熱発*-シーメンスU 23の超低排出における使用

熱発*-シーメンスU 23の超低排出における使用

火力発電所の超低排出改造後、従来の前処理システムは水を除去できなかったため、シーメンスU 23分析器は水とガスの干渉により輸出SO 2のドリフトが深刻で、データは頻繁にゼロに戻ったりジャンプしたりして、環境保護データは正常に監視できず、調整して、ユニットの安全安定運行に深刻な影響を与えた。

我が社の上海湘潤計器計器有限公司は大量のシーメンスU 23使用ユーザーを蓄積し、無数の火力発電CEMSの現場にも自ら臨んだ。現場の使用状況に非常に熟知しており、現場に存在する問題点を綿密に研究し、探査した。
背景（はいけい）
環境保護への要求が高まるにつれて、CEMS分析器の重要性はますます高くなり、火力発電所が超低排出改造を行った後、大部分の発電所の脱硫設備は上昇改造を行い、吸収塔の高さを高め、シャワー層を増やし、SCR効率を高めるなどの方式を通じて、脱硫効率は基本的に超低排出基準を満たしているが、小レンジの二酸化硫黄測定に対して、改造前に十分な重視を引き起こしていないため、CEMS前処理システムは同期改造していないため、前処理システムは常にデータドリフト、突然ゼロに戻る現象が現れ、発電所の安全経済運行に大きな悩みをもたらし、前処理システムの信頼性は直接脱硫システム設備運行の安定性と環境保護データの監視測定に影響を与えると言えると伝送は、発電所の環境保護経済指標の審査に直接影響する。
設備の現状
シーメンスU 23分析器は直接抽出式、二酸化硫黄、窒素酸化物は非分散赤外分光法の原理を採用し、酸素量は電気化学測定原理、脱硫出口分析器のレンジ二酸化硫黄、窒素酸化物、酸素量のレンジはそれぞれ100 mg/m 3100 mg/m 3、0-25%である。
の超低排出基準：基準酸素含有量6%の条件下で、煙塵、二酸化硫黄、窒素酸化物排出濃度はそれぞれ10、35、50 mg/m 3を上回らず、超低排出改造後、煙ガスデータ測定を満たすために、小レンジ分析器を交換し、二酸化硫黄、窒素酸化物は0-500 mg/m 3から100 mg/m 3に交換した。
脱硫CEMSの前処理が未改造のため、使用中、小レンジアナライザはレンジドリフトと零点ドリフト現象（現場の多くのゼロガスが直接空気を抽出して未処理のため、零点が間違っている）をよく発生し、現場観察によると、凝縮器温度が3－5℃の場合、SO 2の溶解度は非常に高く、常に測定できないことを招き、データは頻繁にゼロに戻り、アナライザの精度を保証するために、アナライザのゼロ位置の自己標定時間を1時間に設定しなければならず、これにより標定前後のデータがジャンプし、20-30 mg/m 3に達することができ、下図
SO 2データが頻繁に突然変異したりゼロに戻ったりするため、運転者の操作調整に大きな悩みをもたらし、脱硫輸出SO 2データの異常や基準超過を招くことがよくあり、環境保護に対する要求が日増しに厳しくなっている場合、火力発電所に環境保護データが正常であることを要求し、脱硫設備の故障、基準超過排出、環境保護赤線に触れることはできないが、現状はCEMS分析器の問題により、データが基準を超え、会社の対外イメージに大きなマイナス影響を与え、同時に高価な環境保護電力価格の審査にも直面している。超低排出の改造が完了した後、どのように環境保護メーターが正確で、信頼性のある測定ができることを保証するかは、すでに火力発電所の増発電力量を悩ませ、環境保護電力価格を保証する大きな難題となり、改造が目前に迫っている。
原因分析
CEMS分析器のデータドリフトに対して、データの波動がゼロに戻り、分析によるデータの波動の主な原因はサンプルガス中に水があり、標準ゼロガス中に水があり、除去されていない水蒸気が分析器に入ることがある。シーメンスU 23分析器SO 2の測定原理は赤外線スペクトル測定であるため、主に相関帯域赤外線の減衰幅を測定することによって対応するガスの濃度を測定し、このような測定原理水蒸気干渉がデータに与える影響は非常に大きい。
従来の冷乾直抽法では、凝縮器の除水設定温度は3 ~ 4℃であったが、実際に温度表示器は熱交換器の温度監視点での温度を示しており、この温度と出口ガスの温度には差があった。例えば、凝縮器が正圧または負圧で動作している場合、ガス様露点には明らかな差があります。出口ガスの表示温度を出口ガス露点とするのは技術上の誤解であり、実際の露点は約6-10℃（手持ち式露点計を用いて監視測定）であり、実際の露点が高いため、凝縮水が析出しやすい。煙ガス中の易溶性ガスSO 2は、凝縮水に溶解して対応する酸を生成し、それによって目標酸性ガスの濃度測定値が実際値より低くなり、深刻な場合は吸収が深刻でSO 2*では測定できない問題が発生する。関連研究を通じて、SO 2を含む煙道ガスが定量凝縮水を通過した後、煙道ガス中のSO 2の部分は常に溶解吸収され、測定システムに現れた当量応答時間は数分から数十分に延長され、測定誤差は非常に深刻である、特にSO 2濃度が低く含水量が高い煙道ガスを測定する場合、測定誤差の問題は特に深刻である。例えば、170 ppmSO 2、34.52%の水ガスからなる模擬煙ガスでは、SO 2損失は60%にも達した。
SO 2の異なる温度における水への溶解度曲線
上図は異なる温度でのSO 2の水中での溶解度曲線であり、この曲線を通じて、温度の低下に伴い、SO 2の水中での溶解度は徐々に上昇し、凝縮器の運転温度3-5℃の範囲ではSO 2の溶解度は高く、さらに凝縮器が存在すると必ず凝縮水が析出し、これにより、凝縮器におけるSO 2の損失は比較的に高いことが分かった。同時に対応する酸は比較的に強い腐食性を持っているため、分析器のガス室を深刻に腐食し、分析器の損傷を招き、CEMSシステムの維持コストと設備交換コストを高めた。
詳細に分析した結果、既存の前処理には次の問題が存在することが分かった。
1、プローブが加熱型プローブロッドを採用していないと、サンプリングされた煙がプローブサンプリングで凝縮し、SO 2が吸収される原因となる。
2、伴熱管線の温度が不足している（現場にはまだ120ぐらいまでしか加熱できないものが多く、180度以上交換することを提案している）、サンプリング管線が長すぎて、Uターンに水が溜まる可能性がある（定期的に洗浄することを提案する）CEMSはサンプリングガスの過程で、煙の温度が一定値に下がった時、その中の蒸気は水に凝結し、SO 2は水と反応して亜硫酸を生成することができ、サンプリング管線に水があれば、測定の正確性に影響するだけでなく、計器の使用寿命にも深刻な影響を与えることができ、煙中の蒸気が凝結しないことを保証するには、温度が凝結点以上であることを保証しなければならない、サンプリング管中のサンプリング管にはいずれも伴熱装置があり、伴熱管線の距離が長すぎるため、伴熱温度は以前の120℃に設定されており、超低排出改造の要求を満たすことができなくなっている
3、キャビネット内は熱不全を伴い、通常、熱伴管線はCEMSキャビネット内の制御キャビネットにしか接続されていないが、キャビネット内の一部のガス管線は熱を伴わず、非常に凝縮しやすい。
4、凝縮器の凝縮効果がよくない（推奨温度は2度前後）。
現在の前処理は濾過だけで、蠕動ポンプがあり、煙は凝縮器を経て冷却する過程で、凝縮した水ガスは適時に排出できず、前処理を形成する保護フィルタ計器の吸気口に水掛け現象がある。
5、標準ゼロガスは処理を経ずに室内或いは室外で抽出し、SO 2のゼロ点が正しくなく、測定が正確ではない（事前処理を経て、実測SO 2*が10 MG/M 3の場合、高純空気を使用するか、ゼロガスを使用して怒ることを提案する）
6、ゼロを表示する周期が長すぎるか、自動ゼロを表示する機能がありません。（推奨ゼロサイクルは2～4時間）
提案改造案
CEMS分析器のデータは変動し、頻繁にゼロに戻るが、主な原因はSO 2が水ガスの妨害を受けて比較的に大きいことであり、改造の目的は前処理で水*を除去することを保証し、SO 2が水に溶けないようにすることである。
現場の前処理の現状に対して、我々は詳細な分析を経て、主に以下の改造提案を行った：
1、熱を伴う品質が良く、高温に耐えられる熱を伴うラインを交換し、熱を伴う温度を180℃以上に高めるとともに、サンプリングプローブは全過程加熱を用いてプローブを使用し、サンプルガスのサンプリング場所からCEMS小室ラインに水が溜まらないことを保証する。
2、キャビネット内の伴熱及び保温を完備し、キャビネット内の裸のサンプル気管はすべて伴熱を敷設し、保温帯で包み、キャビネット内の煙の凝縮を防止する。
3、高品質の凝縮器（例えば酸添加）を交換し、以前の冷却、2に交換し、同時に蠕動ポンプを増加し、凝縮器の出水排水の滞りがないことを確保する。
4、CEMS小室内温度が20℃前後に維持されることを厳格に保証し、特に夏はエアコンの正常な動作を保証しなければならない。現場ではエアコンの故障により凝縮器の冷凍効果が不良になり、脱硫出口SO 2データが突然ゼロに戻る現象が発生し、エアコンを処理した後に故障が消えたことがある。また、分析器の温度が高すぎると、温度漂白の原因にもなりやすい（分析器選択マニュアル参照）。
5、Nafion浸透乾燥器の追加
Nafion管中のガスの移動はスルホン酸基に対する化学的親和性を基礎としており、スルホン酸基は高い親水性を持っているため、Nafion管壁が吸収した水分は、個のスルホン酸基から別のスルホン酸基に伝達され、最終的には別側の管壁に到達し、Nafion管は連続的な除湿過程で、煙ガス中の水分だけを選択的に除去し、水ガスはナトリウム分管を経て分離し、分離した水ガスは、ろ過、乾燥、油のない計用ガスを入れることによって、水分を吹き飛ばし、分析器に入るデータの安定性と信頼性を保証する。適時に排出でき、前処理を形成する保護フィルタ計器の吸気口に水掛け現象がある。
6、標準ゼロガスの正確性を保証する
自動ゼロ標識の場合、自動ゼロ標識の空気も重要であり、前処理を行うことを提案する。ゼロ標識ガスには水ガスが含まれているため、SO 2のゼロ点偏差にも影響する（天気によって議論され、少なくても3、5、多ければ数十個大きく、もし実測が小さいならゼロガス発生器を使用することができ、特に小さいのは高純空気を使用する）

結論：
事実により、改造後の脱硫出口CEMS分析器SO 2、NOXデータの測定は安定で、正確で、環境保護の需要を満たしていることが証明された。

熱発*-シーメンスU 23の超低排出における使用