CEMS常见故障分析与对策

CEMS常见故障分析与对策

李勇

陕西煤业化工集团神木煤化工产业有限公司，陕西 榆林 719300

Analysis and Countermeasures of CEMS Common Fault

LI Yong

Shaanxi Coal Industry Chemical Group Shenmu Coal Chemical Industry Co., Ltd., Yulin 719300, China

摘要：随着我国科学技术的迅速发展，烟道烟气排放连续监测系统已逐步应用于工业生产中，可对工业生产中的烟气进行连续监测，监测时可监测二氧化氮、二氧化硫、氧气、一氧化氮、烟气流量、烟气压力、烟气温度、天气湿度等有关参数，从而保证工业生产中排放的烟气各参数的浓度符合国家环保部门规定的标准。本次研究中主要在基于分析非分光型红外线监测系统对烟气中的二氧化硫、一氧化氮等重要参数进行采样分析的基础上，对CEMS在应用中出现的常见故障进行分析，并结合实际情况提出了具体的解决策略。

With the rapid development of science and technology in our country, the continuous monitoring system of flue gas emission has been gradually applied in industrial production, the continuous monitoring of flue gas in industrial production can monitor nitrogen dioxide, sulfur dioxide, oxygen, nitric oxide, flue gas flow rate, flue gas pressure, flue gas temperature, weather humidity and other related parameters, so as to ensure that the concentration of flue gas emission parameters in industrial production conforms to the standards prescribed by the national environmental protection department. Based on the analysis of the non-spectrophotometric infrared monitoring system, the CEMS of sulfur dioxide and nitric oxide in flue gas is studied the common faults in the application are analyzed, and the specific solutions are put forward according to the actual situation.

关键词：CEMS；常见故障；策略分析

CEMS; common faults; strategy analysis

【中图分类号】X831 【文献标志码】A 【文章编号】

1 引言

在工业生产中所应用的烟气排放连续监测系统又被称之为Continuous Flue Gas Emission Monitoring System，其简称是CEMS。这套监测系统主要用于监测烟气中的二氧化硫、一氧化氮、烟气温度、烟气湿度等，并通过将监测数据进行收集、整理，实时传送至当地的环境检测监测部门。通过应用烟道烟气连续排放监测系统便可以对工业生产中经过脱硝、脱硫处理后的烟气进行检验分析，确保烟气中含有的污染物质达到国家的可排放标准，同时该套检测装置也可以监测出工业生产体系的脱硫和脱硝效率，因此CEMS监测系统在我国工业生产中具有举足轻重的地位^[1]。

2 非分光型红外线分析仪测试基本原理

烟道烟气排放连续监测系统在应用中主要是采用非分光型红外分析仪，红外线分析仪在生产中主要通过对物质的光辐射选择吸收性进行判断，进而分析烟气中所含有污染物的浓度。我国工业生产中锅炉燃烧产生的烟气主要为混合气体，该混合气体中存在着不同的组分物质，且这些物质分别吸收不同的红外线波带，由于组分物质的浓度不同，因此其吸收红外线辐射能量的大小也具有一定的差异性。当红外线通过样气时，辐射便会被样气吸收，在这个过程中样气自身的能量场便会发生波动，非分光型红外线分析仪便会根据波动对不同组分的浓度进行检测。

采用非光型红外线分析仪在检测的过程中如果需要扩大检测及信号值，那么便可以通过扩大检测器电容的方式增加检测器信号值，此外再通过对比较气体和测试气体在一定周期下交互导入，就可以通过检测仪器对这两种气体所吸收红外线的差值进行判断。同时，检测仪器在对气体所吸收红外线差值检测过程中不会出现零点漂移，因此并不需要在砌体检测过程中开展光学调整。除此之外，通过应用非分光型红外线分析仪还可以使用光分离器将光源红外线划分为反射光和透射光，这样便可以更好地测试混合气体中的二氧化氮、二氧化硫这两种成分

^[2]。

3 CEMS故障分析及具体处理方法

3.1 分析仪样气预处理系统

分析仪样气的预处理系统在气体分析中主要承担着除尘、除水、测温度、压力调节等一些任务，这样便可以使预处理后的样气温度、压力和流量恒定，确保分析仪可以在监测中保持较长周期的安稳运行，并且在监测过程中还需要对分析仪预处理系统进行良好维护，这样才可以提高样气检测精准性。

3.2 分析仪样气中的水分危害分析

在使用分析仪进行样气检测值，对检测氧气的要求需要其不带水分且气体较干，这样才可以保证样气检测过程中，各个组分的含量检测结果合理。如果在气体检测中，样气中含有大量的水分，那么不仅会影响到仪器的检测精准度，同时也会对检测装置产生较大的损害，样气中含有水分主要产生的危害有以下几点：第一，在检测过程中若样气含有大量水分，那么气体的伴热效果较差，如果在冬季进行检测，水分便会使检测装置中的气路发生冻结，导致分析仪无法进行采样；第二，在检测过程中如果水分随着样气进入分析仪，那么水分便会冷凝在测量晶片上，进而导致分析仪的测量精准性降低；第三，在检测过程中样气中的水分较多，会使二氧化硫、一氧化氮等气体溶解，气体在溶解后产生的溶液会腐蚀仪器管路，此外还会使分析仪的检测准确性下降^[3]。

3.3 分析仪样气中的水分处理方法

在对分析仪样气中的水分进行处理的过程中，首先需要对进入仪器的样气进行预处理操作，等到样气符合检测标准后，再进入分析仪中进行检测。这主要由于在工业生产环境中，生产环境温度、压力不断地发生变化，这就会使烟气中的混合成分也在不断地发生变化，导致各组分溶解于水的程度及含量也在发生变化，在检测过程中如果压力不稳定，那么样气的流速就会随着压力而发生变化，这样便会导致样气在预处理系统中由于不稳定造成气体的密度发生变化，进而导致仪器出现测量误差。

为了进一步降低在对烟道气体检测过程中水汽带来的影响，就需要在检测过程中，对进入分析仪器内的样气进行预处理，通过伴热保温的处理技术，保证管道内的样气在运输过程中不会发生冷凝。同时，还需要通过采用电子冷却器对样气进行事先预处理，确保样气在处理后达到水、气分离的标准，再通过对样气进行过滤转化后，输送至分析仪器中进行分析。

4 CEMS典型案例分析

4.1 典型案例一

在对样气进行分析的过程中，发现分析仪器机柜内部过滤纸出现明显带水，且分析仪器内部去雾气在吸水后发生变黄，导致分析仪器无法正常开展工作。出现这一现象的主要原因来自于样气中带有大量水分，导致过滤气体的滤纸片中粉尘和水分结合，使得滤纸片失去作用。此外由于驱雾器变黄便会增大烟道负压参数，当烟道负压参数大于采样负压时，烟道样气探头就无法进行正常的采样工作。这时工作人员需要在第一时间将分析仪停运，改变分析仪内部烟道负压大小。此外还需要将分析仪开关打到维护档，使分析仪在不同规格浓度的信号下保持持续预热，等达到工艺条件后再开始检测。在冬季对样气进行检测的过程中需要考虑到排水捕捉器是否发生破裂，这时需确认在对气体进行校正的基础上，保证活塞已经关闭，确保排水捕捉器内部水分排干。

4.2 典型案例二

在检测过程中，实时传送数据给环境监测部门的远传机上方显示的压力、温度和流速等数值不变，并且随着工艺负荷的变化，相关参数也未发生变动。导致气体在检测过程检测数值不变的主要原因，可能是由于流速测试器采用一次探头进行取样测量，同时在取样测量过程中采用PLC多参数功能盒对采用数据进行接收和发送。该设备在进行中将实时数据进行信号转化，便可以传送到远传机上，工作人员在对烟道烟气排放连续监测系统中的采样探头进行检查的过程中，若发现采样探头未堵塞、气路未泄漏。但是，多功能参数盒的参数输出电压小于自身限定值，那么可以基本判断传感器、多功能参数盒出现故障不能正常工作。这时工作人员便需要对烟气监测系统中的多功能参数盒进行及时更换，这样便可以使远传机上方的流速、温度、压力等数据监测恢复正常，并将监测的数据限定在一定范围内^[4]。

5 结语

在我国的工业生产中，为了确保烟气中所含有的污染物排放符合我国的相关环保标准要求，通过运用CEMS对烟气污染物中的各个参数进行检测是当前环保工作中的必备设备。通过使用该套烟气检测设备可以在检测多种气体的基础上，提高测量范围，且该设备还具有反应快、测量精度高等一系列优点，通过良好的日常维护便可以为烟气排放连续监测系统的稳定运行提供保障。

【参考文献】

[1]唐伟.CEMS系统常见故障分析及对策[J].科研,2016(07):82.

[2]杨丽.脱硫CEMS常见故障分析及提高可靠性措施[J].房地产导刊,2014(33):132-132+149.

[3]刘艳.CEMS气态污染物监测冷干法应用中常见问题及分析处理[J].黑龙江环境通报,2017(02):32-33.

[4]陶志成,陈益辉.CEMS在催化裂化装置烟气脱硫单元的典型故障分析与处理[J].化工自动化及仪表,2019(03):233-234.

作者简介：李勇（1983-），男，陕西榆林神木人，本科学历，初级，从事安全环保工作研究。