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粉尘仪专项调研报告调研人员：李雪松杜海松2014年9月目录一、前言..................................................................................................................2二、当前国内粉尘测量的几种主要形式及其优缺点................................................31、对穿式测量法............................................................................................................32、微电荷测量法............................................................................................................43、光散射法....................................................................................................................54、抽取式........................................................................................................................55、小结............................................................................................................................6三、外出调研情况...................................................................................................61、国华宁海电厂粉尘调研.................................................................................................72、嘉兴电厂粉尘调研.........................................................................................................8四、总结及建议.......................................................................................................9五、其它................................................................................................................10六、结束语............................................................................................................10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：SICKFW300，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#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，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、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-FW2313、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4×600MW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2×1000MW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。#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。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，