固定源煙氣連續監測系統在燃煤電廠中的應用實踐

楊波龍, 閆子煜, 賀運鳴, 呂俊峰

(1.山西譽達環境監測有限公司,山西 運城 044000;2.山西省運城環境監測中心，山西 運城 044000)

1 工程概況

山西國錦煤電有限公司有一臺6 MW抽凝發電機組，兩臺35 t循環流化床燃煤鍋爐，分別于2010年3月投入運行。主機中鍋爐由濟南鍋爐廠提供，汽輪機由青島汽輪機廠提供，發電機采用空氣冷卻，由濟南發電機廠提供。鍋爐產生的煙氣經省煤器加熱后，進入三電場靜電除塵器除塵，通過爐外氨法脫硫后，經100 m高的煙囪排放。灰渣采用分除方式，干式除灰渣，綜合利用。采用濕法爐外氨水脫硫工藝，但是，煙氣比較復雜，難處理、濕度大，平時出現的故障較多。基于2015年1月1日國家新《環保法》的實施，該電廠采用固定污染源煙氣連續監測系統(CEMS)來有效監控固定污染源煙氣排放狀況。

2 CEMS系統應用分析

山西國錦煤電有限公司使用武漢宇虹環保產業發展有限公司TH-890煙氣連續排放監測系統(簡稱TH-890CEMS)。TH-890CEMS主要功能是實時監測固定污染源中的SO2、NO、煙塵的排放濃度、折算排放濃度、排放量及其他有關參數，并能夠將測量數據、測量參數傳送到企業中控室和環保管理部門。

1)污染物排放濃度測量，采用非分散紅外技術測量煙氣中的SO2、NO；采用透光度或黑度測量煙氣中固態污染物濃度。

2)煙氣參數測量采用電化學法測量煙氣中的含氧量；采用皮托管和差壓變送器測量煙氣流速；采用壓力變送器測量煙氣壓力；采用溫度變送器測量煙氣溫度。

3 CEMS運營維護及問題分析

3.1 CEMS系統采樣管路及探頭堵塞問題分析

由于氨法脫硫工藝特點，極易造成CEMS的采樣探頭與采樣管路堵塞，這給日常運維工作中遇到最多的問題。煙氣濕度大，而直接抽取法的抽氣量較大，這都會造成監測數據不準確。另外煙氣中的污染物具有很強的腐蝕性，造成分析系統相關元部件的損壞。如果系統冷凝和過濾裝置維護保養不到位，還會造成設備零部件的腐蝕，因此，運維技術人員加大巡檢頻次，調整對系統管路及采樣探頭的反吹頻次[1]。

CEMS大部分都采用采樣探頭反吹，但也有些CEMS采取采樣探頭和采樣管路全程反吹，而采樣探頭與采樣管接頭處是經常堵塞的地方，如現場工況較差，煙塵濃度較高，堵塞頻率就會大大增加，因為樣氣雖然經過探頭濾芯初步過濾，樣氣中仍然存有灰塵，而CEMS反吹時，將采樣管中的煙塵反吹到這個位置，如果不及時清理很容易造成堵塞。如果采用氨法脫硫工藝，煙氣濕度大，時間久了采樣探頭濾芯內部會出現一些結晶體，凝固在濾芯上，就會造成堵塞，而及時的清理采樣探頭，是日常運維工作中的重點。

CEMS反吹系統主要是防止采樣探頭與采樣管堵塞，出廠時系統內部都設定了反吹時間，由于系統的不同，反吹的時間和頻率也不相同，但一般都是40 min～60 min反吹一次。在實際的運維工作中，運維技術人員應根據現場工況，更改反吹頻率，防止由于煙氣中煙塵導致的堵塞。

3.2 空壓機故障及注意事項

由于反吹頻率的增加，導致空壓機頻繁啟動，就會造成啟動開關與交流接觸器發生故障，導致空壓機故障率高，這就要求使用性價比高的空壓機。活塞式注油空壓機因氣源中含有油份，相對來說較臟，造成吹掃閥、采樣管內部管路都有油附著，反吹過后CEMS切換到采樣狀態時，油分就有可能隨著樣氣進入到分析儀內部，如長時間運行，將會造成不良影響，影響測量值的準確性。

含油分的壓縮空氣進入穩壓閥，會使內部器件密封不好，如長時間運行就會造成閥體漏氣，從而增加維護量。每次巡檢維護設備時，應查看空壓機工作是否正常，反吹氣源壓力是否在0.6 MPa～0.8 MPa，經常排掉空壓杋儲氣罐里積水。如空壓杋頻繁啟動，應檢査反吹管路是否漏氣判斷方法是：關閉進氣總閥，查看氣水分離器調壓閥表頭壓力，如壓力下降很快，說明反吹管路存在漏氣，要順著管線逐段排除。

3.3 分析儀測量數據異常及常見故障的處置

分析儀測量數據異常，是運維技術人員在現場日常維護中經常遇到的問題。山西國錦煤電有限公司TH-890TH-890CEMS在實踐應用過程中分析儀測量數據異常及故障處理情況如下。

3.3.1 測量數據含氧量偏高或二氧化硫數據偏低

1)確定企業的排放工況是否變化，如果企業工況未發生變化，運維技術人員先檢查流量計是否有流量，如果無流量或流量較小，就可判斷采樣探頭或者采樣管路堵塞。

2)確定釆樣泵是否岀現問題，如樣氣中顆粒物較多，過濾裝置效果又差，就會有部分顆粒物進入采樣泵，造成采樣泵不能正常工作，導致沒有流量，如果長時間運行，還會導致采樣泵電機燒壞。

3)對系統進行氣密性檢查。a)堵住采樣泵進氣端，如果轉子流量計顯示流量為零，說明不漏氣，否則，采樣泵或進氣管接頭漏氣，這時應更換相應部件；b)用同種方法檢査采樣泵前端設備和氣路的氣密性是否良好；c)特別注意檢査蠕動泵是否漏氣。這樣可判斷是系統本身漏氣還是分析儀出現故障。

3.3.2 分析儀測量數據漂移

分析儀數據漂移是平時維護設備時經常遇到問題。在日常運維過程中，應定期校準分析儀，觀察分析儀的顯示數據是否正常，建議每半月手動標定儀器一次。運行中對分析儀數據有質疑，可通零氣和中濃度標氣，如不正常，則進行標定，標定后再通零點和滿點氣，如仍不正常，說明分析儀有問題，觀察分析儀內部電壓值是否正常，如不正常，檢查是否有水蒸氣或灰塵雜物進入檢測室造成漂移。

山西國錦煤電有限公司使用的TH-890CEMS的分析儀，是使用非分散紅外分析儀測量。數據的準確性對檢測室要求很高，如檢測室內有灰塵或水滴污損，測量結果就會有漂移現象；所以維護檢測室是平時運維工作中的重要工作。

3.3.3 分析儀測量數據與人工比對數據誤差較大

1)檢査平臺探頭和探桿腐蝕情況，防止吸附二氧化硫，排除因探頭或探杄腐蝕影響測量數據。

2)檢査伴熱管是否不加熱或局部加熱，造成采樣管線積水，吸附二氧化硫，影響測量數據。

3)檢査CEMS內部過濾裝置、冷凝系統是否正常，影響測量數據。

3.4 CEMS系統故障判別及處理

針對TH-890CEMS在應用過程中出現的故障，山西國錦煤電有限公司技術科提出了故障判別及處理措施。

3.4.1 快速修復

快速修復能夠解決TH-890CEMS的許多故障，但沒有從根本上解決問題。為了節省時間，采取快捷行動。例如，分析儀漂移超岀質量控制限時，方法是簡單的校準分析儀，問題消失。但是對于漂移原因還是需要查明，并進行故障排除。

另外，一個經常容易堵塞的過濾器，通過樣品氣體的流量逐漸減少至控制室的流量報警器報警，更換過濾器，通過樣品氣體的流量正常直到它再次堵塞。經驗表明每隔6個月更換過濾器可視為合理，而某一時段必須2個月更換過濾器，如果不考慮過濾器的成本和更換過濾器所更換的時間以及CEMS停機時間，可以頻繁的更換[2]。

3.4.2 查找問題的根源

處理TH-890CEMS或分析儀的問題，更有效的方法是找到問題的“根源”和確定問題。

1)電路問題。抽取監測系統遇到的許多問題與系統中的電器問題有關。如果電器問題嚴重，有時不得不將儀器送回CEMS的制造廠或銷售者那里進行維修，儀器的維護手冊是用于發現并維修電路和器件問題的非常好的參考資料。

2)機械問題。抽取監測系統遇到最普遍的問題是顆粒物堵塞過濾器，導致進入分析儀的樣品氣體的流量減小，損壞器件和得岀錯誤的監測數據。顆粒物堵塞過濾器可能是反吹凈化不徹底或更換過濾器的時間間隔不當引起的。只要堵塞不嚴重，用清潔空氣反吹可以改善這樣的狀況，嚴重時必須用人工清理的方法直至更換過濾器。

4 結語

山西國錦煤電有限公司在生產過程中應用氨法濕法煙氣脫硫工藝當中，煙氣比較復雜，難處理、濕度大，平時出現的故障較多。針對這一情況，該電廠采用TH-890煙氣連續排放監測系統來有效監控固定污染源煙氣排放狀況，對TH-890CEMS實際應用過程中的運營維護及故障問題進行分析闡述，給同行進行參考。