火電廠超低濃度煙塵監(jiān)測方法探討

宗葉平

（江蘇省環(huán)境監(jiān)測中心,南京 210036）

為了進(jìn)一步降低污染物排放，緩解霧霾天氣，全國火電企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)對燃煤機(jī)組環(huán)保超低排放的改造，改造后煙塵、二氧化硫及氮氧化物排放濃度分別小于5、35、50 m g/m 3，滿足天然氣機(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)。目前江蘇省內(nèi)已完成2臺燃煤機(jī)組的升級改造，到2015年底，江蘇省內(nèi)共完成22臺機(jī)組的環(huán)保超低排放改造。

超低排放對污染物總量減排做出巨大貢獻(xiàn)，但同時(shí)對環(huán)境監(jiān)測與監(jiān)管提出了更高要求，尤其是低濃度煙塵的測量，傳統(tǒng)的濾筒稱重法測量煙塵濃度，由于測試排口煙道中煙氣溫度低、濕度大，在采集過程中經(jīng)常出現(xiàn)濾筒穿透、破損現(xiàn)象，以及在最終計(jì)算煙塵濃度時(shí)發(fā)現(xiàn)煙塵濃度有失重及很不穩(wěn)定的現(xiàn)象，使測量的準(zhǔn)確性很難得到保障。

針對高濕度環(huán)境中低濃度煙塵濃度的測量，目前市場有濾膜稱重法、振蕩天平法的測試儀器，但這兩種方法的儀器均沒通過環(huán)保適用性檢測，檢測方法也不是國標(biāo)方法。鑒于對低濃度煙塵測試的需求，急需建立低濃度煙塵測試的新方法。

煙塵測試方法原理：

將煙塵采樣管由采樣孔插入煙道中，使采樣嘴置于測點(diǎn)上，正對氣流，按顆粒物等速采樣原理，即采樣嘴的吸氣速度與測點(diǎn)處氣流速度相等，抽取一定量的含塵氣體。根據(jù)采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時(shí)抽取的氣體量，計(jì)算出排氣中顆粒物的濃度[1]。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的顆粒物采樣是通過將濾筒安裝在采樣槍的槍管中，采樣完成后，需要將濾筒從采樣槍的槍管中取出進(jìn)行稱重，然后計(jì)算出顆粒物的濃度。由于將濾筒從采樣槍的槍管中取出的過程中采集的樣品會(huì)有增加或損耗現(xiàn)象，因此現(xiàn)有的顆粒物采樣計(jì)算得出的煙塵濃度準(zhǔn)確率不高，尤其是低濃度及超低濃度顆粒物采樣、分析過程中的誤差更大，嚴(yán)重影響顆粒物采樣的準(zhǔn)確率。

為此我們選擇幾種符合國標(biāo)方法的幾種儀器，通過對濾膜整體稱重采樣法、顆粒物采樣濾筒夾裝置（通過改造的采樣裝置，該裝置整體采用純鈦合金制造，且各部分可安裝、拆卸及整體稱重，具有整體重量輕、不易腐蝕、不易吸附、操作簡單的特點(diǎn)，能夠保證顆粒物采樣不會(huì)吸附其他物體，減少現(xiàn)場采樣誤差，提高顆粒物采樣的精確率，且對于低濃度及超低超低濃度顆粒物采集效果更好。）與現(xiàn)有國標(biāo)方法濾筒采樣進(jìn)行比對，根據(jù)比對結(jié)果，對新方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行評價(jià)，為下一步開展高濕度、低濃度煙塵測試提供技術(shù)支撐。

目前通過改造采樣槍的方法已經(jīng)克服了高濕的煙塵采樣，可對于10 m g/m 3以下的煙塵采樣沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的采樣方法，目前國內(nèi)外的比較可行的低濃度粉塵采樣儀器有SICK SHC502稱重法粉塵測量儀、嶗應(yīng)3012H-D型便攜式大流量低濃度等。

對于幾種不同種方法作比對，首先對于試驗(yàn)工況作個(gè)要求：

（1）檢測期間，鍋爐負(fù)荷75%及以上并穩(wěn)定運(yùn)行，最大波動(dòng)幅度不得超過±5%。

（2） 檢測期間，燃燒煤種、煤質(zhì)基本不變、燃料配比不變。

（3）檢測期間，鍋爐沒有投油槍助燃、沒有吹灰和打焦。

（4）檢測期間電除塵器基本保證正常穩(wěn)定投運(yùn)，高壓供電系統(tǒng)、以及低壓控制系統(tǒng)基本正常穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）檢測期間氣力輸灰系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

（6）檢測期間，煙氣脫硫系統(tǒng)各子系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，吸收塔系統(tǒng)、噴淋系統(tǒng)和除霧系統(tǒng)正常穩(wěn)定投運(yùn)。

于是，我們通過這兩種儀器，不同的采樣方法的對濕式電除塵的出口監(jiān)測，進(jìn)行結(jié)果比對：

此外，現(xiàn)場還通過雙層、單層膜，玻璃纖維濾膜，石英濾膜，聚四氟乙烯等材質(zhì)的濾膜進(jìn)行采樣，結(jié)果都不是很理想。

通過以上幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對，濾膜整體稱重采樣，煙塵濃度結(jié)果基本在一個(gè)較低的水平，由于濾膜的對高濕度的煙塵的捕集效率有限，結(jié)果采集煙塵濃度偏低，而通過改進(jìn)濾筒加裝顆粒物采樣濾筒夾裝置，由于濾筒對高濕度的煙塵捕集效率都符合煙塵的采樣質(zhì)量要求，通過加裝顆粒物采樣濾筒夾裝置，減少了人為的采樣誤差，提高了煙塵的采樣精度。對于不同濃度的煙塵采樣，顆粒物采樣濾筒夾裝置都能達(dá)到穩(wěn)定較好的效果。

[1]固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法[Z].國家環(huán)境保護(hù)總局，GB/T16157－1996.