固定源煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在燃煤電廠中的應(yīng)用實(shí)踐

楊波龍, 閆子煜, 賀運(yùn)鳴, 呂俊峰

(1.山西譽(yù)達(dá)環(huán)境監(jiān)測(cè)有限公司,山西 運(yùn)城 044000;2.山西省運(yùn)城環(huán)境監(jiān)測(cè)中心，山西 運(yùn)城 044000)

1 工程概況

山西國(guó)錦煤電有限公司有一臺(tái)6 MW抽凝發(fā)電機(jī)組，兩臺(tái)35 t循環(huán)流化床燃煤鍋爐，分別于2010年3月投入運(yùn)行。主機(jī)中鍋爐由濟(jì)南鍋爐廠提供，汽輪機(jī)由青島汽輪機(jī)廠提供，發(fā)電機(jī)采用空氣冷卻，由濟(jì)南發(fā)電機(jī)廠提供。鍋爐產(chǎn)生的煙氣經(jīng)省煤器加熱后，進(jìn)入三電場(chǎng)靜電除塵器除塵，通過爐外氨法脫硫后，經(jīng)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(fù)雜，難處理、濕度大，平時(shí)出現(xiàn)的故障較多?；?015年1月1日國(guó)家新《環(huán)保法》的實(shí)施，該電廠采用固定污染源煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)來有效監(jiān)控固定污染源煙氣排放狀況。

2 CEMS系統(tǒng)應(yīng)用分析

山西國(guó)錦煤電有限公司使用武漢宇虹環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司TH-890煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱TH-890CEMS)。TH-890CEMS主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(guān)參數(shù)，并能夠?qū)y(cè)量數(shù)據(jù)、測(cè)量參數(shù)傳送到企業(yè)中控室和環(huán)保管理部門。

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

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

3 CEMS運(yùn)營(yíng)維護(hù)及問題分析

3.1 CEMS系統(tǒng)采樣管路及探頭堵塞問題分析

由于氨法脫硫工藝特點(diǎn)，極易造成CEMS的采樣探頭與采樣管路堵塞，這給日常運(yùn)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(huì)造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。另外煙氣中的污染物具有很強(qiáng)的腐蝕性，造成分析系統(tǒng)相關(guān)元部件的損壞。如果系統(tǒng)冷凝和過濾裝置維護(hù)保養(yǎng)不到位，還會(huì)造成設(shè)備零部件的腐蝕，因此，運(yùn)維技術(shù)人員加大巡檢頻次，調(diào)整對(duì)系統(tǒng)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(jīng)常堵塞的地方，如現(xiàn)場(chǎng)工況較差，煙塵濃度較高，堵塞頻率就會(huì)大大增加，因?yàn)闃託怆m然經(jīng)過探頭濾芯初步過濾，樣氣中仍然存有灰塵，而CEMS反吹時(shí)，將采樣管中的煙塵反吹到這個(gè)位置，如果不及時(shí)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(shí)間久了采樣探頭濾芯內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)一些結(jié)晶體，凝固在濾芯上，就會(huì)造成堵塞，而及時(shí)的清理采樣探頭，是日常運(yùn)維工作中的重點(diǎn)。

CEMS反吹系統(tǒng)主要是防止采樣探頭與采樣管堵塞，出廠時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部都設(shè)定了反吹時(shí)間，由于系統(tǒng)的不同，反吹的時(shí)間和頻率也不相同，但一般都是40 min～60 min反吹一次。在實(shí)際的運(yùn)維工作中，運(yùn)維技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，更改反吹頻率，防止由于煙氣中煙塵導(dǎo)致的堵塞。

3.2 空壓機(jī)故障及注意事項(xiàng)

由于反吹頻率的增加，導(dǎo)致空壓機(jī)頻繁啟動(dòng)，就會(huì)造成啟動(dòng)開關(guān)與交流接觸器發(fā)生故障，導(dǎo)致空壓機(jī)故障率高，這就要求使用性價(jià)比高的空壓機(jī)?；钊阶⒂涂諌簷C(jī)因氣源中含有油份，相對(duì)來說較臟，造成吹掃閥、采樣管內(nèi)部管路都有油附著，反吹過后CEMS切換到采樣狀態(tài)時(shí)，油分就有可能隨著樣氣進(jìn)入到分析儀內(nèi)部，如長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將會(huì)造成不良影響，影響測(cè)量值的準(zhǔn)確性。

含油分的壓縮空氣進(jìn)入穩(wěn)壓閥，會(huì)使內(nèi)部器件密封不好，如長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行就會(huì)造成閥體漏氣，從而增加維護(hù)量。每次巡檢維護(hù)設(shè)備時(shí)，應(yīng)查看空壓機(jī)工作是否正常，反吹氣源壓力是否在0.6 MPa～0.8 MPa，經(jīng)常排掉空壓杋儲(chǔ)氣罐里積水。如空壓杋頻繁啟動(dòng)，應(yīng)檢査反吹管路是否漏氣判斷方法是：關(guān)閉進(jìn)氣總閥，查看氣水分離器調(diào)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(cè)量數(shù)據(jù)異常及常見故障的處置

分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)異常，是運(yùn)維技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)日常維護(hù)中經(jīng)常遇到的問題。山西國(guó)錦煤電有限公司TH-890TH-890CEMS在實(shí)踐應(yīng)用過程中分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)異常及故障處理情況如下。

3.3.1 測(cè)量數(shù)據(jù)含氧量偏高或二氧化硫數(shù)據(jù)偏低

1)確定企業(yè)的排放工況是否變化，如果企業(yè)工況未發(fā)生變化，運(yùn)維技術(shù)人員先檢查流量計(jì)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(xiàn)問題，如樣氣中顆粒物較多，過濾裝置效果又差，就會(huì)有部分顆粒物進(jìn)入采樣泵，造成采樣泵不能正常工作，導(dǎo)致沒有流量，如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，還會(huì)導(dǎo)致采樣泵電機(jī)燒壞。

3)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行氣密性檢查。a)堵住采樣泵進(jìn)氣端，如果轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示流量為零，說明不漏氣，否則，采樣泵或進(jìn)氣管接頭漏氣，這時(shí)應(yīng)更換相應(yīng)部件；b)用同種方法檢査采樣泵前端設(shè)備和氣路的氣密性是否良好；c)特別注意檢査蠕動(dòng)泵是否漏氣。這樣可判斷是系統(tǒng)本身漏氣還是分析儀出現(xiàn)故障。

3.3.2 分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)漂移

分析儀數(shù)據(jù)漂移是平時(shí)維護(hù)設(shè)備時(shí)經(jīng)常遇到問題。在日常運(yùn)維過程中，應(yīng)定期校準(zhǔn)分析儀，觀察分析儀的顯示數(shù)據(jù)是否正常，建議每半月手動(dòng)標(biāo)定儀器一次。運(yùn)行中對(duì)分析儀數(shù)據(jù)有質(zhì)疑，可通零氣和中濃度標(biāo)氣，如不正常，則進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定后再通零點(diǎn)和滿點(diǎn)氣，如仍不正常，說明分析儀有問題，觀察分析儀內(nèi)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(jìn)入檢測(cè)室造成漂移。

山西國(guó)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(cè)量。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性對(duì)檢測(cè)室要求很高，如檢測(cè)室內(nèi)有灰塵或水滴污損，測(cè)量結(jié)果就會(huì)有漂移現(xiàn)象；所以維護(hù)檢測(cè)室是平時(shí)運(yùn)維工作中的重要工作。

3.3.3 分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)與人工比對(duì)數(shù)據(jù)誤差較大

1)檢査平臺(tái)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(cè)量數(shù)據(jù)。

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(cè)量數(shù)據(jù)。

3)檢査CEMS內(nèi)部過濾裝置、冷凝系統(tǒng)是否正常，影響測(cè)量數(shù)據(jù)。

3.4 CEMS系統(tǒng)故障判別及處理

針對(duì)TH-890CEMS在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的故障，山西國(guó)錦煤電有限公司技術(shù)科提出了故障判別及處理措施。

3.4.1 快速修復(fù)

快速修復(fù)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(jié)省時(shí)間，采取快捷行動(dòng)。例如，分析儀漂移超岀質(zhì)量控制限時(shí)，方法是簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)分析儀，問題消失。但是對(duì)于漂移原因還是需要查明，并進(jìn)行故障排除。

另外，一個(gè)經(jīng)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(bào)警器報(bào)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(jīng)驗(yàn)表明每隔6個(gè)月更換過濾器可視為合理，而某一時(shí)段必須2個(gè)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(shí)間以及CEMS停機(jī)時(shí)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(jiān)測(cè)系統(tǒng)遇到的許多問題與系統(tǒng)中的電器問題有關(guān)。如果電器問題嚴(yán)重，有時(shí)不得不將儀器送回CEMS的制造廠或銷售者那里進(jìn)行維修，儀器的維護(hù)手冊(cè)是用于發(fā)現(xiàn)并維修電路和器件問題的非常好的參考資料。

2)機(jī)械問題。抽取監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遇到最普遍的問題是顆粒物堵塞過濾器，導(dǎo)致進(jìn)入分析儀的樣品氣體的流量減小，損壞器件和得岀錯(cuò)誤的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。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(shí)間間隔不當(dāng)引起的。只要堵塞不嚴(yán)重，用清潔空氣反吹可以改善這樣的狀況，嚴(yán)重時(shí)必須用人工清理的方法直至更換過濾器。

4 結(jié)語

山西國(guó)錦煤電有限公司在生產(chǎn)過程中應(yīng)用氨法濕法煙氣脫硫工藝當(dāng)中，煙氣比較復(fù)雜，難處理、濕度大，平時(shí)出現(xiàn)的故障較多。針對(duì)這一情況，該電廠采用TH-890煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來有效監(jiān)控固定污染源煙氣排放狀況，對(duì)TH-890CEMS實(shí)際應(yīng)用過程中的運(yùn)營(yíng)維護(hù)及故障問題進(jìn)行分析闡述，給同行進(jìn)行參考。