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火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況調(diào)研及分析
火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行狀況調(diào)查的基礎上提出的一個報告,文中還對搞好火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測提出了建議。
為了掌握火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測裝置的安裝及運行情況,以及國內(nèi)外生產(chǎn)廠家情況、加強對國家電力公司系統(tǒng)的火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的管理,發(fā)揮煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的應有作用,國家電力公司組織了火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)研組于1999年7~8月對已安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的火電廠進行了調(diào)查。
1 火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)安裝及運行
1.1 火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的分布
我國火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是由 1986年廣東沙角B發(fā)電廠從日本引進開始的,前些年我國引進的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)大多安裝在合資、獨資及華能系統(tǒng)的電廠,而且一般都是隨進口鍋爐或主機一同進入的。近二、三年來,由于國家強制性排放標準 GBl3223—1996的頒布實施,安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的電廠增長較快,且有不少是單獨購置的。到1998年7月底,已安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)或已基本安裝完畢的電廠有40個,共51套,其分布情況見表1。由表可見,煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)主要分布在沿海較發(fā)達省份的電廠,其中華東地區(qū)與廣東省具有煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的電廠就達32個電廠42套系統(tǒng),占煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)電廠數(shù)的80%。套數(shù)達82.4%。
目前已購買或正準備購買煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的電廠有很多,初步調(diào)查有近30個電廠。由此可見,隨著國家對火電廠大氣污染物排放及監(jiān)測要求的日益嚴格,煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)在火電廠的應用發(fā)展很快。
1. 2 煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況
目前安裝的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)按功能劃分有2類,一類是與脫硫設施配套,另一類*為污染源監(jiān)測,其中后一類占絕大多數(shù)。在40個電廠51套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中,共實地調(diào)查了26個電廠35套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),其余14個電廠16套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)則通過函調(diào)完成。調(diào)查結(jié)果表明:
(1)51套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中安裝在煙囪上的有17套,占33.3%;安裝在煙道上的有34套,占66.7%。
(2)煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)能夠全部運行,定期標定校驗,監(jiān)測結(jié)果可靠并被環(huán)保部門所接受,發(fā)揮其應有作用的還沒有一套。
(3)煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)大部分儀表能夠運行,并顯示讀數(shù)(均未能嚴格按標準 GBl3223一1996的要求顯示)的有21套,即系統(tǒng)能夠基本正常運行,占總數(shù)的41.2%
(4)系統(tǒng)儀表大部分不能運行、停運或從未投運的有23套,占總數(shù)的45.1%。
(5)系統(tǒng)處于基本安裝完畢或處于調(diào)試階段的有7套,占總數(shù)的13.7%。
(6)全套引進的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的有 45套,國內(nèi)參與配套的6套,共涉及中外生產(chǎn)廠家22個,其中國外18個,國內(nèi)4個。
(7)煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)被環(huán)保部門驗收的僅有3套。
1.3 氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采樣單元
煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)按取樣方式的不同可分為兩類,一類為在線式煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),又稱橫跨煙道煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),不抽取煙氣,而是直接測量煙道中的煙氣成分;另一類為抽取式煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),從煙道中抽取樣氣送至遠處進行調(diào)節(jié)和分析,又分為稀釋抽取法和直接抽取法:一套抽取式煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)可帶多套采樣探頭。
在我國稀釋抽取法直接抽取法和在線法煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)均有實際應用的例子,其套數(shù)分別為32、14、5,分別占總數(shù)51套的 62.7%、27.5%、9. 8%。在32套稀釋抽取法煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中,有17套帶有2個采樣探頭,14套帶有1個采樣探頭。1套帶有3個采樣探頭。在14套直接抽取法煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中,帶有1個和2個采樣探頭的均為7個。
1.4 氣態(tài)污染物分析單元
在調(diào)查的51套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)中, SO2的分析方法有紫外熒光法、紅外吸收法、紫外吸收法,其應用電廠數(shù)分別為27、12、1,所占百分比分別為67.5%、30%、2.5%; NOx的分析方法有化學發(fā)光法、紅外吸收法,其應用電廠數(shù)分別為28、6,所占百分比分別為82.4%、17.6%(其中有6個電廠沒有監(jiān)測NOx)。
1.5 煙塵測試方法及光源
煙塵測試儀的測試方法有不透明度法和散射法,其應用電廠數(shù)分別為30和4,所占百分比為88.2%和11.8%(另有6個電廠沒有監(jiān)測煙塵)。煙塵監(jiān)測光源以激光為主,占 85.3%。
1.6 煙氣排放參數(shù)監(jiān)測
《火電廠大氣污染物排放標準》 GBl3223—1996要求所有污染物的排放濃度以干煙氣標態(tài)反映,國家對污染物進行濃度和總量控制,為了同時得到污染物的標態(tài)下煙氣濃度和排放量,煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)需同時監(jiān)測煙氣的溫度、濕度、壓力、流量和含氧量。
從調(diào)研情況來看,目前只有正在安裝的青島電廠2#爐的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)包含了所有監(jiān)測內(nèi)容。其余電廠的監(jiān)測內(nèi)容或多或少地存在缺項。尤其是煙氣排放參數(shù),有些電廠排氣參數(shù)甚至一個也沒有監(jiān)測。
2 調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)的主要問題
2.1 設備采購
國內(nèi)火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的采購方式主要有兩種:一種是隨鍋爐或者主設備配套采購;另一種是單獨采購、1996年以前,基本上都是*種方式。目前是兩種方式并存但以第二種方式為主。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)、以*種方式采購引進的火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)大多處于癱瘓狀態(tài)。其原因主要在于:(1)*種方式采購時由鍋爐供應商采購,電廠無主動權(quán),鍋爐供應商往往購買質(zhì)次價廉的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)供應給中國電廠、有時甚至提供過期積壓已不能滿足國外標準要求的產(chǎn)品。(2)煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)多隨主設備一同到貨,因此從煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)到貨至安裝調(diào)試往往需要幾年時間,加之無專人保管,開箱時煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)往往已有許多問題。
2.2 安裝和調(diào)試
根據(jù)調(diào)研結(jié)果,設備到貨至安裝短是 2個月,長是7年,大部分是一年內(nèi)安裝。一般來說,煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)隨鍋爐或主機配套的安裝調(diào)試周期較長。拖延安裝的原因主要有三點:一是設備隨鍋爐或主機配套進來,由于鍋爐或主機安裝調(diào)試影響煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)的安裝調(diào)試;二是CEMS設備到貨不齊,影響安裝進度;三是供貨商負責安裝調(diào)試的人手不足,無法安排設備的安裝調(diào)試工作。此外,CEMS的安裝和調(diào)試必須有技術人員在現(xiàn)場指導。CEMS屬于點測量或線測量,要求以一點或一條線反映整個斷面的情況,所以測量點要具有代表性,否則再的取樣、樣氣調(diào)節(jié)處理,再精密的分析儀和流量監(jiān)測儀也不能反映實際情況。
2.3 運行維護
調(diào)研中發(fā)現(xiàn):各電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)日常運行維護大部分由電廠環(huán)保部門負責,另外還有熱工車間、化水車間、除灰車間負責的。儀器運行維護的主要問題有四點:一是電廠一般不設維修人員,基本上是由煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的廠商進行維修服務,但廠商的維護人員不能提供及時的儀器維修服務。二是負責CEMS專職人員或兼職人員未經(jīng)過系統(tǒng)培訓或者雖經(jīng)過培訓但掌握程度不夠,兩者合計約占調(diào)研電廠的76.4%,導致系統(tǒng)出現(xiàn)一些小問題都不能得到及時維修。三是CEMS從采購到使用的交接過程中,責任未交接清楚,出現(xiàn)了不必要的部門扯皮.如出國培訓的人員不負責儀器的運行維護,負責儀器運行維護的人員得不到培訓。四是備品備件不足或者供應商提供的備品備件不滿足實際需要。
2.4 系統(tǒng)驗收和定期標定及監(jiān)測數(shù)據(jù)的合法性
國家目前僅有法規(guī)和標準要求火電廠安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),但如何安裝? 有何技術要求? 監(jiān)測結(jié)果作何用途等尚無具體規(guī)范。環(huán)保部門僅要求安裝,安裝以后是否使用,使用效果如何卻置之不理,因此難以調(diào)動電廠的積極性,電廠一般都不重視煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況。通過本次調(diào)查,發(fā)現(xiàn)只有3個電廠安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)通過當?shù)丨h(huán)保部門的驗收,其它電廠安裝的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)均未被驗收。此外,我國國標CBl3223— 1996要求的濃度限值指標是指在標準狀態(tài)下空氣過剩系數(shù)為1.4的干煙氣條件下的污染物濃度,進口的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)均沒有按此標準進行測量和顯示。煙塵大多顯示為濁度百分比,SO2和NOx則以ppm的形式顯示,不能滿足我國標準要求。
2.5 標準氣
氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)均需要標準氣進行標定,但由供貨商提供的標準氣氣瓶體積較小,供貨時間較長,價格偏貴。國產(chǎn)標準氣的價格相對便宜。由于目前大多數(shù)電廠對系統(tǒng)不進行標定,因此標氣消耗量較少。
2.6 備品備件和廠商售后服務
為了使CEMS能夠正常運作起來,備品備件和廠商售后服務質(zhì)量很重要。在調(diào)研中發(fā)現(xiàn):許多電廠的CEMS備品備件不符合實際需要,該有的沒有,出現(xiàn)故障常需外購備件,耽誤系統(tǒng)投運時間,有些備品備件提供的數(shù)量又出實際需要;供應商不能夠及時、有效的維修服務。各電廠普遍認為供應商或者承包商的售后服務水平有待提高。
2.7 生產(chǎn)者和使用者問題
據(jù)不*統(tǒng)計,目前進入中國CEMS市場的國外廠商不少于18家,涉及的國家有美國、德國、日本、英國、芬蘭、丹麥等。由于各國的國家標準不一,且與中國的國家標準差異較大,而且我國地域遼闊,各地電廠的條件差異很大,如新、老電廠,大、小機組,煤種多變。脫硫、脫硝與否,及除塵方式與除塵效率等等與國外電廠也有所不同,國外廠商成熟的經(jīng)過其本國認證的CEMS往往不能滿足我國電廠的實際要求,如量程偏小、煙道環(huán)境不滿足要求等;同時各廠商的技術不斷,但其在中國出售的CEMS可能是淘汰的早期的分析儀器和采樣裝置等。
電廠是終用戶,為了充分發(fā)揮CEMS的應有作用,電廠需要建立一套完善的 CEMS運行管理制度,同時需要一定的運行與維護資金支持。
3 原因分析
調(diào)研結(jié)果表明我國火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行十多年,特別是近幾年來投運了較多的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),而且將越來越多,但是無論在設備配置與安裝調(diào)試,還是在技術培訓與運行管理等方面都不盡人意,運行結(jié)果不容樂觀。其主要原因如下:
3.1 缺少火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范
由于一直沒有火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范,電廠在購置煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)時無所適從,從設備采購、安裝調(diào)試到驗收運行都存在著許多問題,電廠和環(huán)保部門均無章可循。
3.2 沒有建立入網(wǎng)許可證制度
目前的國外煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)廠商涌人中國,由于沒有建立入網(wǎng)許可證制度,部分國外廠商銷售不符合我國標準和電力行業(yè)特點的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),甚至是早期的現(xiàn)已被淘汰的產(chǎn)品。
3.3 煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行管理制度不夠完善
一套符合電力行業(yè)特點的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行管理制度是系統(tǒng)正常運行的基本條件,制度應包括儀器操作人員的技術要求、儀器日常維護保養(yǎng)工作、易耗品的更換、一般故障處理方法、系統(tǒng)及儀器的標定方法和數(shù)據(jù)記錄等內(nèi)容,并做好運行日記、儀器維護記錄、儀器標定記錄以及故障檢修記錄等管理工作。目前絕大多數(shù)電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行管理制度不夠完善,甚至就沒有。
3.4 專職人員的技術培訓有待提高
由于煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是近年來引進的環(huán)保監(jiān)測儀器,對運行操作人員的要求較高,只有具備一定素質(zhì)的技術人員才可儀器的正常運行。故有必要定期組織有關人員進行技術培訓,通過培訓達到提高操作人員的水平,也是煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)正常運行的必要條件。目前有許多電廠沒有煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行與管理人員,而是由其它部門人員兼管。
3. 5 沒有切實可行的質(zhì)量體系和監(jiān)督管理制度
3.6 與環(huán)保部門的協(xié)調(diào)不夠
環(huán)保部門不僅要監(jiān)督有關火電廠盡快安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),更應盡快組織對已安裝的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)進行驗收,關心煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況,使火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)能夠真正發(fā)揮作用。
電力系統(tǒng)也應積極地向環(huán)保部門反映煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)從購置、安裝到運行過程中存在的問題,加強與環(huán)保部門的協(xié)調(diào),使我國火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測早日走上正軌。
4 結(jié)論與建議
(1)已有40個電廠安裝了51套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),主要分布在華東地區(qū)和廣東省,安裝在煙囪上的有17套,其余則安裝在煙道上。大部分煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)停運或部分處于停運狀態(tài),有些煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)甚至安裝以后從未投運過。部分運行的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)也是處于無效運行狀態(tài),僅有 3套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)被當?shù)丨h(huán)保部門驗收,但監(jiān)測結(jié)果并未發(fā)生作用。
(2)51套煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)共涉及中外廠商22家,其中國外廠商18家,國內(nèi)4家。目前需要安裝煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的電廠越來越多,涌入中國的國外廠商也越來越多,產(chǎn)品類型也是多種多樣。
(3)建議國家有關部門盡快頒布符合我國國情的火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范,并建議不論是現(xiàn)有電廠,還是新、擴、改建電廠,煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)都應單獨購買,以便煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)到貨后能夠盡快安裝,避免存放而損壞。同時建議各級環(huán)保部門能夠加強對已安裝的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的驗收與運行監(jiān)督,并與電廠是否達到排放標準及排污交費掛勾。
(4)建議對應用于火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)建立入網(wǎng)許可證制度。即對擬應用于火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)進行技術認證,包括對連續(xù)監(jiān)測儀器、基本技術參數(shù)、零配件的供應及售后服務等進行認證,認證合格的煙氣連續(xù)監(jiān)測儀器和設備方可應用于火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測,發(fā)給入網(wǎng)許可證。并定期對已銷售的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行情況、售后服務等進行考核。根據(jù)考核情況,每3年換發(fā)一次入網(wǎng)許可證,這樣可以規(guī)范煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)廠商在電廠的經(jīng)營活動,以電廠能夠使用良好的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng),并擁有較好的售后服務,以獲取可靠的監(jiān)測結(jié)果。
(5)電廠要有專門人員負責煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的運行與管理,并要有完善的運行管理規(guī)章制度及質(zhì)量體系,加強對運行管理人員的培訓,提高運行管理人員的技術水平。
(6)目前各火電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理是以各電廠為單元進行的,應將各省的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器進行聯(lián)網(wǎng),與省電力公司MIS系統(tǒng)連通,這樣可隨時掌握各電廠的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行情況及煙氣污染物的排放狀況,提高電力系統(tǒng)的安全運行水平,使煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)充分發(fā)揮環(huán)保監(jiān)督作用,并逐步過渡到與環(huán)保部門及國家電力公司全系統(tǒng)