粉尘仪调研报告

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1、粉尘仪专项调研报告调研人员：李雪松杜海松2014年9月目录粉尘仪专项调研报告调研人：李雪松、杜海 松一、前言华能铜川照金电厂总共安装有八套粉尘仪，均为对射式粉尘仪，型号为：SICK FW300，分别安装于#1炉电除尘A侧出口、#1炉电除尘B侧出口、#1脱硫原烟气 烟道、#1脱硫净烟气烟道（#2炉同#1炉），均于2006年低投产使用，当前已使 用将近8年时间，随着使用年限的增加，设备稳定性逐渐降低，数据突变现象经 常发生，维护量增加，特别是随着环保新标准的实施、超净排放改造的进行，粉 尘测量的精度已无法满足现场需要，粉尘测量的可靠性及稳定性已显得尤为重要。（2014年6月在#1炉电除尘改造后，将

2、#1炉电除尘出口粉尘仪及#1脱硫原烟气 入口粉尘仪更换为杜拉格早期对穿式产品，但测量效果不理想）。带着以上的问题及经过前期的准备，我们有针对行的到浙能嘉兴电厂及国华宁海 发电厂进行粉尘调研，对其中测量稳定的粉尘设备进行重点关注，并现场向相关 技术人员进行请教学习。其中浙能嘉兴电厂为国内首台超低排放百万机组，其小 浓度粉尘测量对于我厂超净排放后粉尘的改造具有较好的参考意义。通过此次调 研及咨询相关兄弟电厂，初步确定有以下三家品牌的粉尘测量相对评价较好，杜 拉格（DURAG）、西克（SICK）、奥本（AUBURN）。以下将详细的进行分析说明，以 便精确的进行取舍。二、当前国内粉尘测量的几种主要形式

3、及其优缺点在确定使用哪种粉尘仪之前，首先应对粉尘测量的几种基本原理有一个明确的 认识和理解，以便更好的选择适合我厂的粉尘仪。当前国内粉尘测量主要有四种方式，分别为对穿式测量法、微电荷测量法、光 散射法、抽取式测量法，这四种测量方法各有优缺点，适用的工况环境不同，适 用的系统不同，首先我们从这四种类型的粉尘仪的原理、优缺点等方面进行详细 的分析，为后期我厂在粉尘仪的选择上做好理论准备。1、对穿式测量法原理：如图：用一个激光二极管（测量距离最大可到15米）作为发射端的光源， 光线通过烟道发射到安装在烟道对面的反射器上，并经反射器反射后再次穿 过烟道回到接收器，通过反射，光线两次通过含有烟尘的烟道，

4、发射出的光 源强度与反射回来的光强度之间存在衰减，而这种衰减是与粉尘浓度的高低 存在一定的函数关系，通过这种函数关系计算得到粉尘浓度。这种对射式粉尘仪对优点：1、在当前粉尘测量中，技术较为成熟可靠，在测量直径小的环境中使用 时，测量稳定，随机组负荷变化明显。缺点：1、对侧安装，对光要求高，在震动大的环境中使用时，测量稳定性差， 特别是对于大尺寸烟道，一点点的对光偏差，将会导致数据粉尘数据的突变。2、当烟气中湿度大时，特别是测量湿烟气时，烟气中的水滴将对测量 产生影响3、维护量大，定期对污染镜片进行擦拭，并定期进行对光检查。相关仪表：西克FW300/FW320、杜拉格D-R220/D-R2902

5、、微电荷测量法原理：如图：当烟气流经插入烟道的探杆时，由于粉尘颗粒对探杆的撞击及摩擦作用，导致电荷的传递，会产生微弱电流（这种微弱电流的产生由两部分组成:1粉尘对探杆直接撞击所产生的电流；2粉尘颗粒流经探杆附近区域时，探杆 上产生的感应电流），通过专用的微电荷测量仪器将电流信号转换为相应的 粉尘浓度信号。当粉尘浓度越高时，感应、摩擦和撞击所产生的微电荷就越 强，反之亦然。优点：1、维护量很小，拆卸容易，检查方便。2、单侧安装，便于维护。3、后期维护成本低。缺点：1、不适用于静电除尘器后粉尘的测量（经静电除尘后粉尘颗粒带电， 带电颗粒会对测量造成影响）。2、烟气流速对电荷法测量产生影响，流速过低

6、时对测量稳定性产生影 响。3、烟气中湿度过大时，对测量产生影响。相关仪表：奥本3600、杜拉格D-FW 2313、光散射法原理：如图：发射光源将光发射至含有粉尘的烟道中，粉尘在光的照射下会产 生散射光，这种散射光的强度与烟道中粉尘的含量成正比，粉尘浓度高时， 散射光强度大，粉尘浓度低时，反射光强度低。通过测量接收器对散射光强 度进行检测，反射光强度的大小直接反应粉尘浓度的大小。优点：1、此方法相对于对光式粉尘测量方式，对振动的要求较低，适用范围较 广。2、单侧安装，便于维护。3、测量准确度高，为当前主流的粉尘测量方式。缺点：1、定期检查光源镜片的干净程度。2、现场人员在维护过程中，应注意静电对

7、激光光源的损坏。3、烟气中湿度过大时，对测量产生影响。相关仪表：西克SP100、杜拉格D-R8004、抽取式原理： 如图：此测量方法是基于光散射法测量原理，不同与光散射法测量之处在于 其取样模式，首先将烟气通过管道抽取至加热室进行加热，除去烟气中的水 分，处理后的粉尘经过测量室进行测量分析，避免了烟气中水滴对粉尘测量 的影响，此测量方法多用于湿烟气的测量。优点：1、粉尘测量不受烟气湿度影响，排除了烟气湿度对粉尘测量的影响。2、烟气经过加热管道后，变的相对平稳，测量稳定性好。缺点：1、定期检查取样管的堵塞情况及腐蚀情况。2、现场安装空间要求较其它测量方式大。3、现场人员在维护过程中，应注意静电对

8、激光光源的损坏。相关仪表：杜拉格D-R820、西克FWE2005、小结由于工业现场不可避免的存在震动，所以对光法测量，特别是大型烟道对光法测量已 经逐渐淡出粉尘测量的舞台；在这四种测量方式中，前三种测量方式（对穿式测量法、 微电荷测量法、光散射测量法）对水分的含量有一定的要求，当烟气中的水分含量达 到一定程度时，会直接影响测量（将水滴误认为粉尘），所以在湿烟气的测量过程中， 会存在干扰，当湿度特别大时，直接对粉尘测量造成不可预知的负面影响，所以在湿 烟气测量中，一般选用抽取式测量方式，该系统对取样的湿烟气进行加热除湿，然后 用散射法原理进行测量，避免了水分在测量过程中的干扰。由于此前一些年，环

9、保方 面对粉尘的要求较低，且由于完全抽取式费用昂贵，在湿烟气粉尘测量方面市场占有 率较低，现场使用成熟程度还有待考察。三、外出调研情况此次调研的电厂为浙能嘉兴电厂及国华宁海发电厂，由于时间仓促，故对其 中使用效果一般的粉尘仪未做深入了解，对使用良好的粉尘仪做重点关注。1、国华宁海电厂粉尘调研国华宁海电厂位于宁海县临港开发区，一期工程建设规模为4X600MW火力 发电机组，同步建设四台机组脱硫和4#机脱硝装置，二期工程建设规模2X1000MW 机组同步建成脱硫和脱硝装置。由于此前使用烟气粉尘仪效果差，不理想，故该 厂对#5、#6机组（均为百万机组）三台粉尘仪进行换型改造，使用奥本3600产 品。

10、#5、#6机组脱硫系统有增压风机，无GGH，排烟温度在45摄氏度左右，为 湿烟气，其中两台安装位置位于#5机组及#6机组引风机出口、增压风机入口处， 所测粉尘为原烟气粉尘浓度，经查询趋势及与现场人员交流机组使用情况良好， 与负荷对应趋势相符（见下图）；。另一台安装在烟囱入口，只是作为现场比对 使用，数据未送至远方，无法查询趋势，由于奥本系列产品当前未取得环保合格 证，故还无法使用在环保监测排放口，对低浓度粉尘的测量还有待考证；图1：原烟气负荷与粉尘对应关系准确。奥本粉尘仪小结：其测量原理为微电荷测量法优点：1、安装简单，维护简单。2、后期基本无维护量。（见图2）缺点：1、不适用用于静电除尘器后

11、。2、无环保合格证。图2：2、嘉兴电厂粉尘调研浙能嘉兴电厂#7、#8机组为两台100万千瓦超超临界燃煤机组，是我国首 台超低排放改造机组，故其粉尘测量对于我厂具有较好的参考意义，此次重点对 其使用粉尘进行调研。浙能嘉兴电厂#7机组排放口粉尘测量使用产品有西克SP100、杜拉格 D-R800，两粉尘仪安装于竖直烟囱两侧；#8机组排放口粉尘测量使用产品有杜拉 格D-R800和奥本3600，奥本3600只是在就地安装，作为比对使用，数据未进行 远传。所有粉尘仪均垂直安装于竖直烟囱上，现场空间充足，无振动。现场安装如下图：经与现场技术人员交流，粉尘上传数据基本稳定，在小浓度粉尘测量方面较 其它品牌有一

12、定优势，在现场我们对#7机组两台粉尘仪进行半小时的观察比对， 发现变化趋势一致；由于嘉兴电厂环保设备全部外包给环境保护公司，就地维护 技术人员为环保公司下属人员，且时间仓促的关系，未联系到电厂对应部门人员， 故未查阅到相关曲线，为此次调研的唯一遗憾。四、总结及建议当前粉尘仪品牌众多，现场实际使用情况各有优劣，但测量原理不外乎本文开头 提及的四种方式。在光学测量方面，德国西克（SICK）及德国杜拉格（DURAG）产品 技术成熟，有明显优势；而在微电荷测量方面，美国奥本（AUBURN ）测量技术成熟， 优势明显。所以最终将粉尘仪锁定为西克、杜拉格、奥本三个品牌。对于我厂来说，烟气中的粉尘需要经过静

13、电除尘器进行除尘，而除尘后的粉尘由 于受到电场力的作用，变成带电颗粒，而这种带电颗粒将直接对基于微电荷测量 方式的粉尘仪产生影响，虽然在大浓度粉尘测量过程中影响不是太明显（宁海电 厂），但从原理上考虑，存在不确定因素，固建议在小浓度粉尘测量时慎重考虑 微电荷法。以下为建议品牌:序号品牌型号类型环保证书适用工况大概费 用产地备注1西克SP100光散射法有环保认证干烟气20万德国FWE200抽取式光散射法有环保认证干/湿烟气55万2杜拉格D-R800光散射法有环保认证干烟气20万德国D-R820抽取式光散射法有环保认证干/湿烟气55万3奥本ENDA-C2000微电荷法无环保认证干烟气15万美国五、其它再热蒸汽温度偏差问题探讨主要从以下几个方面考虑1、校验相同合格元件，现场安装后进行比对，以便排查温度元件问题。（我厂已 排查）2、现场保温的合格与否直接影响温度测量结果。建议对现场保温检查（我厂以排 查）3、更换再热蒸汽温度测点安装位置，远离弯管道，选择水平直管段按照规范水平 对侧安装。改造完毕后进行比对。4、在以上工作完毕后，如还存在不合理的偏差，基本可以排除外界因素，应联系 设计单位从系统及流场分布方面进行综合分析考虑。六、结束语由于时间仓促，偏颇之处在所难免，望各位领导及同事大力斧正。