在線煙氣分析儀常見故障處理及防范

鄧光南，林灶發(fā)

（福建華電漳平火電有限公司，福建漳平 364400）

在線煙氣分析儀常見故障處理及防范

鄧光南，林灶發(fā)

（福建華電漳平火電有限公司，福建漳平 364400）

簡要介紹了煙氣分析儀的工作原理，對儀器使用過程中出現(xiàn)的幾種常見故障進行分析，對兩種重復性的疑難故障進行研究，提出了可行的改造方案及解決方法，同時提出了煙氣分析儀故障的防范措施。

煙氣分析儀；故障分析；排除方法；故障防范

煙氣分析在火力發(fā)電、化肥、水泥、石油化工、冶金行業(yè)占有重要地位。不同行業(yè)煙氣成分不同，主要含二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧氣等氣體。煙氣分析儀主要用于測量煙氣中二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害氣體及氧氣的濃度。傳感器可選擇性配置，測定一種或多種氣體。煙氣分析儀可對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進行濃度和排放總量的連續(xù)監(jiān)測，并將信息實時傳輸到主管部門［1］，因而成為環(huán)境監(jiān)測部門必不可少的分析儀器。福建華電漳平火電有限公司2套CEMS系統(tǒng)為北京雪迪龍自動控制系統(tǒng)有限公司生產的SC-900 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)［2］。氣體分析儀為西門子公司生產的 ULTRAMAT 23 多組分紅外氣體分析儀。

筆者以下簡要介紹氣體分析儀的工作原理、常見故障排除及故障防范措施。

1 儀器工作原理

煙氣體分析儀由氣路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)兩部分組成。其工作原理是抽氣泵將煙氣經釆樣管送至傳感器的氣室，傳感器的輸出電信號通過電子線路將模擬信號放大，轉換成被測氣體的濃度。

2 常見故障及其排除方法

2.1 顯示結果中氧氣含量高而二氧化硫和氮氧化物含量低

（1）可能原因之一：釆樣管路泄漏。

處理方法：檢查樣氣取樣回路。

確認辦法：加標準氣體到煙氣分析儀的入口，觀察測量結果與標準氣體的含量是否相同。若測量值與標示值相同，則證明釆樣管路泄漏。分析釆樣管路泄漏需要分兩個步驟判斷是機柜內部泄漏還是機柜外部泄露。判斷方法：把樣氣閥入口斷開，用手堵死，此時分析儀面板上的浮子流量計標示應該歸零。若分析儀面板上的浮子流量計顯示零則可判斷機柜內部無問題，是機柜外部泄露，這時應檢查釆樣探頭與釆樣探頭的濾芯堵頭是否泄漏，找出泄漏處進行處理。

（2）可能原因之二：蠕動泵接頭松動而導致漏氣。

處理方法：重新旋緊蠕動泵接頭即可。

2.2 顯示結果中氧氣和氮氧化物含量測量數據不變而二氧化硫含量低甚至為零，檢查發(fā)現(xiàn)保護過濾器內有水霧或積水

（1）冷凝器溫控器故障［3］排查。冷凝器中的玻璃冷腔下端結冰，溫控器顯示“LLL”，關閉冷凝器電源幾小時后，再接通冷凝器電源，溫度從 10℃左右慢慢下降至 -5℃，后又顯示“LLL”。對冷凝器氣體除濕的基本原理進行分析得知，冷凝器通過對蓄冷體不斷進行制冷，當過冷時又對其進行加熱，使蓄冷體恒溫在 1～7℃的某一溫度值上。插在蓄冷體中間的交換器，借助導熱介質和足夠的換熱面積迅即完成熱交換。此時，流經交換器工作腔含水分的氣態(tài)試樣迅速冷卻，使氣體中的水分得到分離。最后經分析檢測判斷為玻璃冷腔外層加熱片損壞所致，起不到加熱作用。

處理方法：更換加熱片，故障排除。

（2）蠕動泵排水故障排查。在實際工作中筆者發(fā)現(xiàn)一種疑難故障，監(jiān)測過程中二氧化硫測量值突然變小，僅為 2～3 mg／m3甚至為零，比實際值偏低很多，一段時間后恢復正常，再過一段時間測量值又變小，如此多次重復該現(xiàn)象。用標準氣體檢查，氣體分析儀示值準確，零點校準也正常，初步分析原因為樣氣有時含有水汽。首先懷疑蠕動泵泵管老化，但更換泵管后故障依舊。經過多日蹲守現(xiàn)場進行跟蹤，觀察發(fā)現(xiàn)為冷凝器的玻璃冷腔至蠕動泵的排水系統(tǒng)異常所致。由于煙氣排放監(jiān)測設備安裝時，在冷凝器的玻璃冷腔至蠕動泵的進水端連接了較長的管路，導致玻璃冷腔排水管下垂部分較長，管路經 U型接至蠕動泵進水端，阻力較大。最初安裝時，由于蠕動泵泵軸、泵管較新，U 型管的積水可以抽出；使用一段時間后，蠕動泵泵軸出現(xiàn)磨損，密封性能下降，真空度降低，因而出現(xiàn)排水有時正常、有時不正常的故障。

處理方法：對蠕動泵的排水系統(tǒng)進行改進，縮短玻璃冷腔到蠕動泵進水端連接管的長度，將玻璃冷腔的排水管直接跨接至蠕動泵的進水端。經過一段時間的現(xiàn)場觀察，結果表明改造后效果良好。

（3）蠕動泵管及泵軸故障排查。蠕動泵管老化變形，失去彈性；蠕動泵泵軸磨損嚴重易形成堵塞，使冷凝水不能及時排出，造成出口樣氣大量帶水，影響抽吸單元和分析組件的正常運行。

處理方法：在日常維護中應定期檢查、更換蠕動泵管或泵軸。

（4）蠕動泵進出水端故障排查。蠕動泵進水端和出水端接反會造成樣氣大量帶水。

處理方法：將蠕動泵進水端與出水端對調。

2.3 零點標定后二氧化硫顯示負值

故障分析：該故障表現(xiàn)為，隔一段時間二氧化硫測量值很小，僅為 2～3 mg／m3甚至為零，比實際值偏低很多，過很長時間才正常，過一段時間又重復該故障。經過認真分析研究，發(fā)現(xiàn)是零點漂移所致。由于儀器自動零點標定時釆用空氣校準，而空氣校準對釆樣空氣的濕度有特定的要求，校準空氣需用干燥空氣（儀器所附技術資料沒有說明），而南方空氣比較潮濕，特別是春天或雨季，容易導致儀器自動零點校準時零點漂移的大、小隨空氣濕度的改變而變化。

處理方法：對標定系統(tǒng)進行改進，在釆樣空氣前端增加電子制冷器進行干燥處理。

2.4 煙氣分析儀檢測結果誤差偏大

（1）可能原因之一：煙氣分析儀長期沒有標定，造成分析誤差越來越大。

處理方法：對煙氣分析儀進行標定［4］。

（2）可能原因之二：所用標準氣體超過有效期。處理方法：標準氣體的濃度是一個已知的固定值，每一種標準氣體都有有效期，超過有效期后，標準氣體的濃度發(fā)生變化，不能準確標定分析儀器。

處理方法：更換標準氣體。

（3）可能原因之三：傳感器氣室內有臟物。

處理方法：打開傳感器氣室（打開時注意裝有樣品氣體的玻璃管），使用脫脂棉、擦鏡紙、洗滌劑或合適的溶劑（例如無水乙醇）將鏡片及氣室擦干凈。要避免使用腐蝕性的清洗化合物，因為這些物料會損壞光學表面。

2.5 含塵量指示不合理或數值持久不變

故障分析：含塵量測試儀鏡頭臟污。

處理方法：擦拭鏡頭并手工校準。

3 煙氣分析儀故障的防范措施

3.1 做好系統(tǒng)日常維護工作

日常維護的工作主要是巡視檢查，當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作異常時應及時進行處理。日常檢查的內容包括：

（1）檢查保護過濾器 (FF1，F(xiàn)F2)，如有變色或濾芯上有顆粒物，應予以更換并查明原因。

（2）檢查流量，U23 分析儀面板上的浮子流量計流量指示應在 1.0～1.2 L／min，如果 U23 上出現(xiàn)“樣氣流量低”故障報警，應及時檢查樣氣流路是否有堵塞現(xiàn)象。

（3）檢查制冷器上的溫度指示是否正常。

（4）檢查蠕動泵工作是否正常。

（5）檢查儲液罐內冷凝水積存情況。

（6）檢查 U23 指示值及 DAS 的數據記錄是否異常。

（7）檢查探頭溫控器、取樣管溫控器是否工作正常。

（8）檢查室內空調工作是否正常。

（9）檢查壓縮空氣氣源壓力是否正常。

3.2 做好系統(tǒng)定期維護工作

為了保證系統(tǒng)能夠正常運行，需要定期對系統(tǒng)進行維護，包括檢查、故障判斷及簡單修理等。

CEMS 系統(tǒng)的定期維護主要有以下幾項內容：

（1）查看系統(tǒng)儀表指示是否正常，應與運行人員保持聯(lián)系，了解工況狀態(tài)，判斷數據是否正常。

（2）查看系統(tǒng)的電源、氣源 (含工作氣、標準氣 )是否符合系統(tǒng)要求。

（3）檢查系統(tǒng)伴熱部分、保溫部分的狀態(tài)。這是系統(tǒng)定期維護工作的內容之一，它關系到系統(tǒng)的正常運行和測量數據的準確性。

（4）檢查儲水罐內的凝結水液位，液位過高時應及時倒掉，以免影響蠕動泵排水，防止機柜內進水。

（5）檢查機柜內的取樣管路，若內有嚴重積水、水霧，應及時清理和查找原因（取樣頭加熱故障、蠕動泵排水異常、自動反吹是否正常進行等）。

（6）檢查系統(tǒng)各部位和連接件是否有損壞、腐蝕情況，并及時處理。

（7）檢查系統(tǒng)與煙道接口及整個系統(tǒng)有無泄漏。

4 結語

在線煙氣分析儀在火力發(fā)電廠中得到廣泛應用，及時消除運行中出現(xiàn)的各類故障和缺陷，加強日常管理和定期維護，做好常見故障的防范措施，必將大大提高煙氣分析儀運行的可靠性，提高測量數據的準確性，有利于運行人員及時調整與監(jiān)控脫硫、除塵等環(huán)保設施的運行狀態(tài)，加強達標排放管理［5］，為環(huán)保部門的監(jiān)督提供科學有效的檢測手段，這對于火力發(fā)電廠氣態(tài)污染物排放點的有效監(jiān)測與管理有著積極而重要的意義。

［1］ HJ／T 76-2007 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法［S］.

［2］ DL／T 960-2005 燃煤電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)訂貨技術條件［S］.

［3］ 環(huán)境保護部.污染源自動監(jiān)控設施現(xiàn)場監(jiān)督檢查技術指南［Z］.環(huán)辦［2012］57 號 .

［4］ HJ／T 75-2007 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范［S］.

［5］ GB 13223-2003 火電廠大氣污染物排放標準［S］.質，2005，30(12): 727-730.

Common Fault Handling and Protection of Online Flue Gas Analyzer

Deng Guangnan，Lin Zaofa
（Fujian Huadian Zhangping Power Generation Co. Ltd.，Zhangping 364400，China）

It was briefly introduced about the working principle of flue gas analyzer. The process of using the instrument of several common failure was analyzed，two repetitive troubleshooting were studied and the feasible retro fi t scheme, solution togethrt with the protection measures were put forward.

fl ue gas analyzer; fault analysis; troubleshooting; fault prevention

O657.33

A

1008-6145(2014)05-0111-03

聯(lián)系人：鄧光南；E-mail: dengguangnan@sohu.com

2014-07-30

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.05.036