脱硫烟气连续监测 CEMS系统的故障处理

脱硫烟气连续监测 CEMS系统的故障处理

沙智勇

国家能源集团谏壁发电厂，江苏 镇江 212000

摘要：近年来，随着国民经济的快速增长促使电力事业的迅猛发展，由燃煤所带来的大气污染问题日益严重,为控制污染加剧,国家环保部门对燃煤电厂污染排放要求越来越高，大型火电厂必须安装脱硫设备，并规定火力发电锅炉必须装设符合《HJ／T75-2007》要求的固定污染源排放烟气连续监测CEMS系统，将实时、准确、可靠的数据传送至电力调度中心及环保部门，作为污染排放监控用。

关键词：脱硫烟气；连续监测CEMS系统；故障处理

引言

现有的脱硫烟气连续在线多污染物监测系统主要由气态污染物监测系统、颗粒物监测系统、烟气排放参数测量系统、数据采集处理系统四个部分组成。脱硫烟气连续在线多污染物监测系统通过采样和非采样方式，测定烟气中颗粒物浓度、气态污染物浓度，同时测量烟气温度、烟气压力、烟气流速、烟气湿度等参数，具有数据显示、报表打印、历史查询等功能，并通过数据采集系统将数据传输至固定污染源监控。由于国家对环保越来越重视，CEMS必须运行稳定、所测参数必须准确可靠，因此对CEMS的维护消缺也更加重要，在此对CEMS维护中常见的一些故障进行一些总结，供大家参考。

1脱硫烟气连续在线多污染物监测系统工作流程

脱硫烟气连续在线多污染物监测系统的工作流程大致包含了采样、测量、数据传输及控制维护四个部分。采样环节，主要由相应的探头，在采样区域的烟道上方，连续性抽取区域内烟气，通过初次过滤，使用专用的管线对其进行加热，在烟气温度到达150℃左右时，采取保温措施，将其输送，从而避免在运输过程中出现结露情况，降低采样结果的真实性。烟气运输到达后，将其送入烟气预处理装置，使得烟气充分过滤、干燥后冷凝，并针对冷凝处理后烟气的腐蚀性残液进行收集，最后将干燥完成后的洁净烟气送往气体分析设备进行检测。在脱硫烟气连续在线多污染物监测系统中，一般多使用紫外线法或者不分光式红外法对烟气中SO2的浓度进行检测，用不分光红外法方式对烟气中的NOx成分进行检测，使用电化学法对烟气的氧含量进行测量，针对烟尘含量使用浊度法，针对烟气流速使用皮托管法，针对空气湿度使用计算法及露点法。

通过不同方法，充分掌握烟气中各类成分的含量，为脱硫烟气连续在线多污染物监测系统提供参考。数据的传输过程中，将之前所分析的烟气中SO2、O2、NOx等成分的含量数据进行整理，并使用相应的数据采集传输设备，使用有线及无线等技术手段，给监控的终端设备传递数据。现有广泛使用到的数据传输技术，包括GPRS、光纤、3G网络等，所有的通信技术，其通信协议均满足最新的《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》。数据的控制维护过程中，主要利用脱硫烟气连续在线多污染物监测系统的对应可编程逻辑控制器以及工业控制中常用到的计算机控制技术进行工作。

2颗粒物监测系统CEMS系统故障分析及处理对策

2.1烟尘发射端与接收端镜片沉积污垢

烟道原烟气侧为正压，入口烟尘发射端与接收端通过厂用仪用压缩空气提供吹扫气源，通过过滤减压阀控制气源压力为0.4Mpa，另外过滤掉仪用压缩空气的水份和油份。当过滤减压阀长周期使用时，过滤芯老化，不及时更换会造成烟尘仪镜片污垢沉积，进而影响发射端红外光的透射。烟道净烟气侧为负压，出口烟尘发射端与接收端通过吹扫风机提供气源，吹扫风机配备空气过滤芯，由于吹扫风机露天放置，空气过滤芯长周期使用时，积灰严重，不及时清理也会造成烟尘仪镜片污垢沉积，进而影响发射端红外光的透射。以上问题均可采取实施定期工作清理污垢。

2.2烟尘发射端与接收端对光偏移优化

浊度法测量的烟尘仪安装时需保证发射端观察到的闪烁红外线光点在观察孔圆心处，因烟道受热的变形及烟道流场振动等因素影响均会导致红外光点偏离圆心，进而影响烟尘的测量误差，可将烟尘仪安装支架加固并安装牢固，同时定期标定烟尘仪，避免该问题的发生，保证光心稳定对准，降低缺陷率。

3气态污染物监测子系统故障分析及处理对策

3.1采样管线系统故障分析

3.1.1采样器故障报警处理

为了保证采样器干燥，不堵塞，采样器具有恒温加热装置，加热温度通过温控仪或温控表一般控制在120℃~150℃之间，当采样器温度超出120℃~150℃之间，将输出报警接点，使采样泵停止工作。可通过更换加热棒或温控仪得到处理。

3.1.2采样管线故障报警处理。

烟气采样管线内有伴热带，通过采样管线内的温度元件与机柜内温度控制表将采样管线的温度控制在120℃~150℃之间。否则将输出报警接点使采样泵停止工作。可通过更换温度元件或温控仪表得到处理。

3.2冷凝器故障分析

一般冷凝器控制温度应保持在3～5℃，系统发生故障主要为：一是冷凝器故障，不制冷或制冷效果差，水气不能正常冷凝排出，导致分析仪有进水的风险；二是蠕动泵故障以及排水管路堵塞造成抽水不畅造成冷凝水不能及时排出；三是，蠕动泵管长时间使用，泵管老化，破损泄漏。针对冷凝器制冷效果不好，我们对脱硫CEMS进行改造，将原单冷热交换单元改为双冷热交换单元，增强制冷效果，确保烟气中的水汽尽量快速冷凝、排出。同时应经常检查冷腔及排水管是否有堵塞，蠕动泵排水是否正常，定期更换蠕动泵管。另外，当环境温度达到30℃以上时，冷凝器在高温环境下制冷效果差，使用寿命也大大降低，同时达不到制冷效果会触发温度报警导致采样泵停转保护设备，可检查CEMS小室温度是否正常，一般可通过调整小室内空调，降低小室温度，维持CEMS小室温度在20℃左右。

3.3分析仪故障分析

分析仪常见故障形式表现为氧量偏高（SO₂、NO_X 显示偏低）和氧量变化反应迟缓。

3.3.1氧量偏高（SO2、NOX 显示偏低）

主要原因为采样回路泄露。可采取分段检查。先检查冷凝器蠕动泵排水是否正常，如蠕动泵排水明显减少，可更换蠕动泵。并对冷凝器各个接头进行检查。其次可检查采样泵进口接头是否用生料带接紧，采样泵腔室是否有老化，如有则更换采样泵。再次可检查除湿器是否老化泄露。最后可检查采样器探头各接头是否接紧。

3.3.2氧量变化反应迟缓

使用电化学法对烟气的氧含量进行测量，当氧电池老化后会造成氧量变化反应迟缓。当氧量变化迟缓时可以测量氧电池两段电压，正常情况下电压应大于12mv，当电压过低时氧量变化反应迟缓，此时更换氧电池即可。

4数据采集系统故障分析及处理

数据采集系统直接向网上发送数据，其工作的稳定性非常重要。而数据采集系统曾存在数据发送不稳定、中断率较高的问题。通过在数据采集系统增加数据补发功能，当通讯中断时，工控机继续采集数据并进行自动存储，一旦通讯正常后，未发送的数据将补发出去。另一方面，因工控机故障导致数据丢失，通过增加数据采集冗余系统，当主工控机故障时，可利用冗余工控机的数据进行补发，同时定期分时段重启主从机，降低工控机死机的概率，防止数据丢失。

5结语

综上所述，随着脱硫烟气连续在线多污染物监测技术的普遍应用，该技术已经逐渐成为了电厂采取脱硫措施进行排气控制的重要组成部分，同时也成为了环保管理部门对电厂等存在烟气污染的企业进行监督管理的重要手段之一。随着环保要求的不断提高，对烟气排放连续监测系统的新技术、新设备也将不断出现，对CEMS的维护还需要不断学习、不断总结。

参考文献

[1]杨威．烟气在线监测系统（CEMS）在环境管理中的应用研究[D]．大连理工大学，2013．

[2]常虹．烟气排放连续监测系统的分析与改进[D]．华北电力大学，2011．

[3]吴涛．CEMS系统验收监测存在问题的探讨[J]．环境科技，2010，（2）．