美國電力行業(yè)中NOx, O2, SO2 采樣和分析儀器使用現(xiàn)狀
撰稿人：J. Ron Jernigan, P.E.,DEE
美國熱電公司空氣質(zhì)量部法規(guī)經(jīng)理
本文依據(jù)EPA（美國環(huán)保署）頒布的第75號法案酸雨監(jiān)測項目的要求，簡要介紹美國電力行業(yè)對氣體排放監(jiān)測技術(shù)的選擇。
本文涉及污染源連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)源自EPA2003年第四季度EDR（電子數(shù)據(jù)報告）資料。
污染源連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)、設(shè)備概況
自1993年初，電力行業(yè)中有超過3000個新增污染源連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
采樣技術(shù)
? Dilution-Extractive Systems稀釋抽取法
– In-Stack 煙道內(nèi)部
– Out-of-Stack 煙道外部
? Extractive Systems完全抽取法
– Cold/Dry 冷干法
– Hot/Wet熱濕法
? In-Situ Systems直接測量法
– Across-Stack線測量
– Point點測量
采樣方法 SO2儀器總數(shù)
(1,045 臺) SO2分析儀
所占比例 NOx儀器總數(shù)
(3,193 臺) NOx分析儀
所占比例
稀釋抽取法 920 88.0 1,508 51.5
完全抽取法 104 10.0 1,357 47.2
直接測量法 21 2.0 46 1.3
Part 75 CEMS Sample Acquisition Methods 75號法案允許采樣方法
所有1,045 臺SO2分析儀安裝在燃煤鍋爐上。
相對于非稀釋抽取法，有 920臺（88％） SO2 分析儀及 NOx 分析儀選用稀釋抽取法，其原因是稀釋抽取法是帶濕測量，即煙氣口氣體排放流量計同時有效提供濕度流量值，這樣省去數(shù)據(jù)修正中另外使用濕度儀的支出，并可相對非稀釋抽取法節(jié)省50％－100％的維護(hù)費(fèi)用。
無論是點測量還是線測量，在美國電力行業(yè)中采樣直接測量這種采樣方式的并不常見，其原因是它與稀釋抽取和非稀釋抽取法比較而言，被證明穩(wěn)定性差并且運(yùn)行費(fèi)用高。在1,045 臺SO2 分析儀中僅有21臺選用直接測量法。在3,193 臺NOx 分析儀中僅有46臺選用直接測量法。
煙道內(nèi)部稀釋探頭采樣法
稀釋探頭采樣法
采用稀釋法，其采樣流量通常為100立方厘米/分鐘，而非稀釋探頭采樣流量大約是3500立厘米/分鐘，因而，稀釋法相對于非稀釋法不容易發(fā)生探頭過濾器堵塞，減低維護(hù)費(fèi)用。
稀釋探頭采樣法不需要加熱采樣管；而非稀釋探頭采樣法需要高額的加熱采樣管線，而且容易階段性的損壞。加熱管損壞會引起管路堵塞從而增加維護(hù)成本。
稀釋探頭采樣法不需要除濕設(shè)備，因而無需增加購置濕度儀的成本及其居高的維護(hù)費(fèi)用，而除濕設(shè)備的損壞會因濕度增加產(chǎn)生樣氣結(jié)露并腐蝕而導(dǎo)致分析儀故障。
稀釋采樣法不象非稀釋采樣法那樣需要使用采樣泵及若干個流量控制閥，從而在另一方面為減低運(yùn)行成本提供了空間。
經(jīng)過稀釋后的干凈空氣進(jìn)入分析儀器，降低了分析儀器內(nèi)部腐蝕的可能性。
比起污染源分析儀器，環(huán)境分析儀器被認(rèn)為是可靠性更強(qiáng)且日常維護(hù)量低，而采用稀釋技術(shù)就
可以使我們在工業(yè)企業(yè)中使用具有高穩(wěn)定性能的環(huán)境分析儀器。
稀釋探頭采樣法
稀釋探頭法使用干燥過濾后的零氣（稀釋氣）及從煙道中抽取的樣品氣，該樣品氣由噴射器（包含文丘里管）來抽取。
采用稀釋探頭法，樣品氣在進(jìn)入分析儀器前已經(jīng)經(jīng)過稀釋（稀釋比通常選擇在100：1至250：1之間），從而避免了儀器在環(huán)境溫度下產(chǎn)生的結(jié)露現(xiàn)象。同時，樣品氣進(jìn)入分析儀之前不需要先除濕，樣品氣仍為帶濕氣體。
采用稀釋探頭法，煙氣排放口的流量計可以提供帶濕煙氣流量值，因而不再需要為數(shù)據(jù)修正提供額外的濕度計。
稀釋空氣凈化系統(tǒng)