论

为了对燃煤火电厂产生的烟气进行实时管控，本文提出一种火电厂烟气在线监测系统，并对烟气的采集方法进行概述，最后针对火电厂的现状提出了有针对性的节能减排措施。

参考文献

[1]宋玲玲.锅炉超低排放烟气在线监测技术探讨[J].山西化工，2021，41（02）：182-183+186.

[2]陈巧娟.燃煤电厂干烟气与湿烟气超洁净粉尘排放在线监测方法的选择[J].节能与环保，2020（10）：45-46.

[3]王金袖. 燃煤电厂三氧化硫排放在线监测技术研究[D].华北电力大学，2019.

[4]孙成永，陈量.锅炉超低排放烟气在线监测技术探讨[J].科技创新与应用，2018（32）：134-136.

[5]王金雷.分析火电厂烟气在线监测装置存在的问题及对策[J].智库时代，2018（23）：222.

[6]汪波. 燃煤电厂烟气中三氧化硫测量与分析[D].华北电力大学，2017.