火電廠煙氣脫硝CEMS系統異常情況分析及改進研究

李登峰

摘 要：本文將詳細介紹火電廠煙氣脫硝CEMS系統，并針對該系統的異常情況，提出加強電源配置、完善器件密封性、安裝報警系統及校正測試儀器四項煙氣脫硝CEMS系統的改進措施。通過煙氣脫硝CEMS系統的排放與監測，可完善火電廠的整個生產過程，有效實現其煙氣脫硝，不但能改善周遭的環境污染，還能使火電廠中的能源獲得最大化應用，促進能源發展。

關鍵詞：火電廠;煙氣脫硝CEMS系統;異常情況;改進措施

中圖分類號：TM628 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）06-0144-02

0引言

煤炭能源在我國生產中占據較重要的地位，因煤炭燃燒而產生的污染物較多，火電廠大多以煤為主，且其用煤量占我國煤炭總量的70%，隨著經濟的發展，電力要求的提升，相關部門引入了煙氣脫硝CEMS系統，通過該系統的發展與建設，有效控制了火電廠帶來的環境污染，保障了電力建設。

1火電廠煙氣脫硝CEMS系統介紹

1.1儀表

煙氣脫硝CEMS系統中的儀表較為重要，其主要使用光譜氣體分析儀，該儀器可采用吸收光譜法，在分析的過程中，其可同時開展多個組分的分析工作。該儀器還能測試多項氣體的濃度，以分析其濃度是否超標，如氮氧化物、氧氣等，并帶有數字通訊與自動診斷功能，使用該儀器的優勢為穩定性強、精度準，且打開儀器后，其預熱時間通常只需5分鐘。

1.2監測系統

煙氣脫硝CEMS系統中同樣含有監測系統，在該系統中，可測試其氣態污染物的含量，以了解其污染狀態，而通過該監測系統，也能有效測出其煙氣排放指數，通過該系統的監測，相關技術人員可了解火電廠的污染狀況與空氣指數的變化。

1.3樣品處理單元

針對樣品處理單元，其內部的分析儀可承載火電廠的干凈程度、流量、溫度及壓力，并能及時處理火電廠煙道中的氣體。該儀器通常負責冷凝除水、抽取樣品，再經過蠕動泵將其排出，此后再對其實行精密過濾，進而保證其過濾精度不到0.5um。火電廠中的技術人員要定時或定期對儀器進行零點以及量程標定，與此同時，還要適當調節流量，進而保證儀器中的流量進度[1]。

1.4數據處理系統

對于數據的處理、收集與傳輸，在煙氣脫硝CEMS系統中含有系統的數據處理系統，在其機柜中，一般都安裝一個較小的PLC，其主要作用為控制系統中的反吹、脫水與抽氣等工序，同時還能有效處理現場分析表中的信號，其生產時產生的數據通常由PLC途徑通訊接口，再由該接口傳送到系統中，進而有效收集相關數據。在采集部分中，還有一臺工業PC，其內部包含著數據處理的相關軟件，通過該軟件可快速、準確地處理相關數據信息。

2火電廠煙氣脫硝CEMS系統異常時產生的問題

2.1安裝過短

在火電廠實際生產過程中，依照煙氣檢測技術的要求，系統安裝需預留出較長的位置，但多數火電廠由于煙道比較短，因而經常產生電源問題，該問題已成為當前火電廠的普遍問題。在煙道過短的情況下，其流量或煙塵的探頭安裝很難設置在合理位置上，對其探頭的使用也會帶來不利影響。基于其不合理的安裝位置，煙氣數據的計量與收集也會有較多不足。因煙道內部煙氣流動方向的不確定性，該系統的安裝位置的不同會導致測量結果的不同，并且對煙塵的影響也比較大，因煙道中顆粒物分布極不均勻，且其流量也會隨著安裝位置的變化而發生改變，也會對流量數值的準確性產生較大影響。因而特定的采樣位置很難具備代表性，其數據也不能將煙氣濃度及顆粒物含量真實的狀態體現出來。

2.2管路及探頭污染

煙氣脫硝CEMS系統雖能將部分煙氣有效吸收與洗滌，但在煙囪入口處仍存在含有水分的煙氣，除霧器并不能將所有的霧滴除去，且水滴中還帶有氨鹽、氨氣、二氧化硫等物質。此類型的煙氣在流過CEMS探頭及取樣管路的過程中，由于其內部含有的水霧或水珠，高溫干結后，會附著于取樣管路中，造成探頭污染，產生阻塞，進而影響采樣結果[2]。

2.3缺乏報警裝置

在進入煙囪前，正常煙氣的排放通常為134℃，在室外，經過布置與取樣管路以后，其散熱溫度會有效降低。由于煙氣中一般含有水汽，若外部的溫度小于露點溫度，其水汽會產生凝結，進而形成液體。

技術人員將管線實行伴熱，其目的在于利用加熱管對煙氣進行一定的保溫，切記其抽取的煙氣已全面除塵。與此同時，使煙氣保持不結露，將其輸送到干燥裝置中進行除濕，并發送其到分析單元，針對氣態污染物的濃度進行仔細分析。但若伴熱管線中的電源出現些許問題，在管線中的煙氣會顯現結露腐蝕的采樣管，其分析儀會被嚴重腐蝕。由于報警裝置的缺乏，使問題不能被及時發現，從而導致事故的擴大，比如煙氣中的取樣管路過熱，使電纜形成短路，進而產生爆炸。

2.4儀器測量問題

CEMS系統現場測試中，分析儀出現零點和量程漂移的現象較多，究其原因，分析儀在零點標定的過程中，其數據并不準確，待標定結束以后，其分析儀中的畫面顯示NO值為-8。不論CEMS系統或大氣空間中內有無NO，該分析儀中畫面數據顯示都不應產生負數。通過相關檢查與調查后發現，其原因為NO沒能將其尾氣排出，再加上CEMS系統空間不大，在該CEMS系統空間中發現留有殘余的NO氣體，因而在分析儀測試標定時，會出現其NO值并不為0，甚至比0還大。若技術人員將其標定為0，會使分析儀中的數據有效偏低。通常來講，應將NO的尾氣全部排出，在CEMS系統空間中，無殘留的NO氣體，進而將環境因素引起的儀表誤差降到最低。

3火電廠煙氣脫硝CEMS系統出現異常時的改進措施

3.1加強電源配置

若因CEMS系統安裝位置太短而產生的相關數據測量的問題，一方面，技術人員可設置一套較為完整的CEMS系統，由于煙道過短，而產生的數據測量出入的相關問題，技術人員可檢測火電廠內爐子的探頭與相關分析儀，經過相關數據測試后，得到準確的位置信息，再將其組成一套全新的CEMS系統，使煙囪入口的數據與相關位置一致，有利于火電廠的運行、管理與生產。

另一方面，在系統安裝的過程中，除了要安在正確的位置防止配置不合理外，還要注意其電源的配置，位置安裝合理的情況下，也有可能產生斷電現象，其原因在于安裝時電源未穩定，由于過去火電廠的電源大多為MCC，因而火電廠可將電源置換成UPS，其電源更加穩定與安全，有力保障生產中的安全與正常運轉。

3.2改進取樣管路及探頭裝置

為了降低取樣管路及探頭污染帶來的影響，技術人員應改進取樣管路及探頭裝置，其取樣管路及探頭內部可設有煙塵反吹裝置，并增加清理探頭和沖洗取樣管路的頻率，及時對其清理，既能使探頭變得更加潔凈，又能延長其使用壽命。此外，火電廠管理人員可設置專門的清理人員，在不使用時，也要定期檢查并清理，如清理的頻率可在每周兩到三次，進而有效降低取樣管路堵塞及探頭污染的概率。

與此同時，探頭污染的原因還來自于CEMS系統的空間較小，因而導致其抽氣泵等器件容易損壞，且更換頻率較為頻繁。因此，技術人員在清理取樣管路及探頭的同時，也要檢查CEMS系統內的其他設備如抽氣泵、氧傳感器、氧變送器及電磁閥等是否完好正常，若空間具備密封性，確認后可重新設置電纜，進而更為合理的建立CEMS系統。

3.3安裝報警系統

一方面，針對相關電纜短路問題，為了避免電纜在伴熱時發生短路現象，機組在停運時，其煙氣排放的監測系統一定要及時斷電，而伴熱電纜的終端部分應立即實行絕緣措施，將伴熱電纜終端置放在恒溫箱以外。技術人員需重新對伴熱電纜進行測算，包含其限流器中的容量與電源的開關，與此同時，還要及時安裝相關漏電的保護裝置，技術人員將其他電纜與取樣管分別敷設入控制柜，使機柜進一步得到完善與修正。而針對進線電纜中的孔洞也要進行防火封堵。

另一方面，針對不完善的報警系統，管理人員需采取相應措施，設置科學、合理的報警系統。基于此，正常煙氣的排放需顯示反應器的溫度，相較于室外的管路，其散熱溫度會急速降低，且煙氣帶有水汽，因而其溫度比露點溫度低時，就會形成水汽凝結，進而產生液體。伴熱管線在該環境中的作用，即利用加熱管保溫抽好的煙氣，并由溫控器對加熱電源進行控制。管理人員可將把溫度設置在160度左右，當溫度低于此溫度時，就會自動將加熱器電源聯通。但若現場的溫控器出現故障，或溫控器中的熱電阻遭受故障時，就會使加熱電源失去效果。若形成煙氣結露，其問題會更加嚴重。因此，為了改善伴熱電源的相關問題，火電廠需安裝報警裝置，使報警系統得到完善。

3.4維護測試儀器

針對CEMS系統中的數據測試儀器問題，相關管理人員應大力開展日常維護工作，首先，技術人員需每日前往CEMS設備系統處，在檢查期間要在該系統周圍設置一些通風小孔，因為SO2、NOx等氣體都會給人身體留下較大的傷害。在檢查的過程中，需留意空氣中的氣味，若發現空氣中帶有異味，應及時檢查管路的泄漏情況，或電器元件的過熱程度，甚至相關器件是否存在燒損的情況。與此同時，針對各項儀表的情況也要及時巡檢記錄，若發現問題，可及時檢修或更換。其檢測的內容包含運行工況、數據傳輸情況、設備或儀器運行情況等，如果發現異常需及時維護。針對工況變化也需時刻關注，若工況并未發生改變，則標定相關儀器;若發生數據上的變化，則應及時分析與檢查采樣路徑與應對電路。

其次，火電廠的管理人員日常需對儀表進行基礎性維護，其維護的主要內容包含接頭是否出現松動，若出現松動，技術人員要及時加強與緊固，并用手觸碰相關儀器，如抽氣泵，檢查其是否工作正常，出現異常時，需立即對其停機維護。針對風扇出口，巡檢人員應將其手置于風扇冷卻處，若正常工作可繼續檢測。同時，管理人員還要進行反吹氣罐的檢查，應定期把氣罐內的水排出氣罐，檢測儀表中的系統氣路連接是否存在漏氣現象，若出現漏氣，將會對氣罐的反吹產生較大影響。

最后，管理人員需定期檢測電磁閥的動作是否正常，若電磁閥不產生動作，需及時檢查相關原因，氣路是否存在堵塞或電磁閥有無損壞，如果顯示損壞，管理人員應立即將電磁閥更換。針對煙氣的相關參數，其皮托管需半年做次清潔，以清除皮托管內的油污與積灰等。此外，管理人員還需做好設備檢修記錄與設備運行記錄，并設置較為科學的設備維護檔案。針對設備檢修情況、維修維護、監測數據及系統運行狀況，進行詳細記錄。其維護記錄通常為四份，即巡檢臺賬一份、檢查臺賬一份、標定記錄臺賬一份與缺陷臺賬一份。

4結語

綜上所述，煤炭屬我國較為重要的能源，使用效率的高低直接影響著我國的工業生產效率，為了改善火電廠煤炭能源使用的現狀，技術人員積極引進煙氣脫硝CEMS系統，但在使用過程中會出現些許問題與異常，在查找出問題后，技術人員對其加以改進，促進了我國火電廠的發展。

參考文獻

[1] 賀曉陽.CEMS系統在齊魯熱電廠脫硫脫硝中的應用[J].齊魯石油化工，2018，46（2）：148-151.

[2] 佟旭澤，張煒，王鵬飛.超凈排放脫硫CEMS系統的優化[J].內燃機與配件，2017（24）：161-162.