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煙氣在線設(shè)備未來(lái)的發(fā)展情況和細(xì)節(jié)介紹
2019-8-21

　　煙氣在線設(shè)備能夠有效的控制企業(yè)的正常排放，保護(hù)好環(huán)境，具體的發(fā)展情況和細(xì)節(jié)我們會(huì)在這里給大家詳細(xì)的介紹一下的。


　　固定污染源排放的煙氣會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)監(jiān)測(cè)關(guān)重要。本文介紹了現(xiàn)有的煙氣在線設(shè)備系統(tǒng)，包括空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、差分光學(xué)吸收光譜法在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，介紹了每個(gè)系統(tǒng)的組成、技術(shù)特點(diǎn)、監(jiān)測(cè)方法、實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展方向進(jìn)行了闡述。
　　隨著我國(guó)進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域也隨之發(fā)展起來(lái)，同時(shí)環(huán)境問(wèn)題也成為了我國(guó)工業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的大阻礙，空氣污染是環(huán)境污染中應(yīng)該研究的首要問(wèn)題，為了減少二氧化硫、氮氧化物的排放，為我國(guó)能夠在環(huán)保的前提下實(shí)現(xiàn)又好又快發(fā)展，研究火電行業(yè)的煙氣監(jiān)測(cè)問(wèn)題責(zé)無(wú)旁貸，在采集到參數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行污染管控是現(xiàn)代火電行業(yè)管理的首要問(wèn)題。
一、煙氣在線設(shè)備系統(tǒng)
　　隨著科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前固定污染源污染氣體在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（AQMS）、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）、差分光學(xué)吸收光譜（DOAS）法在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，煙氣在線設(shè)備系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用和不斷完善，對(duì)于煙氣在線設(shè)備技術(shù)的發(fā)展有著很大的作用。
　　1.空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（AQMS）。空氣質(zhì)量自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Air Quality MonitoringSystem，簡(jiǎn)稱AQMS）需要在監(jiān)控區(qū)域設(shè)置子監(jiān)測(cè)點(diǎn)，進(jìn)行連續(xù)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，定期與總站進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)傳輸，形成一個(gè)對(duì)該區(qū)域空氣質(zhì)量進(jìn)行采樣和測(cè)定的完整網(wǎng)絡(luò)。自1983年北京市從美國(guó)TE公司引進(jìn)AQMS，目前在內(nèi)地約有200多個(gè)AQMS在運(yùn)轉(zhuǎn)。濕法監(jiān)測(cè)儀器的傳感器采用庫(kù)倫池，基本原理是化學(xué)法和電化學(xué)法，需要使用大量的溶液和試劑，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性取決于試劑和人員操作，因此逐漸被干法監(jiān)測(cè)儀器所取代；干法監(jiān)測(cè)儀器的基本原理是物理法和物理化學(xué)氣相法，干法監(jiān)測(cè)儀器在檢出限、漂移、線性、重復(fù)性、精度等各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于濕法監(jiān)測(cè)儀器，且維護(hù)和修理更加方便，數(shù)據(jù)受人員操作影響小；近年來(lái)，出現(xiàn)了新的監(jiān)測(cè)儀器技術(shù)———大氣探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)及技術(shù)。大氣探測(cè)激光雷達(dá)系統(tǒng)主要由激光發(fā)射系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡接收系統(tǒng)和信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)等組成，具有易于接觸探測(cè)點(diǎn)、探測(cè)范圍廣、探測(cè)隱蔽性強(qiáng)、可實(shí)現(xiàn)大范圍實(shí)時(shí)探測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。差分吸收激光雷達(dá)（Differencial Absorption Lidar，簡(jiǎn)稱DIAL）技術(shù)即是一種大氣探測(cè)激光雷達(dá)技術(shù)，該技術(shù)可以測(cè)量城市上空的NO x，SO 2，O 3，CH 4等氣體組分的三維立體分布，波長(zhǎng)范圍1.59～1.64μm，測(cè)量光程可達(dá)幾十公里，可監(jiān)測(cè)煙氣的非法偷排，但由于價(jià)格昂貴，污染物的低檢測(cè)限也不太理想，目前還在研究階段。
　　2.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)又稱固體污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Continuous Emissions Monitoring System，簡(jiǎn)稱CEMS），用于連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)固定污染源的污染物排放濃度，適用于火電廠等連續(xù)廢氣排放量的監(jiān)測(cè)，將儀器安裝在固定污染源上，可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)二氧化硫（SO 2）、氮氧化合物（NO x）、顆粒物的排放濃度和排放量，同時(shí)將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到環(huán)保監(jiān)控。
　　CEMS自上世紀(jì)80年代開(kāi)始在我國(guó)大型火電廠安裝使用，目前全國(guó)已安裝了2萬(wàn)多套。目前，CEMS分析測(cè)量方法的發(fā)展方向主要有傅立葉紅外監(jiān)測(cè)法和線狀光譜技術(shù)（又稱可調(diào)諧二極管激光分析技術(shù)），傅立葉紅外監(jiān)測(cè)法是一種全譜分析技術(shù)，利用紅外光譜的吸收信息可以確定分子的化學(xué)成分，達(dá)到準(zhǔn)確的定性和定量分析，設(shè)定參數(shù)后不僅可以連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行SO 2和NO x的監(jiān)測(cè)，還可以監(jiān)測(cè)出復(fù)雜煙氣中其他化學(xué)組分的含量；可調(diào)諧二極管激光分析技術(shù)是一種新的痕量氣體分析方法，它的線狀光譜譜寬窄到10－2 nm數(shù)量級(jí)，可以有效地排除其他氣體組分干擾。
　　3.差分光學(xué)吸收光譜（DOAS）法在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代光譜測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，不同于濕法和干法傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法，由于光譜技術(shù)的探測(cè)靈敏度高，可達(dá)10－9～10－12級(jí)，分子光譜具有“指紋”特征，該技術(shù)在大氣污染氣體監(jiān)測(cè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，非常適合大范圍的在線監(jiān)測(cè)，相比于傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方法的費(fèi)用和耗時(shí)都低很多。差分光學(xué)吸收光譜（Differential Optical AbsorptionSpectroscopy，簡(jiǎn)稱DOAS）是一種光譜監(jiān)測(cè)技術(shù)，早該技術(shù)用于研究大氣層中的痕量氣體成分（如甲烷、臭氧等），可通過(guò)長(zhǎng)光程吸收低濃度氣體成分，達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)量的目的。DOAS是被瑞典OPSIS公司于上世紀(jì)80年代作為商品推向市場(chǎng)的，用于環(huán)境空氣監(jiān)測(cè)和污染源監(jiān)測(cè)。DOAS遵循的理論基礎(chǔ)是Lambert-Beer定律，該技術(shù)就本質(zhì)來(lái)說(shuō)是基于分子對(duì)光輻射的吸收，通過(guò)分析某一波段的吸收光譜來(lái)來(lái)鑒別氣體成分，并根據(jù)吸收強(qiáng)度來(lái)確定氣體含量，進(jìn)一步推演出微量氣體的濃度。
　　4.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks，簡(jiǎn)稱WSN）是由安裝在監(jiān)測(cè)區(qū)域的大量廉價(jià)傳感器節(jié)點(diǎn)組成，傳感器可以經(jīng)過(guò)無(wú)線方式通信，因此WSN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)靈活，設(shè)備的位置可以隨時(shí)變化，并能實(shí)現(xiàn)WSN跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或者無(wú)線方式的連接。相比于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測(cè)，WSN具有安裝、維護(hù)、管理方便，系統(tǒng)可隨時(shí)擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、納米技術(shù)、智能嵌入技術(shù)、全球定位系統(tǒng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接，可以實(shí)現(xiàn)智能化定位和監(jiān)控。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下物聯(lián)網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)需人為操作，信息可以自處理，應(yīng)用范圍廣泛，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)與物理系統(tǒng)的整合。
二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題
　　煙氣在線設(shè)備在本研究火電廠的運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。但也存在一些問(wèn)題。由于火電廠兩臺(tái)機(jī)組共用一套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即1拖2的模式，因此在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)對(duì)單臺(tái)機(jī)組監(jiān)測(cè)時(shí)間不足的問(wèn)題。根據(jù)監(jiān)測(cè)規(guī)范要求，對(duì)于固定污染源的檢測(cè)時(shí)間不得少于總運(yùn)行時(shí)間的70%，并對(duì)次檢測(cè)時(shí)間進(jìn)行了嚴(yán)格規(guī)定。因此，監(jiān)測(cè)時(shí)間不足的問(wèn)題也制約著監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和使用效率。此外，還存在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)量程過(guò)大，影響監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的問(wèn)題。如該火電廠脫硫后煙氣采用的監(jiān)測(cè)裝置的SO 2測(cè)量量程為0~5 000mg/m 3，而在實(shí)際監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其SO 2濃度通常低于1 500mg/m 3。因此，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精度受到了影響。因此，運(yùn)行過(guò)程中，要及時(shí)做好量程的設(shè)置，避免出現(xiàn)量程過(guò)大或超出量程的問(wèn)題。由于煙氣在線設(shè)備采樣系統(tǒng)和分析系統(tǒng)的工作環(huán)境較為惡劣，對(duì)于監(jiān)測(cè)裝置設(shè)備的要求很高。在運(yùn)行時(shí)容易發(fā)生故障，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)效率低下。該火電廠使用的煤炭煤質(zhì)差，燃燒后煙氣成分復(fù)雜，含有腐蝕性物質(zhì)。且煙氣溫度高、濕度大，均對(duì)系統(tǒng)部件帶來(lái)了很大影響。而火電廠的維護(hù)力量較為薄弱，發(fā)生故障后維修困難，影響了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行。
三、加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理對(duì)策
　　結(jié)合該火電廠煙氣在線設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)維人員不足的情況，提出了外包給的運(yùn)營(yíng)公司，由人員來(lái)實(shí)施監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常運(yùn)行和維護(hù)的建議。運(yùn)營(yíng)公司通過(guò)較為完善的運(yùn)行管理維護(hù)制度，實(shí)現(xiàn)了火電廠煙氣在線設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)公司還幫助火電廠培訓(xùn)運(yùn)行維護(hù)人員，提高相關(guān)人員的技術(shù)和管理水平。火電廠由于地處華北地區(qū)，冬季雨雪天氣較多。因此，要做好在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的防護(hù)，避免雨雪，以避免裝置儀器處于的工作環(huán)境中，并設(shè)置充足的維護(hù)空間。
　　隨著我國(guó)現(xiàn)代化的進(jìn)程加快，對(duì)環(huán)境問(wèn)題的重視也提上了日程，為了保證環(huán)境保護(hù)工作能夠在科學(xué)化的數(shù)據(jù)的保證下順利進(jìn)行，進(jìn)行煙氣在線設(shè)備工作具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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