近年来, 随着我国经济的快速发展, 城镇化和工业化进程的加快, 大气污染成为了影响社会发展的重要问题, 尤其是北方城市的PM2.5、PM10等颗粒物浓度超标严重, 臭氧浓度也是逐年升高, 成为了影响空气质量的主要原因。且我国具有富煤、贫油、少气的资源禀赋, 煤炭在能源消费结构中占主导, 燃煤锅炉一度成为工业化和城镇发展的“宠儿”, 在全国范围内遍地开花。其排放的废气中含有烟尘、氮氧化物及二氧化硫。烟尘直接影响空气质量中的PM10、PM2.5指标, 而氮氧化物与空气的中挥发性有机物等能够发生二次污染, 是造成空气的中和臭氧超标的主要原因。
从国务院《大气污染防治行动计划》的发布及《环境空气质量标准》和《锅炉大气污染物排放标准》的更新, 陕西省《关中地区重点行业大气污染物排放限值》等系列排放标准的发布, 促使了各企业对燃煤锅炉进行了“超低排放”改造。在燃煤锅炉进行“超低排放”改造后, 怎么样把燃煤锅炉固定源的烟气、烟尘监测工作做的更好, 提供出更准确的数据, 笔者结合长期燃煤锅炉固定源废气监测中的工作经验进行了分析和探讨, 以供参考。
一、仪器维护和校准
采样前, 应检查仪器运行是否正常, 管路是否漏气, 干燥筒中的变色硅胶是否正常, 并用流量校准仪按规范对仪器进行流量校准。现场监测前均要用标准气体校准气体 (O2、SO2、NOX) 传感器, 校准时要用与排放浓度相差较小的标准标气进行校准, 不常用的标气在使用前要摇匀, 防止标气浓度不均匀产生误差。同时, 要及时更换到期的各个传感器。
二、采样点位置选择
燃煤锅炉固定源监测点位应设置于在烟道的垂直管段, 尽量避开烟道弯头和管道断面急剧变化的部位, 采样位置应该设在距阀门, 弯头, 变径的下游方向不小于6倍直径处, 和距离上述部件上游方向不小于3倍管道直径处。在实际监测中, 采样断面并不都是理想的, 有时还要考虑到工作环境, 采样安全, 劳动强度等, 因而要统筹兼来确定采样断面, 必要时应该增加采样点位。
三、滤筒选择与空白
滤筒质量的好坏直接影响监测结果, 需要进行认真的筛选, 滤筒太厚、太薄及厚薄不均匀的要进行剔除。筒壁致密不均匀、筒壁表面稀疏的滤筒在测量和称重时容易部分掉落;筒壁太薄, 强度太低, 监测过程中容易破裂;筒壁太厚, 采样阻力较大, 影响尘粒吸入。监测过程中, 还必须有空白滤筒的全程伴随, 作为该批滤筒的误差校正。滤筒在称量后应该用专用的无胶滤筒盒子保存, 并将滤筒盒子进行编号, 保证滤筒上的编号和滤筒盒子的编号相符, 以防在采样和称量时弄混。
四、含湿量与过剩系数
废气的含湿量和过剩系数要单独测量, 含湿量一般采用干湿球法, 测定时要达到3min以上数据稳定后才能读数。空气过剩系数是烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度计算的重要参数, 燃煤锅炉单台出力65t/h及以下的蒸汽、热水锅炉, 基准氧含量 (O2) 为9%, 燃煤锅炉单台出力65t/h及以上的蒸汽、热水锅炉, 基准氧含量 (O2) 为6%。实测的燃煤锅炉烟尘、烟气排放浓度按以下公式折算为大气污染物基准氧含量排放浓度后执行相关标准。
式中:C―大气污染物基准氧含量排放浓度, mg/m3;
C'―实测的大气污染物排放浓度, mg/m3;
ɑ' (O2) ―实测的氧含量, %;
ɑ (O2) ―基准氧含量, %。
五、烟尘采样过程中应注意事宜
烟尘采样中, 当采样孔打开后, 先用刷子或别的物品对采样孔清理干净, 防止积灰影响。采样中, 从最内侧测点开始采样, 逐点向外移动采样枪, 在结束采样时要调转采样嘴与气流方向相反并要迅速取出采样枪, 减少采样负误差。目前多数锅炉采用布袋式和静电等除尘器, 出口烟尘浓度很低, 滤筒采集到的尘很少, 对于这类浓度很低的排放口采样时, 可以减少滤筒个数或者相应增加每个滤筒的采样时间及采样体积, 要求采集样品累计总采气量应大于1m3。采样过程中, 当湿度过大时, 应该用滤纸把滤筒包裹, 防止滤筒被打湿后, 在抽气过程中破损, 影响数据。
六、烟气采样中应注意问题
在烟气采样过程中, 目前多数监测单位使用武汉天宏或者青岛崂应烟气分析仪, 原理为定电位电解法。如果没有保温设施, 在监测过程中, 烟气抽出烟道因气温过低会马上在采样管路中结露, 同时, 二氧化硫气体很容易溶于水。大多数燃煤锅炉采用湿法脱硫, 治污设施出口的二氧化硫浓度低、烟气温度低, 出口湿度较大, 在这种情况下, 监测过程中时常会出二氧化硫浓度检测不出来, 或者检出浓度低于分析仪器的检出限。针对上述问题, 应该在采样管路上裹保温材料, 同时, 尽量减少采样管路在空气中的暴露距离, 并且延长测试时间。特别在气温过低的冬天, 就要选择配套的加热枪, 调节加热温度到70℃以上, 并配合鼓风进行监测。在烟气测试结束后, 应将仪器置于干净的环境空气辊, 继续抽气吹扫传感器, 直到仪器示值符合仪器要求后再关机。
七、结论
燃煤锅炉固定源废气监测是一项全面而复杂的工作, 涉及到多方面的知识, 因此, 除上述情况外, 还应注意以下问题: (1) 测量烟气时, 采样仪应在一次开机直到测试完全结束, 中途不能关机重新启动, 以免仪器零点发生变化, 影响测试结果的准确性。 (2) 在采样过程中, 当烟道内为负压时, 采样孔一定要堵严, 防止外界空气进入, 测试出的含氧量数值升高, 影响测试结果。 (3) 每次采样结束后, 要尽快打印出各项参数和测试数值, 检查有关参数和数值, 分析是否合理, 如果不合理, 要分析出现问题的原因, 加以解决后重新测定。
摘要：结合在日常燃煤锅炉固定源废气监测工作中, 从仪器维护和校准、采样点位置选择、滤筒选择与空白、含湿量与过剩系数、烟尘采样过程、烟气采样等多方面可能出现的疑难问题进行了探讨, 提出了解决办法。
关键词：燃煤锅炉,废气,监测,探讨
参考文献
[1] 锅炉烟尘测试方法GB 5468-1991
[2] 固定源废气监测技术规范JJ/T 397-2007
[3] 锅炉大气污染物排放标准GB13271-2014
[4] 锅炉烟尘、烟气监测质量控制探讨邵峰
[5] 燃煤电厂烟气监测过程中常见问题的探讨阎寒冰冯森
[6] 浅淡锅炉烟尘、烟气监测过程中的质量控制黄林生
[7] 锅炉废气监测中若干技术问题的探讨鲁建新张志峰高新华
[8] 烟气污染物监测过程中的质量控制阎寒冰冯森
[9] 烟尘监测采样中一些问题的初步探讨王玉梅