CEMS系統(tǒng)在煙氣脫硫中的應(yīng)用分析

彭先偉

（武漢龍凈環(huán)保工程有限公司，湖北 武漢 430000）

CEMS系統(tǒng)是火力發(fā)電廠運(yùn)行過程中的重要監(jiān)測儀器，主要負(fù)責(zé)在煙氣脫硫系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。在脫硫系統(tǒng)中，CEMS主要應(yīng)用的技術(shù)儀器包括煙氣分析儀、取樣裝置、預(yù)處理設(shè)備、粉塵儀器、氨逃逸測量設(shè)備、PLC控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集儀系統(tǒng)、通信傳輸儀器等。在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，主要檢測二氧化硫、氨氣、氧氣的流動速度和氣體壓力，根據(jù)粉塵濃度和氨氣逃逸情況來進(jìn)行實(shí)際干預(yù)。為了減少二氧化硫的排放含量，提升煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用效率，要積極進(jìn)行煙氣脫硫系統(tǒng)的有效應(yīng)用。本文主要以火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用情況進(jìn)行討論工作。在進(jìn)行研究的過程中提出參考依據(jù)，主要目的是為了促進(jìn)火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的有效率的提升。同時，為了發(fā)揮火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)的應(yīng)用價值，也要進(jìn)行其他方面的技術(shù)貢獻(xiàn)。

現(xiàn)代社會倡導(dǎo)科學(xué)發(fā)展觀，在進(jìn)行基礎(chǔ)工業(yè)的制造工作時，更加注重大氣污染物的排放審核。在鍋爐煙氣的排放審核工作時，重點(diǎn)控制二氧化硫、氮氧化物、煙塵和氨氣的排放工作。進(jìn)行煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用工作時，主要進(jìn)行二氧化硫排放的降低工作。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，需要火電生產(chǎn)企業(yè)提升技術(shù)應(yīng)用水平，采用熱電聯(lián)技術(shù)提升煙氣脫硫技術(shù)的應(yīng)用效率，實(shí)現(xiàn)更全面的排放控制，避免大氣污染，減少環(huán)境問題。

1 脫硫除塵改造的必要性

從目前來看，大部分的發(fā)電企業(yè)采用的脫硫除塵設(shè)備已經(jīng)持續(xù)工作了許多年，部分設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重的老化現(xiàn)象，比如，筒體和煙道出現(xiàn)泄漏問題，導(dǎo)致工作效率不高，在進(jìn)行污染物的排放審核工作時，也難以達(dá)到國家的審核標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)我國的排放標(biāo)準(zhǔn)，要了解鍋爐房總?cè)萘看笥?8MW時，根據(jù)實(shí)際要求，開展環(huán)評工作，根據(jù)環(huán)評報(bào)告，明確鍋爐房煙囪的實(shí)際高度。我國排放標(biāo)準(zhǔn)文件GB13223中，明確規(guī)定了污染物的排放要求，也具體提出了污染物的排放濃度。脫硫除塵系統(tǒng)在進(jìn)行應(yīng)用的過程中，為了實(shí)現(xiàn)污染物的審核排放，實(shí)現(xiàn)合法經(jīng)營，降低環(huán)境污染概率，有必要進(jìn)行更全面的系統(tǒng)改造工作。

2 CEMS系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 CEMS在生產(chǎn)控制過程中的應(yīng)用

一般來說，脫硫系統(tǒng)中主要設(shè)置入/出口共兩套CEMS系統(tǒng)，在進(jìn)行煙氣監(jiān)測工作時，要根據(jù)反饋信號和分析儀的測量參數(shù)進(jìn)行脫硫系統(tǒng)相關(guān)工藝系統(tǒng)控制的相關(guān)設(shè)置。將反饋信號傳達(dá)給自動控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)數(shù)據(jù)的比較分析，從而針對實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備控制工作。要將該系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至環(huán)保部門的信息端，進(jìn)行排放監(jiān)督和數(shù)據(jù)分析。

2.2 CEMS系統(tǒng)流程

CEMS系統(tǒng)，主要利用分析監(jiān)測儀器進(jìn)行氣體污染物的監(jiān)測工作，要根據(jù)煙氣參數(shù)的技術(shù)數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際工作。主要包含以下幾部分的監(jiān)測工作：

（1）氣態(tài)污染物的監(jiān)測系統(tǒng)，主要進(jìn)行二氧化硫、氮氧化物和氨氣等污染性氣體濃度和排放情況的監(jiān)測工作。

（2）顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)煙塵濃度和排放量的監(jiān)測工作。

（3）煙氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)煙氣流動速度，溫度情況、濕度情況、壓力情況、含氧量情況、排放量情況和具體濃度的計(jì)算分析工作。

（4）數(shù)據(jù)采集與通訊系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)技術(shù)數(shù)據(jù)的采集工作，主要由數(shù)據(jù)采集設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同組成，在進(jìn)行技術(shù)參數(shù)的采集工作時，針對各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行時間的累計(jì)計(jì)算，同時，進(jìn)行丟失數(shù)據(jù)的補(bǔ)償分析，也要及時傳達(dá)給上級部門。

（5）在實(shí)際應(yīng)用過程中，還要利用采樣探頭，抽取煙道或煙囪中的煙氣，依次經(jīng)過采樣泵、蠕動泵、多層保護(hù)過濾器設(shè)備進(jìn)行預(yù)處理工作，之后完成對煙氣疏水過濾操作，再進(jìn)入氣體分析儀中進(jìn)行分析測量。

3 運(yùn)行過程中常見故障及解決方法

3.1 數(shù)據(jù)異常

根據(jù)上文可知，在任何技術(shù)環(huán)節(jié)都可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的問題。如果出現(xiàn)這類問題，要根據(jù)具體情況進(jìn)行初步判斷，之后進(jìn)行技術(shù)排查，一點(diǎn)點(diǎn)篩選故障原因，直到設(shè)備恢復(fù)正常工作狀態(tài)。主要數(shù)據(jù)異常的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）分析儀器零點(diǎn)或者量程漂移。這兩種原因?qū)е碌墓收蠁栴}，都不會直接體現(xiàn)在技術(shù)儀器中，要經(jīng)過數(shù)據(jù)的對比分析才能進(jìn)行實(shí)際判斷。

（2）分析儀器顯示氧量過高或過低。如果顯示含氧量過高，則可能取樣管道出現(xiàn)了泄漏。如果氧量顯示過低，則要進(jìn)行傳感器的檢查工作，如果出現(xiàn)問題也要及時更換。

（3）氣路中的水分含量過大。如果顯示這種問題，要進(jìn)行取樣探頭的檢測工作，進(jìn)行管路中多余水分的清除工作。

（4）分析儀器的內(nèi)部故障。如果分析儀器出現(xiàn)問題，可能是由于氣體樣品的應(yīng)用誤差，要及時檢測分析儀器，如果出現(xiàn)故障問題，要及時更換，進(jìn)行有效的維修管理。

3.2 樣氣流量異常

在技術(shù)應(yīng)用過程中顯示流量異常，一般是流量過低或者沒有明顯顯示。要檢查流量設(shè)備是否存在卡塞現(xiàn)象，如果流量設(shè)備正常，那么，則要檢查取樣管路是否出現(xiàn)了意外。

3.3 溫度、壓力、流量數(shù)據(jù)異常

如果顯示溫度、壓力或流量數(shù)據(jù)異常，則要檢測傳感設(shè)備是否正常，取樣管路是否處于正常工作狀態(tài)。

3.4 氨逃逸測量數(shù)值異常

如果顯示氨逃逸測量數(shù)值出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，則要檢查分析儀器是否處于正常工作狀態(tài)，儀器的對光情況是否正常，密封風(fēng)機(jī)是否處于正常應(yīng)用情況下，探頭是否有灰塵積攢。

4 維護(hù)過程中的注意事項(xiàng)

為了提升CEMS系統(tǒng)的測量準(zhǔn)確性，要日常進(jìn)行該系統(tǒng)的設(shè)備排查工作。要定期查看歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)報(bào)表，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常時，要及時進(jìn)行設(shè)備的檢測工作進(jìn)行維護(hù)管理，為了保證該系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，要做好以下日常管理工作。

4.1 分析儀的定期標(biāo)定

分析設(shè)備儀器的實(shí)際情況時，要定期進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定、量程標(biāo)定。CEMS系統(tǒng)的檢測物質(zhì)中包含三種檢測標(biāo)準(zhǔn)，包括高中低三種濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體和高純度氮?dú)?。完成?shí)際工作后，在進(jìn)行氣體分析的過程中，會和標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行有效比對。每半年要進(jìn)行一次標(biāo)定工作。要進(jìn)行自動零點(diǎn)的校準(zhǔn)工作，每隔8～12個小時進(jìn)行實(shí)際操作，避免出現(xiàn)零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，提升檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

4.2 參數(shù)量程保持一致

進(jìn)行分析儀器的交接工作時，也要注意標(biāo)準(zhǔn)氣體的選擇，要根據(jù)煙氣的內(nèi)部物質(zhì)情況來實(shí)際選擇。一般來說，參數(shù)量程不得超過污染源排放上限的2倍以上。為了提升數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)氣體的選擇工作時，要根據(jù)氣體濃度進(jìn)行實(shí)際選擇，避免出現(xiàn)濃度過高或濃度過低的現(xiàn)象。同時，要確保上位機(jī)、PLC自動化系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集儀器的量程設(shè)置范圍保持一致。

4.3 加熱裝置和制冷裝置

加熱裝置和制冷裝置都屬于分析儀器的重要保護(hù)裝置，是維修管理過程中的主要管理對象。一般來說，加熱裝置的溫度要控制在130℃左右，沒有進(jìn)行加熱操作的狀態(tài)下，如果煙氣內(nèi)部的進(jìn)入水分，儀器會造成儀器的內(nèi)部損壞，也會在管道中形成酸霧，導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。氧裝置的溫度則要控制在4℃左右，如果溫度達(dá)到6℃以上，就說明出現(xiàn)了技術(shù)問題，要及時更換設(shè)備。

4.4 反吹系統(tǒng)檢查

在進(jìn)行反吹系統(tǒng)的檢測工作時，要確保氣體壓力正常，在進(jìn)行手動操作時，要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際狀態(tài)，切換工作模式，進(jìn)行反吹操作。自動反吹系統(tǒng)是在PLC系統(tǒng)的操作模式下，設(shè)置好工作時間，保持正常的測量狀態(tài)，避免因?yàn)榧夹g(shù)操作問題造成設(shè)備損壞。

4.5 蠕動泵檢查

在蠕動泵的應(yīng)用過程中，做好蠕動泵的檢測工作。要預(yù)先進(jìn)行設(shè)備的準(zhǔn)備操作，排除制冷器中的水分，同時，進(jìn)行取樣記錄的密封操作。如果技術(shù)操作不嚴(yán)謹(jǐn)，會造成蠕動泵的設(shè)備損壞問題，從而導(dǎo)致測量工作無法順利進(jìn)行。

4.6 采樣泵檢查

在CEMS系統(tǒng)中，采樣泵是非常重要的應(yīng)用設(shè)備，通常在該設(shè)備處設(shè)置旁路閥門，要提升采樣泵的承受能力，延長該設(shè)備的使用周期。如果出現(xiàn)膜片損壞問題，也會造成采樣泵的損壞現(xiàn)象。

4.7 過濾器檢查

CEMS系統(tǒng)中的過濾設(shè)備較多，包括一級過濾器、二級過濾器和疏水過濾器，主要應(yīng)用目的是為了過濾掉氣體中的水分和雜質(zhì)，要定期進(jìn)行過濾器的檢測工作，定期更換濾芯，一般來說，濾芯的使用周期為3～6個月。

5 結(jié)語

在社會發(fā)展的過程中，環(huán)境污染問題危及人們的日常生活，火電行業(yè)作為重要的基礎(chǔ)工業(yè)，在傳統(tǒng)工作模式下，會造成非常嚴(yán)重的大氣污染。目前來看，煙氣脫硫系統(tǒng)已經(jīng)成為重要的應(yīng)用技術(shù)，為了提升我國電力行業(yè)的可持續(xù)性，在今后發(fā)展的過程中，要不斷進(jìn)行該技術(shù)的研究工作。CEMS系統(tǒng)作為一種應(yīng)用結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，容易出現(xiàn)許多故障，要進(jìn)行故障無問題的排查工作，及時處理故障，解決問題現(xiàn)象，才能提升該系統(tǒng)的應(yīng)用效率。本文主要進(jìn)行該問題的探究工作，與各位同行分享，旨在為相關(guān)工作提供參考依據(jù)，提升火電行業(yè)的發(fā)展能力。