煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中常見問題及解決對(duì)策

梁莎莎

（湖北華電西塞山發(fā)電有限公司，湖北黃石 435000）

0 引言

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）是對(duì)經(jīng)過脫硝、除塵、脫硫處理后，煙氣中的SO2、NOx、顆粒物、O2、壓力、濕度等重要參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［1]。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能夠?yàn)榘l(fā)電廠煙氣污染物排放濃度是否符合國家標(biāo)準(zhǔn)提供重要依據(jù)。同時(shí)，還對(duì)環(huán)保設(shè)備如脫硫、脫硝、除塵等裝置的運(yùn)行效率進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保優(yōu)化管理的目標(biāo)［2]。通過對(duì)煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和設(shè)備的了解，研究煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中的常見問題，制定相應(yīng)的解決對(duì)策，確保煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)煙氣參數(shù)，保障企業(yè)的安全環(huán)保目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益。

1 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

某發(fā)電有限公司一期為2 臺(tái)330 MW機(jī)組，分別于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投運(yùn)，二期為2臺(tái)680 MW機(jī)組，分別于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投運(yùn)。＃1、＃2機(jī)組煙氣除塵采用電除塵+布袋除塵方式，＃3、＃4機(jī)組煙氣除塵采用電除塵方式，4 臺(tái)機(jī)組煙氣脫硝采用SCR脫硝、脫硫采用一爐一塔濕法脫硫、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用SCS 900 series，主要包括SO2、NOx、氧量分析系統(tǒng)，顆粒物檢測(cè)系統(tǒng)，質(zhì)量流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，和采集、處理和控制系統(tǒng)（DAS）4大系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中二氧化硫、氮氧化物等污染物和煙氣流量、壓力等狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染物數(shù)據(jù)報(bào)表處理和數(shù)據(jù)傳輸，達(dá)到環(huán)境監(jiān)測(cè)、控制污染排放，最終保護(hù)環(huán)境的目的。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備主要包括煙氣成分分析裝置、顆粒物檢測(cè)裝置、質(zhì)量流量檢測(cè)裝置和數(shù)據(jù)采集處理傳輸裝置［3]。

1.1 煙氣成分分析裝置

煙氣成分分析裝置主要由采樣單元、預(yù)處理單元和分析儀3 部分組成［4]。采樣單元的作用是將煙道中氣體取出并輸送到預(yù)處理單元，采樣器選用的是電加熱直接抽取法，樣氣通過采樣探頭吸入碳化硅陶瓷過濾器，經(jīng)過電加熱將煙氣溫度控制在120 ℃左右，通過電伴熱采樣管路輸送到預(yù)處理單元，同時(shí)為了防止塵埃在過濾器周圍堆積，造成堵塞，影響樣氣輸送，由PLC 控制反吹系統(tǒng)定時(shí)3 h 反吹，每次反吹240 s。預(yù)處理單元是將樣氣按照分析儀能夠接受的壓力、溫度、流量、濕度進(jìn)行處理后，通過樣氣管路進(jìn)入分析儀。預(yù)處理單元通過取樣泵抽取樣氣；通過冷凝器制冷除水然后蠕動(dòng)泵將積水排出；通過保安過濾器和疏水過濾器排除樣氣中的顆粒物和水份；通過流量調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入分析儀的流量。

煙氣分析儀采用ULTRAMAT 23分析儀，它是根據(jù)單光束不分光紅外測(cè)量原理完成對(duì)樣氣中SO2、NOx濃度的測(cè)量，根據(jù)電化學(xué)原理完成煙氣中含氧量的測(cè)量［5]，分析數(shù)據(jù)通過RS485接口進(jìn)行通訊。

1.2 顆粒物檢測(cè)裝置

目前該發(fā)電公司＃1、＃2、＃3 機(jī)組原煙氣粉塵測(cè)量選用的是蘭德4200 +粉塵儀，＃4 機(jī)原煙氣粉塵測(cè)量選用的是Model 2030粉塵儀，它們均是通過發(fā)射一束光穿過煙氣來測(cè)量不透明度。4臺(tái)機(jī)組煙囪入口粉塵測(cè)量選用的是西克FWE200 粉塵儀，它是采用旁路工作系統(tǒng)，使用測(cè)量氣探頭從煙道中抽吸一部分氣流，在熱旋流器中加熱成過熱氣體，使水滴和氣霧蒸發(fā)，作為測(cè)量氣流進(jìn)入散射池中，然后通過測(cè)定散射光強(qiáng)度來確定顆粒物的濃度。

1.3 質(zhì)量流量檢測(cè)裝置

質(zhì)量流量監(jiān)測(cè)裝置主要包括質(zhì)量流量監(jiān)測(cè)裝置、溫度監(jiān)測(cè)裝置和濕度監(jiān)測(cè)裝置。其中，利用Pt100 熱電阻測(cè)量取樣點(diǎn)煙氣溫度，利用MODEL 2061 煙氣濕度儀測(cè)量取樣點(diǎn)煙氣濕度，根據(jù)測(cè)得的溫度、濕度以及利用皮托管測(cè)量的差壓計(jì)算得到煙氣的質(zhì)量流量。

1.4 數(shù)據(jù)采集處理傳輸裝置

數(shù)據(jù)采集處理傳輸裝置簡(jiǎn)稱數(shù)采儀，它是通過采集分析儀和測(cè)量裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)生成分鐘、小時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表，并按照要求傳輸?shù)奖O(jiān)控站［6]。其中，通過PLC實(shí)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器；通過數(shù)采儀傳輸?shù)绞∈协h(huán)保平臺(tái)，同時(shí)，省環(huán)保廳利用動(dòng)態(tài)管控設(shè)備直接從PLC 采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過服務(wù)器和SIS 系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸?shù)街袊A電集團(tuán)和廠用對(duì)外環(huán)保數(shù)據(jù)顯示屏。

2 常見的問題

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在運(yùn)行中常見的問題主要有以下幾個(gè)方面。

（1）U23分析儀表故障。當(dāng)分析儀發(fā)生了某些特定的變化就會(huì)觸發(fā)故障信息，例如：主板故障、分析儀溫度太高或太低、流量太低、氧傳感器故障或老化、輸出故障等，同時(shí)U23顯示屏右邊出現(xiàn)“F”，系統(tǒng)自動(dòng)切除運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)走直線。

（2）氧量異常。樣氣含氧量異常將會(huì)導(dǎo)致SO2、NOx、顆粒物折算值異常。氧量異常時(shí)可能存在氧電池電壓不足、樣氣管路出現(xiàn)漏點(diǎn)、采樣探頭到加熱裝置管路破損等問題。

（3）粉塵儀測(cè)量異常。鏡片、氣路污染，對(duì)光不準(zhǔn)，零點(diǎn)、斜率偏移，風(fēng)機(jī)故障停運(yùn)等問題常會(huì)導(dǎo)致粉塵測(cè)量不準(zhǔn)，影響對(duì)除塵效率的調(diào)整。

（4）樣氣流量異常。過濾器堵塞、系統(tǒng)泵體堵塞、流量調(diào)節(jié)閥故障均會(huì)導(dǎo)致樣氣流量異常，當(dāng)皮托管損壞將會(huì)導(dǎo)致煙氣流量的測(cè)量異常。

（5）通過PLC 傳輸后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)頻繁跳變。由于通過PLC傳輸后的數(shù)據(jù)需要先經(jīng)過隔離模塊再傳輸?shù)娇刂齐娮娱g，進(jìn)而傳送到服務(wù)器，隔離模塊的作用是屏蔽干擾，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，當(dāng)隔離模塊故障或者屏蔽作用未能實(shí)現(xiàn)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)傳輸后的數(shù)據(jù)頻繁跳變。

3 解決的對(duì)策

（1）針對(duì)U23分析儀表故障問題，首先需要進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)，查看分析儀表故障信息，確定故障原因。

當(dāng)由于流量太低導(dǎo)致儀表故障時(shí)的解決對(duì)策：①檢查樣氣氣路是否出現(xiàn)堵塞或者泄漏的情況，如果出現(xiàn)堵塞，進(jìn)行清洗，清洗后問題仍然存在則需要更換被堵塞的軟管或者過濾器等部件［7]；②檢查取樣泵、空氣泵是否出現(xiàn)堵塞、動(dòng)力不足、故障的情況，如果出現(xiàn)堵塞，清洗泵體堵塞部分，如果泵出現(xiàn)動(dòng)力不足、故障的情況或者清洗后問題仍存在則需要更換泵體。

當(dāng)由于氧傳感器故障或老化導(dǎo)致儀表故障時(shí)的解決對(duì)策：檢查氧電池電壓，氧傳感器正常工作時(shí)的電壓要求是不低于6 V，當(dāng)氧傳感器電壓低于6 V時(shí)則需要更換氧傳感器；當(dāng)氧電池的電壓高于6 V，但仍出現(xiàn)氧傳感器故障信息時(shí)仍需要更換氧電池。

當(dāng)由于溫度太高或太低導(dǎo)致儀表故障時(shí)的解決對(duì)策：需要調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，保持儀表運(yùn)行室內(nèi)的溫度和濕度滿足要求，一般要求室內(nèi)溫度控制在24 ℃左右，濕度控制在70%左右，不超過85%。

當(dāng)由于紅外光源的電壓超出容差或AD 轉(zhuǎn)換器溢出導(dǎo)致儀表故障時(shí)的解決對(duì)策：①紅外光源的電壓超出容差是由于主板故障導(dǎo)致或者紅外光源有故障，則需要更換U23；②AD轉(zhuǎn)換器溢出是由于分析儀表電子器件出現(xiàn)故障，同樣需要更換U23。

（2）針對(duì)出現(xiàn)氧量異常的問題，首先檢查分析儀氧電池電壓是否過低，低于6 V更換氧傳感器。其次檢查分析儀柜中管路主要設(shè)備是否正常運(yùn)行，保安過濾器和疏水過濾器中水份過多或者臟污，更換保安過濾器濾芯，清理密封罩，更換疏水過濾器；蠕動(dòng)泵泵管出現(xiàn)漏點(diǎn)，更換蠕動(dòng)泵泵管。最后針對(duì)接頭松動(dòng)的進(jìn)行緊固，取樣元件探頭到就地加熱裝置的管路破損的進(jìn)行更換。

（3）針對(duì)粉塵測(cè)量異常的問題，為避免感光元件出現(xiàn)頻繁臟污，需要風(fēng)機(jī)持續(xù)運(yùn)行，所以保障風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行是維護(hù)粉塵儀的重要措施。針對(duì)鏡片臟污，需要用干凈柔軟、防靜電的布擦拭鏡片，確保鏡片的發(fā)射端和接收端鏡片無附著粉塵影響測(cè)量。針對(duì)采樣管路、排氣管路污染的情況，需要清理管路，同時(shí)清理風(fēng)機(jī)濾芯。針對(duì)對(duì)光不準(zhǔn)的情況，需要調(diào)校發(fā)射端光源，聚焦中心發(fā)射。針對(duì)零點(diǎn)斜率出現(xiàn)偏移的情況，進(jìn)行零點(diǎn)和滿量程校驗(yàn)。針對(duì)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)的問題導(dǎo)致粉塵測(cè)量異常，則需要檢查風(fēng)機(jī)的電源，清理風(fēng)機(jī)的鼓吹管路。

（4）針對(duì)系統(tǒng)流量異常的情況，檢查就地過濾器、采樣探頭、保安過濾器、疏水過濾器，出現(xiàn)堵塞的情況要及時(shí)更換，檢查取樣泵、空氣泵，出現(xiàn)堵塞，及時(shí)清洗［8]。調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥，若是因?yàn)榱髁空{(diào)節(jié)閥故障，需要更換流量調(diào)節(jié)閥。針對(duì)皮托管損壞導(dǎo)致的煙氣流量測(cè)量異常情況，需要更換皮托管。（5）針對(duì)通過PLC 傳輸后的數(shù)據(jù)出現(xiàn)頻繁跳變的情況，需要檢查隔離模塊的輸出，確定是隔離模塊故障就更換隔離模塊，如果是隔離模塊作用不足的情況，則需要加裝隔離模塊。

4 結(jié)束語

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)工藝細(xì)致、設(shè)備較多的系統(tǒng)，一個(gè)小零件的問題也會(huì)導(dǎo)致最后數(shù)據(jù)測(cè)量的失準(zhǔn)，所以掌握運(yùn)行中的常見問題及應(yīng)對(duì)措施，能夠快速地判斷系統(tǒng)故障原因并及時(shí)進(jìn)行處理，對(duì)保障設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、環(huán)保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可控性有著決定性的作用。同時(shí)，確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定還需要熟悉系統(tǒng)運(yùn)行流程、加強(qiáng)日常巡檢維護(hù)、做好設(shè)備性能分析和隱患排查等工作。