淺析TH—890煙氣排放連續監測儀應用與維護

金衛東

摘 要：隨著國家對企業污染物排放的嚴格控制，用于監測污染物排放濃度及排放總量的煙氣監測設備層出不窮，根據現場維護運行經驗針對TH-890 CEMS的應用維護進行分析。

關鍵詞：CEMS 固定污染物顆粒 氮氧化物 SO

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（a）-0091-02

“十二五”期間我國將加大節能減排力度，電力行業成為節能減排的主戰場，火電廠煙氣污染物排放受到嚴格的控制。過去的幾年中全國各大火電廠投入了巨大的人力物力來降低煙氣污染物排放。為了能對污染源大氣污染物排放濃度及排放總量進行連續檢測，給各級環保部門監督檢測污染物排放濃度及排放總量提供科學依據，煙氣連續排放監測系統（CEMS）被廣泛的應用于各火電廠及冶金化工等行業。

1 TH-890 CEMS的組成

TH-890 CEMS分別由氣態污染物監測子系統、顆粒物監測子系統、煙氣參數監測子系統和數據采集處理與通訊子系統組成。

（1）氣態污染物監測子系統：主要用于監測氣態污染物SO2、NOX等的濃度和排放總量。

（2）顆粒物監測子系統：主要用來監測煙塵的濃度和排放總量。

（3）煙氣參數監測子系統：主要用來測量煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量、煙氣濕度等，用于排放總量的積算和相關濃度的折算。

（4）數據采集處理與通訊子系統：由數據采集器和上位機構成，實時采集各項參數，生成各濃度值及折算濃度，生成日、月、年的累積排放量報表。

2 TH-890 CEMS的原理及日常維護故障分析

TH-890 CEMS是將煙氣通過加熱采樣器進行過濾后經過氣體制冷器除去樣氣中水分，抽至氣體分析儀測定室后利用分散紅外技術測量煙氣中的SO2、NOX、O2濃度，并使用煙塵測量儀來對固定污染源顆粒污染物的濃度在線連續測量。

2.1 氣體分析儀

氣體分析儀的測量是依據不同的原子構成的分子在紅外線波長區域吸收光譜，且其吸收強度遵循Lambert-Beer定律的原理，計算出相應的SO2、NOX、O2濃度。

2.1.1 氣體分析儀的常見的故障分析

由于進入分析儀測定室的樣氣要求潔凈干燥，所以必須對樣氣進行過濾并除去樣氣中所含水蒸氣。維護過程中要定期更換分析儀前端的過濾膜，防止水分或灰塵進入。并且要求在2～3個月，定期對分析儀作一次校準。還要定期對測定室進行清理，如果內進入灰塵或水滴，都會污損測定室的內部，結果會漂移。

赤峰熱電廠2臺135 MW循環硫化機組采用的是爐膛噴鈣的干法脫硫方式，所使用的煙氣排放連續監測儀即為TH-890 CEMS，由于電廠位于高寒地區冬季氣溫很低，煙氣含水量大因此經常造成分析儀測定室污損及排水管凍結的現象，鑒于該原因維護人員增加清理測定室頻次并給排水管路加裝伴熱帶以降低設備故障率，但由于清洗測定室后需要在干燥潔凈的空氣下放置24 h才能達到最佳效果，因此，如果頻繁清洗在一定程度上會降低了設備投入率。

運行過程中的常見故障及處理方法有：

（1）故障現象：鍋爐在正常運行工況下，分析儀上的SO2與NOX濃度減小，O2濃度接近21%，采樣流量降低。

故障原因：采樣泵故障、采樣頭堵塞、氣路漏氣。

處理辦法：首先檢查采樣泵工作是否正常，然后檢查采樣頭是否堵塞或者氣路存在漏氣等現象。

（2）故障現象：在正常運行工況下，分析儀上的SO2與NOX濃度偏高不正常，O2濃度接近21%，通入空氣分析儀上的SO2與NOX零點濃度幾乎不變。

故障的原因：說明分析儀測定室已有水蒸氣或灰塵雜物進入測定室，

處理方法：應立即檢查清理測定室。

分析儀測定室結構如圖1所示。

2.1.2 氣體分析儀的標定

氣體分析儀需定期（一周一次左右）進行標定，以保證各測量值的準確（見表1）。

2.2 采樣加熱器

采樣加熱器安裝在煙道或煙囪上，其作用是對煙道中抽取的樣氣進行加熱并對該樣氣進行第一級過濾，所以以下日常維護工作非常重要。每運轉5～6個月，更換采樣加熱器內的陶瓷過濾芯，每運轉12個月，檢查清理伸入煙道或煙囪內的采樣不銹鋼管，防止煙氣中泥漿沉積在采樣管中，影響采氣。每運轉6個月，清潔采樣氣管。

2.2.1 采樣加熱器的常見的故障分析

（1）采樣加熱溫低報警。

可能有以下幾種原因引起應根據具體情況進行檢查處理。

①溫控儀損壞（常見現象是：溫控儀上加熱溫度不顯示）。

②鉑電阻損壞。

③溫低開關損壞。

④固態繼電器損壞。

⑤加熱220v電源跳閘。

（2）采樣管或采樣氣管堵塞，解決的辦法有。

①更換過濾芯。

②吹掃采樣氣管和采樣管。

（3）除此之外在日常的巡視過程中應加強對抽氣泵、空壓機以及系統氣密性的檢查，從而保證抽氣管路暢通。例如赤峰熱電廠使用TH-890 CEMS的使用過程中常出現泥漿、雜物、以及冬季結冰導致采樣頭堵塞的現象。

2.3 氣體制冷器的原理與維護

氣體制冷器由壓縮機和防腐蝕熱交換機組成，是對進入分析儀的采樣氣體制冷，達到除去采樣氣體中水分的功能，經過冷卻后凝結的水經過蠕動泵排出。

在日常維護檢修過程中出現顯示數值不穩定且閃爍，可能由于系統干擾，應檢查接地線是否接觸不良。

3 煙塵測量儀

煙塵測量儀是基于煙塵粒子的背向散射原理對固定污染物顆粒進行連續測量的，激光器發出的670 nm束以一個微小的角度射入排放源，激光束與煙塵粒子作用產生散射光，背向散射光通過接受系統進入傳感器轉變成電信號進行處理。endprint

3.1 煙塵測量儀的日常維護及常見的故障分析

定期清潔煙塵鏡頭與風機中的過濾器。正常情況下，每季度檢查一次型煙塵測量儀，如經首次檢查發現儀器環境惡劣，不能滿足要求，需經常更換空氣過濾器，則需要改變常規的維護時間，根據實際情況而定。在正常維護時，僅僅光學窗口需要清潔，清潔液為50%的酒精和蒸溜水的溶液，酒精要用化字純級的，注意不要用含有油的酒精，用含有油分的酒精溶液清潔光學窗口時，當酒精揮發掉時仍有殘留的油分。當光學窗口表面被煙塵弄臟時，必須進行清潔，否則會影響測量結果的準確性。清潔系統有一個空氣過濾器，保證灰塵不進入光學頭。空氣過濾器要定期更換，一般每2～6個月可更換一次，要經常檢查過濾器的工作狀態，保證足夠的清潔氣。另外，要注意清潔過濾器的擺放位置，保證不讓雨水等通過過濾器時入風機及儀器內。

運行過程中的常見故障及處理方法有：

（1）正常情況下，煙塵信號為零小于1 V，信號零點漂移，可調整調零，抬高零點。

（2）可能煙塵鏡頭已污染，清潔鏡頭與風機過濾芯；

（3）煙塵電源沒有供給，檢查電源。

以赤峰熱電廠所使用的TH-890煙氣排放連續監測儀為例，經調取赤峰熱電廠2臺135 MW循環流化床機組煙塵濃度曲線發現，煙塵濃度值波動劇烈，由于 #2爐除塵系統采用電袋復合型除塵器其煙塵濃度值波動稍緩，除去由于鍋爐工況（例如鍋爐受熱面吹灰、受熱面泄露等情況）的原因，經多次觀察發現增加光學窗口的清潔頻次將大大緩解此種現象。

4 結論

隨著國家更加嚴格污染物排放標準以及脫銷的具體規定的出臺，煙氣連續排放監測儀器的技術需要不斷更新進步，需要更多有實際使用維護經驗的人提出好的建議想法，以促進煙氣連續排放監測儀器的不斷更新進步，從而為環保部門提高更加準確有力的數據對污染物排放進行監測。雖然通過我們長期生產運行的實踐讓我們對TH890煙氣排放連續監測儀的性能及在實際生產過程中的表現和優缺點有了一定的認識，但是現在擺在我們面前的是什么樣的煙氣排放連續監測儀的測量精度能夠適應國家在煙氣排放標準日趨嚴格的要求？如何使煙氣排放連續監測儀適應高含水量煙氣？如何保證進入氣體分析的樣氣室清潔？如何進一步改進排水系統、伴熱系統？等方面的問題。

參考文獻

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[2] 楊輝靜，張來華，陳冬，等.變頻器常見故障分析[J].現代商貿工業，2009（22）.endprint