排放分析儀幫助管理發電廠
背景
1999年由能源電力資源公司 (EPR) 委託和操作,塞特福德發電廠已有淨 38.5MW 生產能力,產生的電力足以供應數以千計的家庭。工廠是歐洲最大型的畜糞廢物燃燒發電廠。所有工廠原料是生物質,由可持續來源而得來。相比燃煤發電廠,工廠明顯對於對抗全球暖化作出貢獻。
工廠產生約有 40,000 公噸的燃燒灰燼是有市場,出售作纖維肥料,含高磷、碳酸鉀和微量元素。
燃燒過程出來的熱用來產生蒸汽,推動渦輪機來產生電力,輸出當地分佈網絡。由工廠出來的排放經小心控制燃燒便有效減低。不過,工廠亦為微粒操作袋式過濾器系統,注射重碳酸鹽進入廢氣流中來消除酸氣,例如氯化氫和硫酸。
用於排放監測的 FTIR
塞特福德發電廠根據環保許可證操作,工廠有需要向英國環境局提供連續監測數據,包括氯化氫、二氧化硫和總有機化合物 (TOC) 之半小時和每日平均數。一氧化碳、氮氧化物和灰塵的監測數據亦向局方報告。
Quantitech 提供和安裝取得 MCERTS 認證的 Gasmet FTIR 分析儀來作連續監測所有氣相體排放。不過,塞特福德操作第二台 Gasmet FTIR 分析儀來確保不會出現昂貴的停工期。EPR 集團環保經理 Kevin Williams 說:『我們原先購買便攜式 Gasmet DX4000 分析儀來作緊急後備,DX4000 的核心測量成份與 Gasmet CEMS 的是一樣,所以兩台分析儀同時操作,讓我們都有隨時候命的後備。』
Gasmet CEMS 採用 FTIR 光譜儀來獲取排氣的紅外光譜,首先干涉儀收集樣本訊號的干涉圖,干涉儀同時測量所有紅外頻率來產生光譜,從光譜可取得定性定量數據。
在進程監測 FTIR 給予彈性
經歷許多年,Gasmet 已建立延伸的 FTIR 參考光譜庫,現可同一時間定量50種氣體,或辨識未知氣體。已產生的光譜可在電腦的 Calcmet 軟件重新分析,便能辨識和量化未知氣體。不過,這特點對於塞特福德發電廠並不重要,因為雖然原料所含水份有明顯轉變,但化學成份不會改變。所以,展望在監測時遇到的主要問題是測試對於進程控制有影響的參數,以及那些現場環境許可證的特定參數。
Gasmet FTIR 技術被塞特福德發電廠選上,是因為它能同時監測多種氣體。操作隊伍主管 Richard Bloomfield 說:『系統已有很好表現,只需很少的保養。每天只需數分鐘以氮氣作零點標定 (背景) ,而且是全自動。水份標定至少每年做一次,但在正常情況下無需其他標定。』
為進程控制作氣體監測
Richard 說:『Gasmet 分析儀是我們的眼睛和耳朵;對於燃燒室內條件,為我們提供近乎實時資訊。我們在控制室內有屏幕顯示最新趨勢和即時數據,所以我們可作出行動來確保優化燃燒效能,而使我們能遵循排放限。』
這裡有些工具為控制燃燒程序而設。例如,能夠調節給料速度、管道分佈、管道速度以及由下 (第一階段氣) 和由上 (第二階段氣) 而來的氣流。
工廠每日 24 小時,每星期7日操作,所以控制室人員是輪班工作。Paul Dunthorne 已在工廠工作超過 15 年,初時以兼職夜間工人受雇。他以這方式在公司工作,現已在管理工序上有豐富經驗。他說:『我喜歡這份工作。初時需時去學習控制工序,但氣體測量的好處是讓我們可以對工序作出改變,並且看到行動的效果,是很值得的。』
每日出現新挑戰
『我們亦希望工序在下一間交接後,仍運作順暢,每日都要面對給料的變化所帶來的新挑戰。』
Nick Gooden 負責操作儀器。他說:『如果 CEMS 開始出現不正常數據,便會試圖歸咎於分析儀,但是因有兩台相同的 FTIR 系統,我們發現第二台分析儀也絲毫不差地顯示相同讀數,便幫助我們分辨真正問題所在。』
Quantitech 的 Dominic Duggan 作總結:『塞特福德安裝 Gasmet FTIR 分析儀的主要原因是為了遵循環保許可證。不過,這當然已達到,而投資多項參數排放監測得來的主要回報是工序得以監控。』
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