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燃煤電廠安裝煙氣在線連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)SO2、NOx和煙塵等污染物的排放進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)和控制，既減少對(duì)環(huán)境的破壞，同時(shí)也能提高機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，因此做好煙氣污染物排放控制工作，保證電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定可靠地運(yùn)行尤為重要。

一 CEMS系統(tǒng)組成 

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)是由煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)組成。

CEMS的組成設(shè)備按照安裝布置分為煙道現(xiàn)場(chǎng)部分和儀器間部分，煙道部分儀器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測(cè)儀、煙氣溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流速儀。儀器間設(shè)備包括：煙氣預(yù)處理裝置、煙氣分析儀、工控機(jī)、空壓機(jī)、標(biāo)氣瓶等。

二 工藝過程

CEMS系統(tǒng)現(xiàn)多采用直接抽取法對(duì)煙氣進(jìn)行取樣，經(jīng)三級(jí)濾塵/濾油處理，再經(jīng)除濕系統(tǒng)去除煙氣中的水分，預(yù)處理之后的煙氣進(jìn)入分析儀表。SO2和NOx一般采用非分光紅外氣體分析技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，O2則通過電化學(xué)法的傳感器來測(cè)量，測(cè)量值在儀表上顯示，同時(shí)上傳到數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(DAS系統(tǒng) )。

煙塵、流速、溫度、壓力等傳感器直接安裝在測(cè)量點(diǎn)位置，采用插入探頭方式直接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果也傳送到DAS系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)通過RS-485總線將現(xiàn)場(chǎng)各路采樣數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理后存入數(shù)據(jù)庫并實(shí)時(shí)顯示和上傳到檢測(cè)中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、打印、傳輸?shù)裙δ?，達(dá)到連續(xù)準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測(cè)目的。

三 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常見故障分析 

以某熱電廠煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的典型故障為例，其運(yùn)行故障主要體現(xiàn)在樣氣預(yù)處理系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件方面的故障。具體分析如下：

(一)樣氣預(yù)處理系統(tǒng)故障

01

取樣管及探頭易堵塞，使進(jìn)入分析儀組件的樣氣流量不足，引起測(cè)量值偏差取樣管由煙道插入，通過法蘭連接取樣探頭引出煙氣，探頭有濾芯，用來過濾煙氣中的煙塵。由于取樣探頭與煙道連接處的法蘭部分沒有保溫裝置，樣氣從煙道抽取后經(jīng)探頭濾芯時(shí)溫度下降，煙氣中的水汽易析出，而此處樣氣尚未進(jìn)行過濾，水與樣氣中的灰結(jié)合形成腐蝕性物質(zhì)，易越結(jié)越大，從而堵塞取樣管且腐蝕法蘭和取樣探頭。

采取措施：采用配備加熱裝置的取樣探頭，探頭通過取樣管采集管路中的樣氣，濾芯對(duì)樣氣的粉塵進(jìn)行一級(jí)過濾后，利用加熱器對(duì)樣氣進(jìn)行加熱，使煙氣溫度控制在150~200℃間，保證在露點(diǎn)溫度之上，防止樣氣中的水分出現(xiàn)凝結(jié)。同時(shí)需定期對(duì)濾芯、法蘭和伸入煙道的取樣管進(jìn)行清理疏通，加強(qiáng)反吹效果，并保持吹掃氣壓為0.6MPa。

伴熱取樣探頭結(jié)構(gòu)原理圖

02

除水效果不佳，影響煙氣分析儀正常運(yùn)行

除濕系統(tǒng)的作用是快速分離樣氣中的水氣并把冷凝水排出，盡最大可能地降低樣氣中的含水量，使進(jìn)入分析儀組件的樣氣為干燥氣體。一般由冷凝器、采樣泵、蠕動(dòng)泵和相關(guān)的報(bào)警和控制部件構(gòu)成，除濕系統(tǒng)中的主要故障為：

1)冷凝器制冷效果不理想，樣氣中含有大量的水分沒有被分離，分析儀過濾器及流速表中有水珠存在，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)損壞分析儀。采取的措施是在樣氣進(jìn)入過濾器前加裝一個(gè)阻水器 , 阻擋過多的水分被帶進(jìn)分析儀。同時(shí)提高伴熱溫度，降低冷凝器的溫度，從而提高樣氣與冷凝器的溫度差，加強(qiáng)水分的凝結(jié)，避免分析儀內(nèi)進(jìn)水。

2)蠕動(dòng)泵管老化變形，失去彈性作用，易形成堵塞，使冷凝水不能及時(shí)排出，造成出口樣氣大量帶水，影響抽吸單元和分析組件的正常運(yùn)行。其次蠕動(dòng)泵管破裂，大量空氣進(jìn)入樣氣，也會(huì)影響分析組件測(cè)量的準(zhǔn)確性。在日常維護(hù)中應(yīng)定期檢查、更換蠕動(dòng)泵管。

03

煙氣分析儀測(cè)量結(jié)果誤差偏大

系統(tǒng)中出現(xiàn)上述部分故障，將導(dǎo)致分析儀測(cè)量結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)不符，誤差偏大。此外煙氣分析儀的定期標(biāo)定和標(biāo)定時(shí)所用標(biāo)氣的有效期也會(huì)影響分析儀的測(cè)量結(jié)果。

在系統(tǒng)投入運(yùn)行初期階段，分析儀測(cè)量參數(shù)呈逐漸增大的趨勢(shì)，尤其是SO2和NOx測(cè)量數(shù)據(jù)達(dá)到1500mg/m³左右。這是由于沒有定期對(duì)分析儀進(jìn)行標(biāo)定，造成分析儀工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，導(dǎo)致誤差越來越大，測(cè)量結(jié)果嚴(yán)重失真。按照分析儀標(biāo)定步驟，進(jìn)行標(biāo)定后，各測(cè)量參數(shù)顯示在正常范圍。

因此在日常巡檢維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)定期對(duì)分析儀進(jìn)行標(biāo)定，降低分析儀的測(cè)量誤差。一般建議煙氣分析儀配備一個(gè)二位二通的調(diào)零電磁閥，電池閥得電時(shí)切斷樣氣、標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)入，失電時(shí)常態(tài)樣氣進(jìn)入、標(biāo)準(zhǔn)氣切斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣分析儀的定期標(biāo)定。

其次，CEMS系統(tǒng)使用的標(biāo)氣（一般為N2）不應(yīng)超過有效期。CEMS系統(tǒng)的標(biāo)氣主要用于對(duì)煙氣分析儀的定期標(biāo)定，標(biāo)氣的濃度是一個(gè)已知的固定值，每一種標(biāo)氣都有有效期，超過有效期后，標(biāo)氣的濃度發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確標(biāo)定分析儀器。

（二）系統(tǒng)軟件方面故障

01

屏蔽效果不佳，系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障系統(tǒng)運(yùn)行過程中曾發(fā)生有參數(shù)瞬間全部為“0”的現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生此種現(xiàn)象時(shí)，煙氣分析儀顯示測(cè)量結(jié)果正常，對(duì)PLC模塊進(jìn)行電腦測(cè)試，顯示參數(shù)也正常。而且通訊電纜完好無損，插頭接觸良好，但此種現(xiàn)象多有發(fā)生，因此懷疑是電纜屏蔽不好。待重新剝電纜、接電纜、接屏蔽后，此故障現(xiàn)象不再發(fā)生。

02

分析儀內(nèi)量程參數(shù)與軟件內(nèi)相應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的量程不一致

分析儀內(nèi)量程參數(shù)與軟件內(nèi)相應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的量程不一致，會(huì)導(dǎo)致監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確 ，因此需做相應(yīng)的量程修改。根據(jù)生產(chǎn)流程的工藝要求和實(shí)際工況情況，進(jìn)行量程修改。具體做法是進(jìn)入分析儀的顯示菜單，進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，查詢分析儀的量程設(shè)定值，根據(jù)實(shí)際需要修改其設(shè)定值；或者是在軟件系統(tǒng)下，以管理員用戶登錄進(jìn)入“系統(tǒng)設(shè)置”項(xiàng)目，將對(duì)應(yīng)監(jiān)測(cè)參數(shù)的量程修改與分析儀一致即可。

03

報(bào)表不能正常打印

系統(tǒng)在正常運(yùn)行中，數(shù)據(jù)卻不能正常調(diào)用，月報(bào)表無法按照要求打印，必須在系統(tǒng)重啟以后，重新打開DAS系統(tǒng)，才能夠顯示數(shù)據(jù)。經(jīng)過與廠家調(diào)試人員了解情況后，得知此種現(xiàn)象是由于系統(tǒng)軟件版本低，運(yùn)行不穩(wěn)定造成的，待程序進(jìn)行升級(jí)后，系統(tǒng)運(yùn)行一切正常，以上故障得以消除。

四 結(jié)語

通過對(duì)燃煤電廠煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中常見故障及異常情況進(jìn)行分析，并采取了相應(yīng)的處理措施和改造方法，有效的降低了煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障率。同時(shí)加強(qiáng)CEMS系統(tǒng)的日常維護(hù)和定期檢修，確保系統(tǒng)組件工作正常，既能減少備件的損壞消耗和儀表的運(yùn)行成本，也使系統(tǒng)運(yùn)行可靠性得到大幅提高。

來源：工業(yè)過程氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)