화력 발전소의 초저배출 개조 후, 전통적인 사전 처리 시스템의 제수 불*, 지멘스 U23 분석기는 수력 가스 간섭으로 인해 수출 SO2의 표류가 심각하고, 데이터가 빈번하게 0으로 돌아가거나 점프하며, 환경 보호 데이터는 정상적으로 감시할 수 없고, 조정되며, 승무원의 안전하고 안정적인 운행에 심각한 영향을 미친다.

우리 회사 상해상간계기계기유한회사는 중국에서 대량의 지멘스U23사용사용자를 축적하였고 무수한 화력발전CEMS현장도 직접 방문하였다.현장 사용 상황에 대해 매우 익숙하고 현장에 존재하는 문제에 대해 자세하게 연구하고 탐색했다.

배경

환경 보호에 대한 요구가 계속 높아짐에 따라 CEMS 분석기의 중요성이 점점 높아지고 있다. 화력발전소가 초저배출 개조를 한 후에 대부분의 발전소의 탈황 설비는 업그레이드 개조를 실시했다. 흡수탑의 높이를 높이고 분사층을 늘리며 SCR의 효율을 높이는 등 방식으로 탈황 효율은 기본적으로 초저배출 기준을 만족시켰지만 소량의 이산화황 측정은 개조 전에 충분한 중시를 받지 않았기 때문에 CEMS 예처리 시스템의 작동과 유황 예비 운행에 직접적인 영향을 줄 수 있다. 발전소의 환경 보호 경제 지표의 심사에 직접적인 영향을 주다.

설비 현황

지멘스 U23 분석기는 직접 추출식, 이산화황, 질소산화물은 비분산 적외선 스펙트럼법 원리, 산소량은 전기화학 측정 원리, 탈황 수출 분석기는 이산화황, 질소산화물, 산소량 측정은 각각 100mg/m3100mg/m3, 0-25% 를 사용한다.

의 초저배출 기준: 기준 산소 함량 6% 조건에서 연기, 이산화황, 질소산화물 배출 농도는 각각 10, 35, 50mg/m3보다 높지 않다. 초저배출 개조 후 연기 데이터 측정을 만족시키기 위해 우리는 소량정 분석기를 교체했다. 이산화황, 질소산화물은 0-500mg/m3에서 100mg/m3로 교체했다.

탈황 CEMS의 사전 처리가 변경되지 않았기 때문에 사용 과정에서 소량 분석기는 종종 양정 표류와 영점 표류 현상을 일으킨다 (현장의 많은 표류 가스가 직접 공기를 추출하여 처리하지 않아 영점이 틀렸다). 현장 관찰에 따르면 응축기 온도가 3-5 ℃ 인 상황에서 SO2의 용해도가 매우 높아 측정할 수 없고 데이터가 빈번히 0으로 돌아가 분석기가 다음 20-30mg로 설정될 수 있도록 한다.

SO2 데이터가 빈번하게 돌변하거나 제로화되어 운행 인원의 조작 조정에 큰 어려움을 초래하기 때문에 탈황 수출 SO2 데이터가 비정상적이거나 기준치를 초과할 수 있다. 환경보호에 대한 요구가 날로 엄격해지는 상황에서 화력발전소가 환경보호 데이터의 정상을 보장하도록 요구한다. 탈황 설비의 고장, 기준치 초과 배출, 환경보호 레드라인을 건드려서는 안 된다. 현황은 CEMS 분석기 문제로 인해 데이터가 기준치를 초과하고 회사의 대외 이미지에 큰 부정적인 영향을 주며 환경보호 가격도 비싸다.초저배출개조가 끝난후 어떻게 환경보호계량이 정확하고 믿음직한 측정을 보장할것인가 하는것은 이미 화력발전소의 전력증발을 곤혹스럽게 하고 환경보호전기가격을 보장하는 큰 난제로 되였으며 개조가 시급하다.

원인 분석

CEMS 분석기의 데이터 표류에 대해 데이터 파동이 제로로 돌아간다. 분석을 통해 데이터 파동을 일으키는 주요 원인은 샘플 가스에 물을 띠고 제로 가스에 물을 띠며 제거하지 않은 수증기가 분석기에 들어간다. 지멘스 U23 분석기의 SO2 측정 원리는 적외선 스펙트럼 측정이기 때문에 주로 관련 주파수 대역의 적외선의 감쇠폭을 측정하여 상응하는 기체의 농도를 측정한다. 이런 측정 원리는 수증기가 데이터에 큰 영향을 미친다.

전통적인 냉간 직추출법은 응축기 제수 설정 온도를 3-4 ℃ 로 설정하는데, 사실 온도 표시기는 열교환기 온도 모니터링 지점의 온도를 표시하는데, 이 온도와 수출 가스 온도는 차이가 있다.례를 들면 응축기가 정압이나 음압에서 작동하는데 표본기로점은 뚜렷한 차이가 있다.수출 샘플 가스 표시 온도를 수출 샘플 가스 노점으로 간주하는 것은 기술적인 오해이다. 실제 노점은 약 6-10 ℃ (휴대용 노점기로 모니터링) 이다. 실제 노점이 높기 때문에 응축수가 석출되기 쉽다.연기 중 용해성 가스인 SO2는 응축수에 용해돼 상응하는 산을 생성해 목표 산성 가스의 농도 측정치가 실제보다 낮아지고, 심할 경우 흡수가 심해 SO2*가 측정되지 않는 문제가 발생한다.관련 연구를 통해 알 수 있다: SO2를 함유한 연기가 일정량의 응축수를 통과한 후 연기 중 SO2의 일부는 항상 용해되어 흡수되어야 하며, 측정 시스템의 당량 응답 시간이 수분에서 수십 분으로 연장되어 측정 오차가 매우 심각하다는 것을 나타낸다;특히 SO2 농도가 낮고 수분 함유량이 높은 연기를 측정할 때 측정 오차 문제가 심각했다.예를 들어 170ppmSO2, 34.52% 의 물기로 구성된 아날로그 연기 중 SO2의 손실은 60% 에 달한다.

SO2의 온도에 따른 물 속 용해도 곡선

위의 그림은 SO2의 다른 온도에서 물 속의 용해도 곡선이다. 이 곡선을 통해 알 수 있다. 온도가 낮아짐에 따라 SO2의 물 속의 용해도는 점차 높아진다. 응축기의 운행 온도가 3-5 ℃ 범위일 때 SO2의 용해도는 매우 높다. 게다가 응축기가 존재하면 반드시 응축수를 분석한다. 이렇게 하면 SO2의 응축기에서의 손실은 비교적 높다.또한 상응하는 산은 비교적 강한 부식성을 가지고 있기 때문에 분석기의 가스실을 심각하게 부식시켜 분석기의 손상을 초래하고 CEMS 시스템의 유지 보수 비용과 설비 교체 비용을 높인다.

상세한 분석을 통해 기존 사전 처리에서 다음과 같은 문제가 발견되었습니다.

1. 프로브에 가열형 프로브를 사용하지 않으면 샘플링 연기가 프로브 샘플링 지점에서 응축되어 SO2가 흡수될 수 있다.

2、반열 파이프라인의 온도가 부족하다 (현장에는 120 정도까지만 가열할 수 있는 것이 많다. 180도 이상 바꾸는 것이 좋다), 샘플링 파이프라인이 너무 길고, U자형 커브에 고인 물이 있을 수 있다 (정기적으로 씻는 것이 좋다)CEMS는 가스를 추출하는 과정에서 연기 온도가 일정치로 내려가면 그 중의 증기가 응결되어 물이 되고 SO2는 물과 반응하여 아황산을 생성할 수 있다. 만약 샘플링 파이프라인에 물이 있으면 측정의 정확성에 영향을 줄 뿐만 아니라 계기의 사용 수명에도 심각한 영향을 줄 수 있다. 연기 중의 증기가 응결되지 않도록 하려면 반드시 온도가 응결점 이상이어야 한다. 샘플링 파이프의 증기가 응결되어 수반출되는 것을 피하기 위해 120 ℃ 의 열반출장치가 너무 낮기 때문이다.

3、캐비닛 내의 반열은 완전하지 않으며, 일반적으로 반열 파이프라인은 CEMS 캐비닛 내의 제어 캐비닛에만 연결되지만, 캐비닛 내의 일부 샘플 기관 라인은 반열이 없어 응축되기 쉽다.

4、콘덴서는 응축 효과가 좋지 않습니다 (2도 정도로 온도를 설정하는 것이 좋습니다).

현재 예비처리는 1급 여과, 하나의 연동펌프만 있으며, 연기는 응축기를 거쳐 온도를 낮추는 과정에서 응축된 물기가 제때에 배출되지 못하여 예비처리된 보호여과기 계기의 흡기구에 물이 걸리는 현상이 형성된다.

5. 표적 제로가스가 처리되지 않고 실내나 실외에서 추출되어 SO2 0점이 틀리고 측정이 정확하지 않다(예처리된 것을 권장하며, 만약 실측 SO2가 장기간 10MG/M3에 있다면 고순도 공기를 사용하거나 제로가스를 사용하여 화를 내는 것을 권장한다)

6. 0 표시 주기가 너무 길거나 자동 0 표시 기능이 없습니다.(제로 표시 주기는 2-4시간 권장)

개조 방안을 건의하다

CEMS 분석기의 데이터 파동, 빈번한 제로백, 주요 원인은 SO2가 수기 간섭을 비교적 많이 받기 때문이며, 개조 목적은 사전 처리 제수 * 를 보장하여 SO2가 물에 용해되지 않도록 하는 것이다.

현장 사전 처리 현황에 대해 상세한 분석을 거쳐 주로 다음과 같은 개조 건의를 했다.

1. 반열의 질이 좋고 고온에 견디는 반열관선을 교체하여 반열온도를 180 ℃ 및 그 이상으로 높이는 동시에 샘플링프로브는 전반 과정을 가열하여 프로브를 사용함으로써 샘플링처에서 CEMS 소실관선까지 샘플링에 물이 고이지 않도록 보장한다.

2. 캐비닛 내의 반열 및 보온을 완비하고, 캐비닛 내의 노출된 가스관은 전부 반열을 부설하고 보온대로 잘 싸서 캐비닛 내의 연기가 응축되는 것을 방지한다.

3. 고품질의 응축기 (예를 들면 산을 첨가함) 를 교체하고, 이전의 1급 냉동을 2급으로 교체하며, 동시에 1급 연동 펌프를 추가하여 응축기의 출수 배수가 원활하도록 확보한다.

4. CEMS의 작은 실내 온도가 20 ℃ 정도를 유지하도록 엄격히 보장한다. 특히 여름에는 에어컨이 정상적으로 작동하도록 보장해야 한다. 현장에서 에어컨 고장으로 인해 콘덴서 냉방 효과가 좋지 않은 적이 있다. 탈황 수출 SO2 데이터가 갑자기 0으로 돌아가는 현상, 에어컨을 잘 처리한 후 고장이 사라졌다.또한 분석기의 온도가 너무 높으면 온도 표류가 발생하기 쉽다 (분석기 선택 매뉴얼 참조).

5, Nafion 침투 건조기 증가

Nafion 튜브에서 가스의 이동은 황산기에 대한 화학적 친화력을 기초로 한다. 황산기는 높은 친수성을 가지고 있기 때문에 Nafion 튜브 벽이 흡수하는 수분은 한 황산기에서 다른 황산기로 전달되어 다른 쪽 튜브에 도달한다. Nafion 튜브는 연속적인 제습 과정에서 담배 속의 수분만 선택적으로 제거하고 수질분석기를 통해 나트륨을 분리하여 안정적인 수분을 공급한다.제때에 배출할 수 있고, 미리 처리된 보호 여과기 계기의 공기 흡입구가 물에 걸리는 현상이 있다.

6. 표기 제로가스의 정확성을 확보한다

자동적으로 0을 표시하면 자동적으로 0을 표시하는 공기도 매우 중요하므로 예비처리를 거치는것을 건의한다. 왜냐하면 0을 표시하면 수기가 함유되여도 SO2의 0점편차에 영향을 미치기때문이다. (날씨에 의해 의논하면 적게는 3~5개, 많게는 수십개 차이가 난다. 만약 실측이 작은 사람은 0기발생기를 사용할수 있고 특별히 작은 사람은 고순공기를 사용할수 있다.)