大唐韩城第二发电有限责任公司 刘应宽

脱硫烟气在线监测系统典型故障分析与处理

大唐韩城第二发电有限责任公司 刘应宽

随着新环保法的执行以及近年来国家对环保的重视程度的加强，脱硫的检查越来越严格,连续自动监测系统（CEMS）不仅是为了让运行人员了解脱硫运行参数是否正常，而且关系到缴纳排污费、脱硫电耗等经济指标，更是环保核查的重点检查环节。因此，连续自动监测系统（CEMS）的正常、可靠、良好的运行是适应当前环保形势，应对环保检查的必要条件。

脱硫烟气；在线监测；处理

我公司二期脱硫CEMS采用的是雪迪龙生产的SCS—900，系统主要组成部分入图1，CEMS由气态污染物(SO2、NOX、CO、O2) 监测，烟尘(颗粒物)监测，烟气参数(流速、温度、压力、湿度等)监测，数据采集、传输与处理4个子系统组成。气态污染物采用非分散红外原理进行测量，测量方法为抽取式；烟尘采用激光后散射法测量，烟道单侧安装，通压缩空气保护镜头；CEMS的测量参数进人脱硫装置的分散控制系统(DCS)，用于脱硫工艺控制和脱硫效率计算，并通过专门的环保数据采集仪，向当地环保部门和省电力调度中心传送环保数据。

图1

1 针对在运行及维护过程出现的典型故障，分析总结如下所示

1.1 取样管线伴热不良

若要取样管内水以气态形式存在其温度必须保持在135℃左右，由于二期脱硫净烟气温度为76℃左右，且烟气的含水量较高（冬季尤为明显），当取样管线伴热不好导致水汽的冷结，使SO2产生结露损失, 导致测量结果偏低。另外，探头处伴热不良，烟气中水汽凝结，加上烟尘中的粉尘较多，容易造成取样探头堵塞。

针对措施：1）采用数字表加固态继电器温控，保证了管线伴热可靠。确保取样探头及取样管线的温度必须保持在130℃左右。2）由于取样管路较长，而实际测量温度点在靠近仪表侧的取样管路这上，曾出现过温度显示正常，而实际取样管路不热的现象，在巡检时对取样管路及伴热认真检查。3）每六个月清洗一次采样管线，以防止管线的堵塞。如果，烟尘较多应缩短管线清洗的周期。

1.2 烟气预处理故障

烟气预处理单元中，冷凝装置是关键设备，一般冷凝器控制温度应保持在3～5℃，冷凝单元的作用是通过样气温度的骤降，分离并尽最大可能地快速降低样气中的含水量并排出，使进入分析仪的样气为干燥气体。预处理系统发生故障主要为：一是冷凝器故障，不制冷或制冷效果差，水气不能正常冷凝排出，导致分析仪有进水的风险；二是预处理存在泄漏，如冷枪破损、接头不严；三是蠕动泵故障以及排水管路堵塞造成抽水不畅造成冷凝水不能及时排出；四是，蠕动泵管长时间使用，泵管老化，破损泄漏。

针对冷凝器制冷效果不好，我们对脱硫CEMS进行改造，将原单冷凝器改为双冷凝器，增强制冷效果，确保烟气中的水汽尽量快速冷凝、排出。同时应经常检查冷腔及排水管是否有堵塞，蠕动泵排水是否正常。定期更换蠕动泵管。

另外，当环境温度达到30℃以上时，冷凝器在高温环境下散热效果差，有可能造成电机过热保护动作而停止工作，冷凝器长期运行在高温环境下，故障率很高，使用寿命也大大降低。因此，维持CEMS小室温度在20℃左右，对于降低CEMS的故障率，使之准确测量是极其必要的。

1.3 分析仪发流量低

分析仪正常流量在1.2～2 mL/min，流量过低不能满足测量，并且分析仪有流量低报警提示。流量低的原因可能为流量调节阀被误关；探头过滤器堵塞或者泵工作不正常导致。还有可能为在取样泵出口至分析仪表之间的取样管路存在泄漏。

针对以上几种可能存在问题进行检查及处理，首先对取样管路的气密性进行检查（根据气路原理图），检查是否存在漏气，检查取样套头是否存在积灰现象，如果处理后仍没效果，清理取样泵膜片并检查取样泵的出力情况。处理结束仍存在流量低报警，可能为取样管路堵塞，用压缩空气进行反吹，将取样管路恢复。另外，取样泵出力不够，也会造成流量低报警，一般清理取样泵膜片积灰即可恢复正常。

1.4 反吹系统故障

反吹系统的作用是保证滤芯正常工作，由于烟气中含有一定量的粉尘，烟气通过滤芯后变成样气，正常的滤芯应尽最大可能地降低烟气中的含尘量，滤芯工作一定时间后必然会堵塞，当压缩空气质量不好时， 反吹反而加速滤芯的堵塞并使样气中带入更多的水气，致使样气流量降低，并溶解部分SO2。

我们对压缩空气加装了空气过滤器，并定期疏水，保证压缩空气的干燥洁净，避免探头处积灰

1.5 氧气含量异常

首先在仪表中检查氧电池电势，当低于6mV时报警，提示维护，低于5mV时，则分析仪报故障。氧量偏高一般情况下是因为有空气进入取样管路中，在消除故障的过程中检查样气取样回路，确认气密性完好。另外，探头吹扫电磁阀阀关闭不严，也会导致吹扫空气漏入样气管路，导致分析结果不准确。大，折算浓度是评价烟气污染物是否超标排放的依据。

氧量的测量对污染物的折算浓度影响很大，折算浓度是评价烟气污染物是否超标排放的依据。气体取样管路的气密性是保证氧量测量准确的关键因素，否则将会导致造成实际过剩空气系数变高，折算后的二氧化硫和氮氧化物排放浓度也变高。

1.6 保护过滤器异常

发现保护过滤器变色或积水，应立即检查探头加热及取样管加热是否正常及压缩机冷凝器、蠕动泵工作是否正常。如出现保护过滤器异常不及时处理，将可能造成取样管线的堵塞。清洗的工作量将加大。

为及时发现保护过滤器积水，在过滤器底部增加报警装置，如果滤杯内积水，将触发报警，提示需要更换滤芯或检查系统水汽大的原因。

1.7 粉尘显示异常

在维护中经常发现粉尘显示偏大或者大范围波动，首先检查粉尘仪镜片是否存在积灰及有水汽存在，检查光源是否正常，并对粉尘仪进行零位及量程的标定。同事还要检查吹扫气源是否正常，压缩空气品质是否合格。目前4号脱硫出口粉尘仪采用的仪表为3个方向吹扫，大大的减少了镜片积灰次数。

1.8 分析仪检测结果误差偏大

测量结果误差偏大的原因与分析仪的定期标定和标定时所用标气的有效期有直接关系。CEMS系统分析仪器的标定误差偏大，甚至出现误差超过50%的现象。主要原因是标定不及时，造成分析仪器误差越来越大。其次CEMS系统使用的标气超过有效期。CEMS系统中的标气主要用于对分析仪器的定期标定，标气的浓度是一个已知的固定值，每一种标气都有有效期，超过有效期后，标气的浓度发生变化，不能准确标定分析仪器。

1.9 流速吹扫电磁阀异常

运行中CEMS参数多次周期性的波动，每次波动间隔大约为4小时左右（系统吹扫时间设置为4小时）。检查中发现在吹扫时控制柜内所有隔离栅全部瞬时断电，然后恢复正常。分析波动是由于系统吹扫引起的，对吹扫电磁阀逐个检查，发现流速吹扫电磁绝缘不好，在吹扫时造成系统瞬时断电（ 流速吹扫电磁阀的电源来自控制柜内经隔离变转换来的24V电源，与控制柜内隔离栅使用同一电源），查明原因后更换控制电缆。同时增加电源模块将电磁阀电源与隔离栅电源隔离。

1.10 数据上传率低

CEMS数据经数据传输仪无线传输至省环保平台，用作排污量的核算，并以此为基准来核算排污费和环保电价。由于CEMS仪表及传输仪所在位置信号不好，经常存在丢包现象。针对此现象，我们增加信号放大器，用于增加CEMS小室内的限号强度，调高数据传输的有效率。

2 结束语

根据对CEMS系统运行维护得出的经验，只要加强预处理系统的日常和定期维护，确保样气预处理系统工作正常，分析仪故障率会大幅下降，在掌握其使用方法的同时，要提高问题的故障判断和处理水平，缩短处理问题的时间，同时根据频发故障积极查找原因，提出改进方案，确保CEMS系统正常稳定运行，提供真实可靠的环保数据。

[1]国家环境保护总局HJ/T76－2007,固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求检测办法[M]．北京:中国环境科学出版社,2007．

[2]刘改平．烟气连续监测系统在火力发电厂的应用[J]．西北电力技术,2006,34(1):30-32．

[3]王森,符青灵．仪表工试题集:在线分析仪表分册[M]．北京:化学工业出版社,2006:180-188．

[4]汤文全,袁强．烟气在线监测系统在火力发电厂的应用[J]．电力自动化与仪表,2003,24(4):48-49．