脫硫煙氣在線監測系統典型故障分析與處理

大唐韓城第二發電有限責任公司 劉應寬

脫硫煙氣在線監測系統典型故障分析與處理

大唐韓城第二發電有限責任公司 劉應寬

隨著新環保法的執行以及近年來國家對環保的重視程度的加強，脫硫的檢查越來越嚴格,連續自動監測系統（CEMS）不僅是為了讓運行人員了解脫硫運行參數是否正常，而且關系到繳納排污費、脫硫電耗等經濟指標，更是環保核查的重點檢查環節。因此，連續自動監測系統（CEMS）的正常、可靠、良好的運行是適應當前環保形勢，應對環保檢查的必要條件。

脫硫煙氣；在線監測；處理

我公司二期脫硫CEMS采用的是雪迪龍生產的SCS—900，系統主要組成部分入圖1，CEMS由氣態污染物(SO2、NOX、CO、O2) 監測，煙塵(顆粒物)監測，煙氣參數(流速、溫度、壓力、濕度等)監測，數據采集、傳輸與處理4個子系統組成。氣態污染物采用非分散紅外原理進行測量，測量方法為抽取式；煙塵采用激光后散射法測量，煙道單側安裝，通壓縮空氣保護鏡頭；CEMS的測量參數進人脫硫裝置的分散控制系統(DCS)，用于脫硫工藝控制和脫硫效率計算，并通過專門的環保數據采集儀，向當地環保部門和省電力調度中心傳送環保數據。

圖1

1 針對在運行及維護過程出現的典型故障，分析總結如下所示

1.1 取樣管線伴熱不良

若要取樣管內水以氣態形式存在其溫度必須保持在135℃左右，由于二期脫硫凈煙氣溫度為76℃左右，且煙氣的含水量較高（冬季尤為明顯），當取樣管線伴熱不好導致水汽的冷結，使SO2產生結露損失, 導致測量結果偏低。另外，探頭處伴熱不良，煙氣中水汽凝結，加上煙塵中的粉塵較多，容易造成取樣探頭堵塞。

針對措施：1）采用數字表加固態繼電器溫控，保證了管線伴熱可靠。確保取樣探頭及取樣管線的溫度必須保持在130℃左右。2）由于取樣管路較長，而實際測量溫度點在靠近儀表側的取樣管路這上，曾出現過溫度顯示正常，而實際取樣管路不熱的現象，在巡檢時對取樣管路及伴熱認真檢查。3）每六個月清洗一次采樣管線，以防止管線的堵塞。如果，煙塵較多應縮短管線清洗的周期。

1.2 煙氣預處理故障

煙氣預處理單元中，冷凝裝置是關鍵設備，一般冷凝器控制溫度應保持在3～5℃，冷凝單元的作用是通過樣氣溫度的驟降，分離并盡最大可能地快速降低樣氣中的含水量并排出，使進入分析儀的樣氣為干燥氣體。預處理系統發生故障主要為：一是冷凝器故障，不制冷或制冷效果差，水氣不能正常冷凝排出，導致分析儀有進水的風險；二是預處理存在泄漏，如冷槍破損、接頭不嚴；三是蠕動泵故障以及排水管路堵塞造成抽水不暢造成冷凝水不能及時排出；四是，蠕動泵管長時間使用，泵管老化，破損泄漏。

針對冷凝器制冷效果不好，我們對脫硫CEMS進行改造，將原單冷凝器改為雙冷凝器，增強制冷效果，確保煙氣中的水汽盡量快速冷凝、排出。同時應經常檢查冷腔及排水管是否有堵塞，蠕動泵排水是否正常。定期更換蠕動泵管。

另外，當環境溫度達到30℃以上時，冷凝器在高溫環境下散熱效果差，有可能造成電機過熱保護動作而停止工作，冷凝器長期運行在高溫環境下，故障率很高，使用壽命也大大降低。因此，維持CEMS小室溫度在20℃左右，對于降低CEMS的故障率，使之準確測量是極其必要的。

1.3 分析儀發流量低

分析儀正常流量在1.2～2 mL/min，流量過低不能滿足測量，并且分析儀有流量低報警提示。流量低的原因可能為流量調節閥被誤關；探頭過濾器堵塞或者泵工作不正常導致。還有可能為在取樣泵出口至分析儀表之間的取樣管路存在泄漏。

針對以上幾種可能存在問題進行檢查及處理，首先對取樣管路的氣密性進行檢查（根據氣路原理圖），檢查是否存在漏氣，檢查取樣套頭是否存在積灰現象，如果處理后仍沒效果，清理取樣泵膜片并檢查取樣泵的出力情況。處理結束仍存在流量低報警，可能為取樣管路堵塞，用壓縮空氣進行反吹，將取樣管路恢復。另外，取樣泵出力不夠，也會造成流量低報警，一般清理取樣泵膜片積灰即可恢復正常。

1.4 反吹系統故障

反吹系統的作用是保證濾芯正常工作，由于煙氣中含有一定量的粉塵，煙氣通過濾芯后變成樣氣，正常的濾芯應盡最大可能地降低煙氣中的含塵量，濾芯工作一定時間后必然會堵塞，當壓縮空氣質量不好時， 反吹反而加速濾芯的堵塞并使樣氣中帶入更多的水氣，致使樣氣流量降低，并溶解部分SO2。

我們對壓縮空氣加裝了空氣過濾器，并定期疏水，保證壓縮空氣的干燥潔凈，避免探頭處積灰

1.5 氧氣含量異常

首先在儀表中檢查氧電池電勢，當低于6mV時報警，提示維護，低于5mV時，則分析儀報故障。氧量偏高一般情況下是因為有空氣進入取樣管路中，在消除故障的過程中檢查樣氣取樣回路，確認氣密性完好。另外，探頭吹掃電磁閥閥關閉不嚴，也會導致吹掃空氣漏入樣氣管路，導致分析結果不準確。大，折算濃度是評價煙氣污染物是否超標排放的依據。

氧量的測量對污染物的折算濃度影響很大，折算濃度是評價煙氣污染物是否超標排放的依據。氣體取樣管路的氣密性是保證氧量測量準確的關鍵因素，否則將會導致造成實際過剩空氣系數變高，折算后的二氧化硫和氮氧化物排放濃度也變高。

1.6 保護過濾器異常

發現保護過濾器變色或積水，應立即檢查探頭加熱及取樣管加熱是否正常及壓縮機冷凝器、蠕動泵工作是否正常。如出現保護過濾器異常不及時處理，將可能造成取樣管線的堵塞。清洗的工作量將加大。

為及時發現保護過濾器積水，在過濾器底部增加報警裝置，如果濾杯內積水，將觸發報警，提示需要更換濾芯或檢查系統水汽大的原因。

1.7 粉塵顯示異常

在維護中經常發現粉塵顯示偏大或者大范圍波動，首先檢查粉塵儀鏡片是否存在積灰及有水汽存在，檢查光源是否正常，并對粉塵儀進行零位及量程的標定。同事還要檢查吹掃氣源是否正常，壓縮空氣品質是否合格。目前4號脫硫出口粉塵儀采用的儀表為3個方向吹掃，大大的減少了鏡片積灰次數。

1.8 分析儀檢測結果誤差偏大

測量結果誤差偏大的原因與分析儀的定期標定和標定時所用標氣的有效期有直接關系。CEMS系統分析儀器的標定誤差偏大，甚至出現誤差超過50%的現象。主要原因是標定不及時，造成分析儀器誤差越來越大。其次CEMS系統使用的標氣超過有效期。CEMS系統中的標氣主要用于對分析儀器的定期標定，標氣的濃度是一個已知的固定值，每一種標氣都有有效期，超過有效期后，標氣的濃度發生變化，不能準確標定分析儀器。

1.9 流速吹掃電磁閥異常

運行中CEMS參數多次周期性的波動，每次波動間隔大約為4小時左右（系統吹掃時間設置為4小時）。檢查中發現在吹掃時控制柜內所有隔離柵全部瞬時斷電，然后恢復正常。分析波動是由于系統吹掃引起的，對吹掃電磁閥逐個檢查，發現流速吹掃電磁絕緣不好，在吹掃時造成系統瞬時斷電（ 流速吹掃電磁閥的電源來自控制柜內經隔離變轉換來的24V電源，與控制柜內隔離柵使用同一電源），查明原因后更換控制電纜。同時增加電源模塊將電磁閥電源與隔離柵電源隔離。

1.10 數據上傳率低

CEMS數據經數據傳輸儀無線傳輸至省環保平臺，用作排污量的核算，并以此為基準來核算排污費和環保電價。由于CEMS儀表及傳輸儀所在位置信號不好，經常存在丟包現象。針對此現象，我們增加信號放大器，用于增加CEMS小室內的限號強度，調高數據傳輸的有效率。

2 結束語

根據對CEMS系統運行維護得出的經驗，只要加強預處理系統的日常和定期維護，確保樣氣預處理系統工作正常，分析儀故障率會大幅下降，在掌握其使用方法的同時，要提高問題的故障判斷和處理水平，縮短處理問題的時間，同時根據頻發故障積極查找原因，提出改進方案，確保CEMS系統正常穩定運行，提供真實可靠的環保數據。

[1]國家環境保護總局HJ/T76－2007,固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求檢測辦法[M]．北京:中國環境科學出版社,2007．

[2]劉改平．煙氣連續監測系統在火力發電廠的應用[J]．西北電力技術,2006,34(1):30-32．

[3]王森,符青靈．儀表工試題集:在線分析儀表分冊[M]．北京:化學工業出版社,2006:180-188．

[4]湯文全,袁強．煙氣在線監測系統在火力發電廠的應用[J]．電力自動化與儀表,2003,24(4):48-49．