摘要：隨著國家對環境保護越來越重視，政府有關部門對火力發電企業的固定污染源煙氣排放的監管日趨嚴格，排放標準也在逐步提高。因此，尋求一種更為可靠的CEMS供電方式迫在眉睫?，F以提高某發電廠CEMS的供電可靠性為出發點，通過分析、對比幾種CEMS供電方案的優缺點，最終確定并成功應用了一種可靠的CEMS供電方案。
關鍵詞：CEMS;供電可靠性;廠用電;交流保安電源;UPS
0 引言
為積極貫徹《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，加強對固定污染源煙氣排放的監測監管力度，提高固定污染源煙氣排放連續監測管理水平[1]，中華人民共和國環境保護部于2017年底發布了《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)排放連續監測技術規范》(HJ 75—2017)及《固定污染源煙氣(SO2、NOx、顆粒物)連續排放監測系統技術要求及檢測方法》(HJ 76—2017)等技術標準，對煙氣排放連續監測系統(以下簡稱CEMS)的技術性能、運行要求等加以規范。同時，各地環保部門明確要求：必須在火力發電企業煙囪上安裝CEMS，以實現對出口煙氣中SO2、NOx、顆粒物排放進行連續的監測監管。因此，為了實現對火力發電企業固定污染源煙氣排放進行連續的監測監管，對CEMS連續運行的穩定性和數據傳輸的準確性提出了更高的要求。想要保障CEMS連續運行的穩定性和數據傳輸的準確性，火力發電企業及其設計單位必須認真研究、分析CMES的供電需求，設計一種安全、可靠的供電方案，從而避免因CEMS供電故障造成設備停運、監測數據丟失、環保數據傳送中斷等，導致火力發電企業的電價補貼受到影響，甚至受到政府有關部門的行政處罰。
本文主要針對某發電廠已有發電機組進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，最終確定并成功實施其中一種安全、可靠的CEMS供電方案。
1 工程概況
某發電廠#3和#4發電機組(2×660 MW)已有配套建設的脫硫系統采用單元制配置，一爐一塔的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統的設計排放性能指標為：粉塵排放濃度≤25 mg/Nm3，SO2排放濃度≤50 mg/Nm3。該發電廠在2017年進行了脫硫、除塵超低排放一體化改造，改造要求設計排放性能指標為：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，每套脫硫系統原煙氣和凈煙氣各安裝了一套CEMS，分別安裝在脫硫系統原煙道和凈煙道上。超低排放改造后，脫硫系統原煙道和凈煙道安裝的CEMS利舊，作為內部考核用;在煙囪上新增一套CEMS，以滿足超低排放監測要求，將監測數據上傳至當地環保部門實時監管，并作為發電廠廢氣排污費、脫硫電價、脫硝電價、除塵電價及超低排放電價補貼的核算依據。因此，煙囪上新增的CEMS供電可靠性要求更高。
2 CEMS系統組成及結構
CEMS是指連續監測固定污染源顆粒物和(或)氣態污染物排放濃度和排放量所需要的全部設備[1]。
2.1 CEMS系統組成
CEMS由顆粒物監測單元和(或)氣態污染物SO2和(或)NOx監測單元、煙氣參數監測單元、數據采集與處理單元組成，如圖1所示。系統測量煙氣中顆粒物濃度、氣態污染物SO2和(或)NOx濃度、煙氣參數(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)和記錄各種數據和參數，形成相關圖表，并通過數據、圖文等方式傳輸至管理部門[2]。
2.2 CEMS系統結構
CEMS系統結構主要包括樣品采集和傳輸裝置、預處理設備、氣體分析儀器、數據采集和傳輸設備以及其他輔助設備等。根據CEMS測量方式和原理的不同，CEMS由上述全部或部分結構組成[2]。
3 有CEMS供電解決方案
該發電廠固定污染源煙氣排放連續監測系統采用抽取式CEMS，CEMS用電負載主要有：分析儀表1套、就地工控機1套、數采儀1套、環保數據平臺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)實現了自動切換，但兩路電源切換時間較長(約1～2 s)，無法實現對CEMS的不間斷供電。已有的CEMS供電方案如圖2所示。一旦正常電源進線出現故障，在切換到備用電源時，將造成CEMS重要設備、分析儀表重啟;CEMS重啟后需要執行初始化程序，其間將中斷數據的采集、分析和傳輸。
根據《火力發電廠廠用電設計技術規程》(DL/T 5153—2014)，按照CEMS內部負荷的性質和重要性進行分類，將CEMS內部負荷分為交流不停電負荷(0I類負荷[3])和交流保安負荷(0III類負荷[3]);0I類負荷包括：分析儀表(1 kW)、就地工控機(0.5 kW)、數采儀(0.5 kW)、環保數據平臺(0.5 kW)，合計2.5 kW;0III類負荷包括：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負荷的性質和重要性分組供電，0I類負荷為一組，0III類負荷為另一組。0III類負荷供電方式保持不變，仍由原熱工配電柜提供電源供電;0I類負荷由新增在線式UPS裝置[4]供電，在CEMS配電箱進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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