1、 毕业论文 文献综述 电气工程及自动化 热电厂锅炉排放烟尘监测 摘要： 本文主要介绍的是 热电厂锅炉排放烟尘 现状， 热电厂锅炉排放烟尘监测 方法，以及相应的优缺点。 关键词 ：烟尘采样；光敏传感器；烟尘监测； AD89C51。 1 我国热电厂烟尘排放现状 我国 的 火力发电量占总发电量 80 左右， 其中 煤炭 燃料就 占火电机组燃料的 95 ，随着国民经济的快速增长 ， 促使 了 电力事业的迅猛 发展 ，由燃煤所带来的大气污染问题日益严重。按目前的排放控制水平， 到 2020 年，我国火电厂排放的二氧化硫、烟尘和氮氧化物将分别达到 2100 万吨、 500万吨和 1000 万吨以上。如果火
2、电厂排放的大气污染物得不到有效控制，将直接影响到我国大气环境质量的改善。为控制污染加剧，促进火电行业的技术进步和电力行业的可持续发展，国家环保部门采取了一系列严格的环保政策，如大气污染物总量控制、提高排污收费标准等 。 因此， 烟尘监测 已成为环境管理、环境监测、排污收费、污染物治理及实施污染物排放总量控制的 科学 可靠的依据及必要的技术手段 1。 2 烟尘监测的意义 烟尘危害日益严重，大气中过多的吸入烟尘对人体的健康会照成不良的影响，除了刺激性气体对人体的危害外，一些可燃性烟尘还具有爆炸性，对烟尘浓度进行监测是防止烟尘爆炸的一项重要措施，也是研究烟尘爆炸时必须测定的参量。对烟尘浓度的测量十分
3、重要。 锅炉燃烧过程中，喷燃器出口煤粉浓度不均将会导致炉膛火焰中心偏斜，从而引起炉膛气流冲刷后墙及右墙，出现局部超温、结焦现象。因此准确测量各风管中的煤粉浓度并指导调节对锅炉的安全、经济运行非常重要。为此，必须寻找一种简单、高效、 实用而且适合工程应用的烟尘浓度测量的方法。 测定烟道气粒状污染物的浓度、粒径分布及其化学成分，观察、分析其变化和对环境的影响的过程，是烟道气监测的主要监测项目。 3 烟尘排放的监测 用国家规定的测试方法测定和监视排烟中污染物质浓度的工作。通过 对锅炉 排烟的监测，可以判断其是否符合国家规定的排放标准，评价烟气净化装置的效果，并据此制订改进措施。烟气中有多种污染物，优
4、先监测哪些污染物，应根据它们对环境的危害程度，是否已有准确可靠的监测方法，以及国家是否已有排放标准或其它规定等三条原则综合考虑确定 3。 烟尘的采样 监测： 不论是 采用何种监测方式（ 间断监测还是连续监测 ） ，首先，是做好对具有代表性的样品的采集工作，以确保监测数据的真实性与可靠性。采样方法或采集系统应根据对象（污染物）的不同特性进行选择采样。烟尘中的颗粒大小不一，它们的运动特性和浓度分布各异，必须采用多点等速采样方法，且采样位置必须优先选择在垂直烟道，避开烟道弯头和断面等急剧变化的位置，即首先考虑选择在流场稳定、烟气混合均匀的部位。多点系统是指将烟道分成若干数量的等面积同心圆，各测点选择
5、在各环等面积中心线与呈垂直相交的两条直径线的交点上。按烟道直径不同，可选 择 1 5 个等面积环、 1 2 个测量直径、 1 20 个测点进行测定。等速系指在每一采样点上，以该点烟速相同的速度抽取的烟气样。采样位置口要避开涡流区，在选取的断面上中心点附近抽取烟气即能得到具有代表性的样品。 间断监测 : 是定期、定点在现场采样，一般在实验室进行分析定量。它的优点是定量准确，一般用于鉴定净化装置的性能和校验连续自动检测仪的准确性。它的缺点是不能及时反映污染物排放的变化情况，不能满足当前环境监督、管理和控制的要求，工作量大，对人员的技术要求较高。 烟尘测定方法如图 1 所示，经等速采样后烟尘收集在烟
6、尘收 集罐内，称重后即可计算烟尘浓度。一般需重复取样数次，取平均值 45。 连续检测 : 是指连续地、实时地测定锅炉排烟中的污染物浓度，全年有效监测时间一 斑 不低于发电机组运行时间的 80%。它可及时地掌握排烟中污染物的排放情况，并在出现超标排放时及时地采取控制措施，防止造成环境污染。美国、日本、德国等国家现代电站锅炉都装有 SO2， NOx 和 烟尘连续自动监测系统。为有效地控制火电厂大气污染物的排放 。 烟气连续监测系统有采样部分、分析仪器、数据采集及传送等几部分组成，可迅速收集和处理监测数据，并提供各种形式的报表、图 形。系统要在严格质量控制下运行，除监测仪器具有自动校准等功能外，还
7、需用标气 国家规定的标准方法进行定期校准和标定，以保证监测数据的准确性 。 用于监测烟尘自动监测仪表 许多读已经 商品化，不但品种型号繁多，而且它们的测量原理亦不相同。 用于监测烟尘的有：激光浊度法、光线散射法等。选择仪器时，除考虑仪器自身的性能外，还应考虑锅炉排烟温度、湿度、成分、共存物质的干扰性、污染物质浓度等因素。 光散射法 :是指用经过调制的激光或红外平行光束射向烟气时，烟气中的烟尘对光向所有方向散射，经烟尘散射的光的强弱与烟尘散射截面成正比， 当烟尘浓度升高时烟尘的散射截面增大，散射光增强，即光强在一定范围内与烟尘浓度成比例，通过测量散射光强来定量烟尘浓度。根据接受器与光源所呈角度的
8、大小可分为前散射、边散射及后散射。前散射测尘仪接受器与光源呈 60 ；边散射测尘仪接受器与光源呈 （ 60 120 ）；后散射测尘仪接受器与光源呈 （ 120 180 ）。 散射法的主要优点是：安装容易，灵敏度高，维护量小，测量范围广，可用于大中小各种尺寸的排放源。散射法的主要缺点是：燃料种类变化较大时需进行标定，属于新型仪器，目前在国内已安装量还比较少，该法可适用于 燃煤、燃油排放源的测量，也可用于粉体加工传送过程的浓度测量678。 激光 浊度法 :（也称透射法，对穿法）是指光通过含有烟尘的烟气时，光强因烟尘的吸收和散射作用而减弱，通过测定光束通过烟气前后的光强比值来定量烟尘浓度。浊度法有激
9、光光源和红外光源两种，激光光源采用半导体激光器，寿命较长，且不受水气的影响，红外光源主要受到水气含量变化的干扰，测量精度较低。浊度法的主要优点是：技术成熟，结果可靠，价格适中，目前国内使用数量较多。浊度法的主要缺点是：需双端安装，进行光路对中，安装及维护稍有不便，发射端及接收 端都需要洁净空气保护。该法可用于国内的各种燃煤烟尘排放源的烟尘浓度测量。 传感器在整个 激光 浊度法 测量 气路中设有湿度、温度、压力传感器，起到检查除湿、加热、取样效果，保证样气在传输过程不冷凝或湿气不进入分析仪器。 激光 浊度法的主要 部件是由单片机和传感器组成。由于单片机具有功能强，体积小，可靠性好和价格便宜等特点
10、，因此激光浊度法设备 技术 简单 ，结果可靠，价格 便宜 ，目前国内使用数量较多 ，很有市场前景 91011。 环境保护已被列为我国的一项基本国策，国家对坏境保护工作已越来越重视，随着人们的物质生活条件的改善 ，坏境意识的提高，人民群众愈加关注自身的生存坏境。通过对 热电厂锅炉排放烟尘监测 的设计，对我国环境有了更确切的了解，对于单片机和传感器有了更深入的研究。 参考文献 1 邵峰锅炉烟尘、烟气监测质量控制探讨 J中国环境监测， 2006， 3， 22（ 3）： 48 49 2 郑海明 ， 蔡小舒 烟气连续排放监测系统相对准确度的测试评估 J. 计量学报 2007,5,5（ 1）：85 88.
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