锅炉烟气烟尘监测的几个重点问题

Posted 2023-01-11 烟气

篇首语：古人学问无遗力，少壮工夫老始成。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了锅炉烟气烟尘监测的几个重点问题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

这几天，采暖季刚开始，全国多地就出现空气重污染，是时候说说锅炉空气监测的问题了。

锅炉燃烧过程中产生大量的烟气烟尘，其中有SO2、NOx等大气污染物，这些污染物排放到大气中，会形成酸雨等，严重破坏生态平衡，给人们的生活带来极大的不便。因此，减少锅炉烟气烟尘的排放量和降低废气的浓度是中国环保事业的重要组成部分。实行对锅炉烟气烟尘的监测是减少烟气烟尘排放的一项有效措施。
1、锅炉烟气烟尘监测的指标和流程
1.1、监测的指标
烟气烟尘的监测指标有烟道气压力、烟尘速度和浓度、烟气过剩空气系数和漏风对热效应的影响等。
烟道气压力分为烟道静压和动压，监测时，根据监测孔位置的不同有吸入式烟道和压入式烟道，这两种情况下的烟道静压和动压一般均为负值。
烟尘浓度的监测一般采用重量法，等速采样，采样断面上的烟尘流速不应小于5m/s。烟道中的烟气和烟尘的分布在实际情况下并不是理论上的均匀分布，而是会随着烟道直径的变化产生涡流现象，影响监测数据的分析。一般情况下，监测孔的位置是监测结果准确与否的重要决定因素。
锅炉中燃料燃烧过程中实际所用空气量与理论要用空气量的比值称为过剩空气系数。烟气空气过剩系数是用来衡量烟气燃烧所用的空气量是否适合，进而判断出燃料的燃烧情况，合适的空气过剩系数才能保证燃料完全燃烧，把各项热损失降为最小。国标中规定燃煤锅炉的过剩空气系数为1.8，燃油燃气锅炉的过剩空气系数为1.2。过剩空气量约大，表示实际供给的空气量比燃料燃烧所需的理论空气量越大，炉膛里O2越充分，燃料燃烧就较充分。
但是过剩空气系数过大，则因大量冷空气进入炉膛，炉膛温度就会下降，对燃烧反而不利；排烟损失也会增加，使锅炉热效率降低；烟气量增加，烟气携带的烟尘量也随之增加。所以，在实际运行中总希望排烟处的过剩空气系数在1.8以下，当然，由于设备状态不佳，运行水平低，实测时，过剩空气系数往往大于1.8，而且有的大得惊人。
这是因为负荷低，炉排燃烧面小、大量冷空气从炉排窜入炉膛；鼓引风不匹配；再就是由锅炉尾部烟道或除尘器本身大量漏风所致。这都是不正常的，应在试验前加以消除。过剩空气系数合适说明燃料燃烧的较为完全，产生废气中的有害物质较少；系数偏低，说明燃料燃烧的不够充分，废气中CO和NOx等有害气体含量较高。
1.2、烟气烟尘监测过程中重点事项
1.2.1采样前的准备
滤筒是监测工作的必要工具，放于烟道内用于捕尘，需要在采样前认真准备。对滤筒要求是筒壁要均匀，太厚、太薄或者筒壁有针状孔的要及时弃用。因为筒壁厚，在采样过程中阻力大，烟气烟尘粒子不容易被吸入；筒壁薄，强度较低，烟气烟尘通过时筒壁容易破裂。常用玻璃纤维滤筒，同时监测过程中还必须有空白滤筒一直参与，用于参照，校正误差。
采样前还要对测试仪器进行全面仔细的检查，包括采样泵、传感器和显示器等。检查仪器的管路系统是否有漏气和堵塞的情况，若有问题应及时解决，以使监测工作顺利进行。
1.2.2监测点的选择
采样位置应该选在管道中气流平稳的垂直和水平管段中，避开断面形状发生急剧变化的管段和弯头处，切采样断面的气流不小于5m/s。采样点数量的确定与采样断面的形状、大小以及断面处的气流大小有关。每一断面的测点数要根据规范尽量多布置，才能保证测量数据的精确性。比如远离弯头和断面均匀的部位，气流也比较均匀，可以少取一些监测点；而不得已只能在离弯头或者断面急剧变化的附近部位选区监测点时，要尽量多布置一些监测点，以保证得到较为精确的数据。
1.2.3温度和湿度的控制
烟气烟尘的温度和湿度也是监测过程中要重点得到的数据。温度的测量常采用采样枪在监测点处采样，将数据传至仪器进行分析。湿度的测量常用干湿球法，气体以一定的流速经过干湿球温度计，得到气体的温度，再根据监测点处的排气压力，可以计算出烟气烟尘中水分的含量，即湿度。
1.2.4流速的控制和采样
为了得到较为精确的数据，应该采用等速采样方法。所谓等速采样就是指气体进入采样嘴的速度等同于采样点处的烟气流速。等速采样的方法是针对烟道不同部位不同流速的情况采用不同的与之相符合的采样嘴，使不同流速的烟气流入采样嘴，流出等速的烟气。
当一切准备妥当就开始进行监测。首先把监测仪器进行调零，在采样管中装入称量好的滤筒，装上计算好的采样嘴，连接好管道，此时采样孔处于封闭状态。当气流趋于平稳，逐渐进入到采样状态，此时打开采样孔，依次使采样嘴对准气流方向，完成采样。采样结束后要将采样嘴反方向于气流方向，取出采样管，称量滤筒吸入的烟尘颗粒的质量，重新再测一次，若烟气流速和前次称量结果相差大于±20%，则样品作废。全部工作做完后，检查仪器是否完好并清洗干净。
若采样过程中发现含氧量过高的现象，可能是由锅炉系统出现了漏风或者引风量大引起的。应及时检查锅炉设备，对于漏风的情况，应对烟道系统采取密封措施，对于引风量大的情况，则要及时调换与锅炉相匹配的系统。
1.2.5数据记录及处理
监测工作准备过程中，要认真记录锅炉设备的型号、生产厂家、生产能力，环境的温度、湿度、气压和风速，烟道的直径和高度等；监测工作结束后要及时认真的记录下各个监测点的数据，并经检查无误后填入到相应表格中。表格的填写要严格遵守国家标准，保证监测数据的完整性、准确性和公正性。
2、对烟气烟尘监测可能产生影响的因素
影响因素主要有监测环境、风量和设备的使用及维护。
烟气烟尘的监测要在规范规定的环境条件下进行，许多时候，监测场地、鼓风机以及阀门的位置不正确，监测数据就会失真。环境的温度、湿度等也会影响烟气烟尘的流速，使得实际监测数据偏离真实数据。风量的大小影响到烟道中气流的静压、和流速动压，影响到等速采样计算结果采样嘴的选择。
同样的设备、同样的环境条件，在不同的工作人员的操作下，得到的监测数据是不一样的。设备的使用年限、承载力的大小以及维护情况对监测数据的影响也是很大的。比如，当锅炉负荷60%时，烟尘排放浓度是额定负荷时的30%；锅炉负荷80%的时候，烟尘排放浓度则升高至65%。
3、对锅炉烟气烟尘监测工作给出的一些建议
a)锅炉的燃料要选用复合国家标准的燃煤种类，锅炉等燃烧设备应该选用符合国家环境评价要求的型号，监测开始前一定做好准备工作，认真仔细地检查除尘设备的工作性能是否良好、烟道及气管是否有着良好的密闭性以及各种监测工具是否处于最佳工作状态；b)监测部门要着力于监测环境的改善，比如监测过程中对环境温度、湿度以及气压的控制等；c)监测部门要协同生产部门加强工作人员的专业素质以及职业道德的培养。锅炉工作人员专业水平高，其掌握燃料的使用量和引风量的合理性，空气过剩系数就接近于国家标准，燃料的燃烧就比较充分，烟气烟尘的排放量的浓度就接近于国家标准，监测过程中得到的数据也就越是精确，同时监测工作量也会大大降低。
4、结语
锅炉烟气烟尘排放量及其浓度是关系到大气质量的关键因素，其监测也是中国环保部门的最基本的监测内容。锅炉烟气烟尘的监测工作不易实行，究其原因和锅炉型号的多样化、现场环境情况的复杂性以及工作人员的综合素质有关。但无论情况有多么复杂多变，监测工作都有1个统一的国家标准，即GB13271-2011锅炉烟尘监测方法。工作人员应该严格遵守国家标准，认真仔细的做好每一项细微的工作，保证监测结果的完整性、准确性和公正性。