烟气排放连续监测系统及其常见故障分析及解决方法

烟气排放连续监测系统及其常见故障分析及解决方法

翟桂萍

翟桂萍

（新疆天业集团热电产业电控部832000）

摘要：随着经济的发展，人们对于电力的需求也越来越大，火电厂得到了前所未有的发展，在带来巨大的经济效益的同时，也带来了巨大的环境压力。近些年，我国陆续出台相应的法律法规及行业标准，对火电厂排放标准进行了严格的规定。各火电厂企业陆续建立烟气排放连续检测系统。做好烟气排放连续监测系统故障的分析和处理，不仅关系着企业的生产经营，同时还关系到我们的赖以生存的环境。

关键词：CEMS；故障；分析；处理

1工程概况

新疆天业天辰电厂4×135MW机组其烟气排放连续监测系统采用日本岛津烟气连续监测系统（简称CEMS）。岛津CEMS采用完全抽取法，适用于各种废气的连续性检测。由于系统长期不间断运行，使系统运行故障也逐渐暴露出来。如何及时、正确地处理系统运行出现的故障，关系着整个CEMS系统长久稳定运行。

1.1系统组成

岛津CEMS由固体颗粒物检测子系统、气态污染物检测子系统、烟气排放参数测量子系统以及数据采集处理系统组成。

颗粒物检测对象主要是烟尘等固体颗粒污染物浓度；气态污染物检测对象为燃煤过程中产生的SO2和氮的氧化物为主的气态污染物；烟气排放参数测量对象为排放的烟气的流速、含水量、含氧量等。

1.2工艺原理及方法

1.2.1CEMS对固体颗粒物污染物的测量

烟尘计采用激光背散射原理进行测量，激光器发出的光束以一个微小的角度射入排放源，激光束与烟尘粒子作用产生散射光，背向散射光通过接收系统进入传感器变成电信号进行信号处理，所得信号转换为烟尘浓度。

1.2.2CEMS对气态污染物的测量

CEMS对SO2、NO等的测量，主要通过NSA-3080分析仪，采用分散红外测量技术，利用不同气态污染物红外吸收波长的不同区分气体，通过几次测定红外光通过气态污染物前后的衰减情况，取平均值，从而确定烟气中的SO2、NO2等气体的浓度。

CEMS对烟气含氧量的测量采用磁风法O2分析仪，利用O2分子比其他气体分子易被磁化的特性，向磁场方向运动时，在强磁场的气室中形成磁流风，导致加热组建的温度发生变化，从而导致电阻值发生变化，最终根据电压的变化实现对含氧量的测量。

1.2.3CEMS对烟气排放参数的测定

烟气温度的测量采用PT100热电阻，利用热电阻法测量，当温度变化时导致热电阻的阻值发生变化，导致电压发生相应改变，从而实现温度的测量。

烟气流量的测量通过皮托管流量计测出烟道中的动压和静压，将差压数据进行计算转化，实现流量的测定量。

1.3岛津CEMS工艺流程

CEMS系统运行时，各项系统整体运行流程如图所示：

烟道中的烟气受分别通过颗粒物CEMS、气态污染物CEMS、排气参数CEMS三套子系统进行采样收集、预处理、分析仪分析，最终通过系统DAS软件进行处理，实现烟气排放的连续监测及生产控制。企业可以通过内部局域网根据权限对数据库进行读取、操作以及系统的控制。同时系统可以通过网络与上级环保部门管理系统连接，传输实时数据，实现环境部门的在线监管及相关数据的调用和获取。

2烟气在线监测系统常见故障分析及处理

岛津CEMS系统运行以来，大型故障率较低，小型故障率较高，由于直接涉及到生产效益，企业分外重视，因此按检测流程将部分常见故障进行分类，并进行分析与处理。

2.1采样环节存在问题

由于采样设备及采样工作在排烟烟囱内进行，因此对采样设备所处的位置、环境和设备情况要求较高。

2.1.1采样设备、传感设备位置设置不合理

当采样位置布置在烟道弯头和断面急剧变化的部位，由于烟气流速和密度突变、不稳定，不能正常反映真实数据，导致对固体颗粒物浓度较实际浓度发生误差。

针对此类现象，应按照国家环境保护总局2007年发布的HJ/T75-2007要求，结合烟道实际情况调整采样设备位置，保证采样设备的有效性，保证采样结果的准确性。

2.1.2采样设备、传感设备周边环境不合理

采样位置附近出现烟囱漏孔，易发生漏风改变烟气稳定、出现水滴和雾气现象；烟道振动、及周边环境和电磁辐射导致改变固体颗粒物稳定状态，导致采样结果异常，误差过大。

针对此类现象，在生产运行中，要加强定期对采样设备环境进行检查，保证环境的正常稳定。对漏孔进行修补，通过在采样位置加装柔性阻尼物质，降低振动影响；与大功率设备及电路保持安全距离，降低电磁辐射影响。

2.1.3采样设备、传感设备异常

由于烟囱内采样环境特殊，烟气组成复杂，各种颗粒、水气的混杂，导致烟气组成物质间发生反应，在设备上形成粉尘油污覆盖及各种污垢、甚至导致探头堵塞，影响设备采样。

针对此类现象，加强日常检查处理，对设备进行定期维护保养，对设备定期进行调校。

2.2样气预处理系统故障

烟气预处理时，由于处理环节多，处理复杂，因此发生系统故障导致误差的概率较高。

2.2.1过滤、处理设备失效导致的误差

当反吹压缩空气中含油、水和粉尘较多时，容易导致滤芯堵塞和滤芯前法兰接口的腐蚀和堵塞，使进入系统的烟气流量不足。NO转换器、DFU过滤器、酸雾吸收器等设备达到使用年限，未进行更换同样导致烟气在流经过程处理能力的下降。

对于此类现象，加强系统检查和管理，定期对滤芯进行超声波清洗和更换，保证处理效果。同时结合实际生产情况控制自动吹风频率，降低由于多次吹风导致的系统利用率的降低及吹风空气带水的概率。

2.2.2冷却、排液过程的误差

为排除样气中水汽影响，通过将气中的骤然冷却，使水分凝结，进入排液锅水排出。当排液管破裂，导致空气进入烟气；排液管被异物堵塞或冬季结冰；排液锅水位及浮子流量计等发生异常，都可导致误差。

对于此类现象，加强对排液管、排液锅及浮子流量计的定期检查，及时维护，实现水量测量的准确性，。

2.2.3采样泵故障

正常的抽气是保障分析工作的前提，不良的抽气不仅会影响分析结果，也容易导致分析仪的故障损坏。烟气中由于干燥作用不彻底导致水汽过高，易导致采样泵故障停机，并导致膜片腐蚀、老化，最终不能正常工作。

针对此类显现，应加强设备检修检查，定期更换耗损材料，保证采样泵的正常运转。

2.3分析仪故障分析

2.3.1分析仪供电系统缺陷

分析仪系统供电不足，或信号传输过程中受周边强电、电测辐射等影响，导致电压、电流异常，使光源发射端发光不稳定以及响应时间的迟延，最终导致单位时间内测定的结果误差较大。

针对此类现象，在设计中应增加稳压器等设备保证电力供应，分离主要数据线缆与强辐射设备及强电，保证安全距离，保证数据线路不受到影响。

2.3.2分析仪光学镜片、检测器系统被污染，光路偏移

由于上游尘、水、油等未充分分离而仍然存在烟气中，由于连续性检测，最终在光学镜片、检测器系统上出现油污、粉尘，导致分析结果发生偏差，甚至导致检测仪器系统和功能出现故障；当光路发生偏移时，导致光强的直接减少，导致了误差的产生。

针对此类现象，及时检查分析，并做好上游管理，做好设备定期清洗和调校，保证分析仪器的正常运行。

3结论

本文对新疆天业天辰电厂4×135MW机组所采用日本岛津CEMS进行了分析，并对其实际运行时出现的部分故障现象，进行了研究，并提出对策。而随国家对固定污染源排放的重视，CEMS系统的使用将会越来越广泛，更多的故障会被发现，随之被解决，经验被积累，而完善CEMS系统任重道远。

参考文献：

[1]刘文慧，郭科研，耿彪，张中帅.西门子烟气排放连续监测系统常见问题分析及处理[J].内蒙古电力技术，2015，01：30-34.

[2]郑志明.TH-890型烟气排放连续监测系统常见故障分析及处理[J].仪表技术，2012，01：48-50.

[3]齐宏景.网络化火电厂烟气排放连续监测系统的研究[D].华北电力大学，2002.