隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題日益凸顯。尤其近幾年霧霾加劇,引起社會(huì)各界持續(xù)關(guān)注。國(guó)家為改善大氣環(huán)境,加強(qiáng)對(duì)火電、鋼鐵等行業(yè)煙塵濃度排放監(jiān)管,出臺(tái)了一系列標(biāo)準(zhǔn)文件。為達(dá)到國(guó)家頒布的煙塵濃度排放標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)各大發(fā)電企業(yè)開(kāi)展了燃煤機(jī)組超低排放改造工作。然而改造后的含塵煙氣會(huì)出現(xiàn)低塵、低溫、高濕等情況。因此準(zhǔn)確有效監(jiān)測(cè)改造后煙氣顆粒物濃度,成為在線監(jiān)測(cè)裝置研制的主要困難。本論文針對(duì)超低排放改造后煙氣顆粒物濃度在線監(jiān)測(cè)問(wèn)題,完成了以下工作:1.通過(guò)對(duì)比分析不同煙塵濃度測(cè)量方法,明晰光前向散射法在超低濃度煙塵在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。2.為進(jìn)一步了解光散射法測(cè)量顆粒物濃度的原理,對(duì)光散射理論以及顆粒物濃度反演進(jìn)行了推導(dǎo)分析。3.開(kāi)展在線監(jiān)測(cè)裝置的整體方案設(shè)計(jì),主要包括采樣系統(tǒng)、測(cè)量單元以及電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì):(1)設(shè)計(jì)一套具有抽取加熱、全程伴熱功能的采樣系統(tǒng),包括預(yù)處理單元、伴熱管線、真空泵以及回氣單元。為保證裝置測(cè)量的代表性和穩(wěn)定性,采用大流量等速取樣的方式將含塵煙氣從煙道中導(dǎo)出。并且采樣探頭選擇直管45°切口式設(shè)計(jì),內(nèi)置加熱棒加熱飽和濕煙氣,消除液滴對(duì)測(cè)量的影響。伴熱管線對(duì)輸送過(guò)程中的加熱煙氣進(jìn)行保溫處理,防止煙氣中水蒸氣冷凝�；貧鈫卧捎肧型皮托管設(shè)計(jì),在回氣的同時(shí)還可測(cè)量煙道內(nèi)煙氣流速。(2)測(cè)量單元包括測(cè)量?jī)x表、測(cè)量室以及吹掃風(fēng)機(jī)。為滿足超低濃度測(cè)量要求,裝置采用基于光前向散射法的顆粒物濃度測(cè)量?jī)x表。并介紹了對(duì)測(cè)量單元采取的保溫和吹掃設(shè)計(jì)。4.電氣控制系統(tǒng)基于工控機(jī)控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)。其中,工控機(jī)控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采集、處理、顯示、存儲(chǔ),對(duì)等速取樣的控制和S型皮托管的反吹控制等;溫度控制系統(tǒng)的主要作用是對(duì)采樣煙氣的加熱和保溫。兩大系統(tǒng)共同保證裝置連續(xù)在線測(cè)量的穩(wěn)定。5.首先通過(guò)對(duì)裝置進(jìn)行模擬低濃度煙塵測(cè)試,并與濾膜稱(chēng)重法測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了裝置在模擬低濃度煙塵條件下測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。然后通過(guò)對(duì)測(cè)量裝置進(jìn)行一系列現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,并根據(jù)與手工取樣法濃度測(cè)量結(jié)果的對(duì)比,說(shuō)明裝置可以真實(shí)地反映煙道內(nèi)煙塵濃度,驗(yàn)證了本論文設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)裝置的可行性。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：X851;TM621
【部分圖文】：

與我國(guó)保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策相背馳，引發(fā)社會(huì)各界對(duì)大氣霧霾的主要成分包括二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒加重霧霾天氣的罪魁禍?zhǔn)�。大氣中可吸入顆粒物的來(lái)源包源，即大自然中發(fā)生的自然現(xiàn)象，主要包括火山爆發(fā)釋放為源，即產(chǎn)生于人類(lèi)生產(chǎn)生活，主要包括燃料燃燒過(guò)程中車(chē)尾氣中的含鉛化合物等；第三類(lèi)，混合源，主要指在自下排放的顆粒物，以揚(yáng)塵為主。其中以工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中燃灰為主要來(lái)源[1]。家統(tǒng)計(jì)局能源司發(fā)布的《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》[2]（2013-20到 2016 年，我國(guó)能源消耗總量逐年略有上升，煤炭消耗結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生大的變化，依舊是以煤炭為主，占能源消耗 1-1 所示為 2013-2016 年中國(guó)能源消耗總量以及各類(lèi)能源

A：機(jī)動(dòng)車(chē)煙（粉）塵排放量；B：城鎮(zhèn)生活煙塵排放量；C：工業(yè)煙（粉）塵排放量；D：廢氣中煙（粉）塵排放量圖 1-2 2013-2015 年全國(guó)廢氣中煙（粉）塵排放情況的主要成份是未經(jīng)燃燒的炭粒，還含有少量的二煙塵粒徑較小，可長(zhǎng)期飄浮在空氣中，對(duì)人體健1）煙氣顆粒物被吸入人體，根據(jù)每個(gè)人體質(zhì)的不

器、真空泵、流量計(jì)、S 型皮托管和差壓變送器等。加熱元件和溫度傳感器用于煙氣溫度的加熱和測(cè)量；變頻器用來(lái)控制真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)其抽取流量的控制；流量計(jì)用來(lái)測(cè)量真空泵的抽取流量；S 型皮托管連接差壓變送器用來(lái)測(cè)量采樣點(diǎn)處煙氣流動(dòng)方向的壓力差，并以此來(lái)計(jì)算煙道內(nèi)煙氣的實(shí)際流速。3.3.1 預(yù)處理單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)處理單元主要由采樣嘴、加熱元件、加熱腔、采樣控制閥以及出氣口等組成。針對(duì)彎管式采樣探頭直徑�。�4-12mm）、易堵塞的特點(diǎn)，預(yù)處理單元中采樣探頭的設(shè)計(jì)選用直管 45°切口式設(shè)計(jì)。在確定采樣探頭直徑時(shí)，由于本裝置選用的真空泵的額定功率為 145m3/h，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的煙氣流速范圍，選擇合適的管徑，計(jì)算公式如式 3-1 所示。優(yōu)勢(shì)在于是相同流速條件下，傳統(tǒng)彎管式采樣探頭取樣流量（1-10m3/h）的數(shù)十倍，可以減小因取樣流量太小和取樣偏差帶來(lái)的測(cè)量誤差。采樣探頭的設(shè)計(jì)如圖 3-2 所示，彎管式采樣探頭如圖 3-3 所示。
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本文編號(hào)：2873039