摘要：隨著國家對環(huán)境保護(hù)越來越重視，政府有關(guān)部門對火力發(fā)電企業(yè)的固定污染源煙氣排放的監(jiān)管日趨嚴(yán)格，排放標(biāo)準(zhǔn)也在逐步提高。因此，尋求一種更為可靠的CEMS供電方式迫在眉睫。現(xiàn)以提高某發(fā)電廠CEMS的供電可靠性為出發(fā)點(diǎn)，通過分析、對比幾種CEMS供電方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定并成功應(yīng)用了一種可靠的CEMS供電方案。

　　關(guān)鍵詞：CEMS;供電可靠性;廠用電;交流保安電源;UPS

　　0 引言

　　為積極貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，加強(qiáng)對固定污染源煙氣排放的監(jiān)測監(jiān)管力度，提高固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測管理水平[1]，中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部于2017年底發(fā)布了《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ 75—2017)及《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》(HJ 76—2017)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(以下簡稱CEMS)的技術(shù)性能、運(yùn)行要求等加以規(guī)范。同時，各地環(huán)保部門明確要求：必須在火力發(fā)電企業(yè)煙囪上安裝CEMS，以實(shí)現(xiàn)對出口煙氣中SO2、NOx、顆粒物排放進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測監(jiān)管。因此，為了實(shí)現(xiàn)對火力發(fā)電企業(yè)固定污染源煙氣排放進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測監(jiān)管，對CEMS連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性提出了更高的要求。想要保障CEMS連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，火力發(fā)電企業(yè)及其設(shè)計單位必須認(rèn)真研究、分析CMES的供電需求，設(shè)計一種安全、可靠的供電方案，從而避免因CEMS供電故障造成設(shè)備停運(yùn)、監(jiān)測數(shù)據(jù)丟失、環(huán)保數(shù)據(jù)傳送中斷等，導(dǎo)致火力發(fā)電企業(yè)的電價補(bǔ)貼受到影響，甚至受到政府有關(guān)部門的行政處罰。

　　本文主要針對某發(fā)電廠已有發(fā)電機(jī)組進(jìn)行超低排放改造的同時，對比分析在煙囪上新增CEMS的各種供電方案，最終確定并成功實(shí)施其中一種安全、可靠的CEMS供電方案。

　　1 工程概況

　　某發(fā)電廠#3和#4發(fā)電機(jī)組(2×660 MW)已有配套建設(shè)的脫硫系統(tǒng)采用單元制配置，一爐一塔的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的設(shè)計排放性能指標(biāo)為：粉塵排放濃度≤25 mg/Nm3，SO2排放濃度≤50 mg/Nm3。該發(fā)電廠在2017年進(jìn)行了脫硫、除塵超低排放一體化改造，改造要求設(shè)計排放性能指標(biāo)為：煙囪出口的粉塵排放濃度≤5 mg/Nm3，SO2排放濃度≤35 mg/Nm3。

　　在超低排放改造前，每套脫硫系統(tǒng)原煙氣和凈煙氣各安裝了一套CEMS，分別安裝在脫硫系統(tǒng)原煙道和凈煙道上。超低排放改造后，脫硫系統(tǒng)原煙道和凈煙道安裝的CEMS利舊，作為內(nèi)部考核用;在煙囪上新增一套CEMS，以滿足超低排放監(jiān)測要求，將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門實(shí)時監(jiān)管，并作為發(fā)電廠廢氣排污費(fèi)、脫硫電價、脫硝電價、除塵電價及超低排放電價補(bǔ)貼的核算依據(jù)。因此，煙囪上新增的CEMS供電可靠性要求更高。

　　2 CEMS系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

　　CEMS是指連續(xù)監(jiān)測固定污染源顆粒物和(或)氣態(tài)污染物排放濃度和排放量所需要的全部設(shè)備[1]。

　　2.1 CEMS系統(tǒng)組成

　　CEMS由顆粒物監(jiān)測單元和(或)氣態(tài)污染物SO2和(或)NOx監(jiān)測單元、煙氣參數(shù)監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元組成，如圖1所示。系統(tǒng)測量煙氣中顆粒物濃度、氣態(tài)污染物SO2和(或)NOx濃度、煙氣參數(shù)(包括溫度、壓力、流速或流量、濕度、含氧量等)，同時計算煙氣中污染物的排放速率和排放量，顯示(可支持打印)和記錄各種數(shù)據(jù)和參數(shù)，形成相關(guān)圖表，并通過數(shù)據(jù)、圖文等方式傳輸至管理部門[2]。

　　2.2 CEMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　CEMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括樣品采集和傳輸裝置、預(yù)處理設(shè)備、氣體分析儀器、數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備以及其他輔助設(shè)備等。根據(jù)CEMS測量方式和原理的不同，CEMS由上述全部或部分結(jié)構(gòu)組成[2]。

　　3 有CEMS供電解決方案

　　該發(fā)電廠固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用抽取式CEMS，CEMS用電負(fù)載主要有：分析儀表1套、就地工控機(jī)1套、數(shù)采儀1套、環(huán)保數(shù)據(jù)平臺1套、煙氣抽取管路伴熱帶1套、煙塵儀表1套、濕度儀表1套。已有的CEMS供電方式采用脫硫系統(tǒng)熱工配電柜提供的電源供電，熱工配電柜雖然采用一路廠用電電源和一路交流保安電源兩路電源供電，兩路電源采用雙電源自動切換裝置(ATS)實(shí)現(xiàn)了自動切換，但兩路電源切換時間較長(約1～2 s)，無法實(shí)現(xiàn)對CEMS的不間斷供電。已有的CEMS供電方案如圖2所示。一旦正常電源進(jìn)線出現(xiàn)故障，在切換到備用電源時，將造成CEMS重要設(shè)備、分析儀表重啟;CEMS重啟后需要執(zhí)行初始化程序，其間將中斷數(shù)據(jù)的采集、分析和傳輸。

　　根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5153—2014)，按照CEMS內(nèi)部負(fù)荷的性質(zhì)和重要性進(jìn)行分類，將CEMS內(nèi)部負(fù)荷分為交流不停電負(fù)荷(0I類負(fù)荷[3])和交流保安負(fù)荷(0III類負(fù)荷[3]);0I類負(fù)荷包括：分析儀表(1 kW)、就地工控機(jī)(0.5 kW)、數(shù)采儀(0.5 kW)、環(huán)保數(shù)據(jù)平臺(0.5 kW)，合計2.5 kW;0III類負(fù)荷包括：煙氣抽取管路伴熱帶(3.5 kW)、煙塵儀表(3 kW)、濕度儀表(0.5 kW)，合計7 kW。

　　為了提高已有的CEMS供電可靠性，提出了以下兩個方案：

　　方案一：按CEMS負(fù)荷的性質(zhì)和重要性分組供電，0I類負(fù)荷為一組，0III類負(fù)荷為另一組。0III類負(fù)荷供電方式保持不變，仍由原熱工配電柜提供電源供電;0I類負(fù)荷由新增在線式UPS裝置[4]供電，在CEMS配電箱進(jìn)線斷路器上增加一只微型斷路器(iC65H-C25A/2P)，為在線式UPS裝置提供AC220 V電源輸入，在線式UPS裝置輸出為0I類負(fù)荷供電，容量選擇為5 kVA。CEMS供電改造方案一如圖3所示。

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