煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行中常見問題及解決對策

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)測系統(tǒng)（CEMS）是對經(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)測系統(tǒng)［1]。煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠為發(fā)電廠煙氣污染物排放濃度是否符合國家標準提供重要依據(jù)。同時，還對環(huán)保設備如脫硫、脫硝、除塵等裝置的運行效率進行了實時監(jiān)控，實現(xiàn)了環(huán)保優(yōu)化管理的目標［2]。通過對煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)和設備的了解，研究煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行中的常見問題，制定相應的解決對策，確保煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定、準確的監(jiān)測煙氣參數(shù)，保障企業(yè)的安全環(huán)保目標和經(jīng)濟效益。

1 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

某發(fā)電有限公司一期為2 臺330 MW機組，分別于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投運，二期為2臺680 MW機組，分別于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投運。＃1、＃2機組煙氣除塵采用電除塵+布袋除塵方式，＃3、＃4機組煙氣除塵采用電除塵方式，4 臺機組煙氣脫硝采用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)，顆粒物檢測系統(tǒng)，質量流量監(jiān)測系統(tǒng)，和采集、處理和控制系統(tǒng)（DAS）4大系統(tǒng)，實現(xiàn)對煙氣中二氧化硫、氮氧化物等污染物和煙氣流量、壓力等狀態(tài)進行連續(xù)監(jiān)測，并實現(xiàn)環(huán)境污染物數(shù)據(jù)報表處理和數(shù)據(jù)傳輸，達到環(huán)境監(jiān)測、控制污染排放，最終保護環(huán)境的目的。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)設備主要包括煙氣成分分析裝置、顆粒物檢測裝置、質量流量檢測裝置和數(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處理單元，同時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3 h 反吹，每次反吹240 s。預處理單元是將樣氣按照分析儀能夠接受的壓力、溫度、流量、濕度進行處理后，通過樣氣管路進入分析儀。預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；通過流量調節(jié)閥控制進入分析儀的流量。

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量原理完成對樣氣中SO2、NOx濃度的測量，根據(jù)電化學原理完成煙氣中含氧量的測量［5]，分析數(shù)據(jù)通過RS485接口進行通訊。

1.2 顆粒物檢測裝置

目前該發(fā)電公司＃1、＃2、＃3 機組原煙氣粉塵測量選用的是蘭德4200 +粉塵儀，＃4 機原煙氣粉塵測量選用的是Model 2030粉塵儀，它們均是通過發(fā)射一束光穿過煙氣來測量不透明度。4臺機組煙囪入口粉塵測量選用的是西克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)，作為測量氣流進入散射池中，然后通過測定散射光強度來確定顆粒物的濃度。

1.3 質量流量檢測裝置

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

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稱數(shù)采儀，它是通過采集分析儀和測量裝置的實時數(shù)據(jù)并存儲生成分鐘、小時數(shù)據(jù)報表，并按照要求傳輸?shù)奖O(jiān)控站［6]。其中，通過PLC實時傳輸?shù)椒掌鳎煌ㄟ^數(shù)采儀傳輸?shù)绞∈协h(huán)保平臺，同時，省環(huán)保廳利用動態(tài)管控設備直接從PLC 采集實時數(shù)據(jù)；通過服務器和SIS 系統(tǒng)實時傳輸?shù)街袊A電集團和廠用對外環(huán)保數(shù)據(jù)顯示屏。

2 常見的問題

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

（1）U23分析儀表故障。當分析儀發(fā)生了某些特定的變化就會觸發(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U23顯示屏右邊出現(xiàn)“F”，系統(tǒng)自動切除運行狀態(tài)進入維護狀態(tài)，導致數(shù)據(jù)走直線。

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

（3）粉塵儀測量異常。鏡片、氣路污染，對光不準，零點、斜率偏移，風機故障停運等問題常會導致粉塵測量不準，影響對除塵效率的調整。

（4）樣氣流量異常。過濾器堵塞、系統(tǒng)泵體堵塞、流量調節(jié)閥故障均會導致樣氣流量異常，當皮托管損壞將會導致煙氣流量的測量異常。

（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，進而傳送到服務器，隔離模塊的作用是屏蔽干擾，保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，當隔離模塊故障或者屏蔽作用未能實現(xiàn)時，就會出現(xiàn)傳輸后的數(shù)據(jù)頻繁跳變。

3 解決的對策

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

當由于流量太低導致儀表故障時的解決對策：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。

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

當由于溫度太高或太低導致儀表故障時的解決對策：需要調節(jié)室內溫度，保持儀表運行室內的溫度和濕度滿足要求，一般要求室內溫度控制在24 ℃左右，濕度控制在70%左右，不超過85%。

當由于紅外光源的電壓超出容差或AD 轉換器溢出導致儀表故障時的解決對策：①紅外光源的電壓超出容差是由于主板故障導致或者紅外光源有故障，則需要更換U23；②AD轉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備是否正常運行，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；蠕動泵泵管出現(xiàn)漏點，更換蠕動泵泵管。最后針對接頭松動的進行緊固，取樣元件探頭到就地加熱裝置的管路破損的進行更換。

（3）針對粉塵測量異常的問題，為避免感光元件出現(xiàn)頻繁臟污，需要風機持續(xù)運行，所以保障風機的正常運行是維護粉塵儀的重要措施。針對鏡片臟污，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量。針對采樣管路、排氣管路污染的情況，需要清理管路，同時清理風機濾芯。針對對光不準的情況，需要調校發(fā)射端光源，聚焦中心發(fā)射。針對零點斜率出現(xiàn)偏移的情況，進行零點和滿量程校驗。針對風機出現(xiàn)的問題導致粉塵測量異常，則需要檢查風機的電源，清理風機的鼓吹管路。

（4）針對系統(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)堵塞的情況要及時更換，檢查取樣泵、空氣泵，出現(xiàn)堵塞，及時清洗［8]。調節(jié)流量調節(jié)閥，若是因為流量調節(jié)閥故障，需要更換流量調節(jié)閥。針對皮托管損壞導致的煙氣流量測量異常情況，需要更換皮托管。（5）針對通過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 結束語

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是一個工藝細致、設備較多的系統(tǒng)，一個小零件的問題也會導致最后數(shù)據(jù)測量的失準，所以掌握運行中的常見問題及應對措施，能夠快速地判斷系統(tǒng)故障原因并及時進行處理，對保障設備運行的穩(wěn)定性、環(huán)保數(shù)據(jù)的真實性和可控性有著決定性的作用。同時，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定還需要熟悉系統(tǒng)運行流程、加強日常巡檢維護、做好設備性能分析和隱患排查等工作。