燃煤電廠安裝煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，可對SO2、NOx和煙塵等污染物的排放進(jìn)行有效的監(jiān)測和控制，既減少對環(huán)境的破壞，同時也能提高機(jī)組的運行經(jīng)濟(jì)性，因此做好煙氣污染物排放控制工作，保證電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定可靠地運行尤為重要。
一、CEMS系統(tǒng)組成
煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)是由煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)組成。
CEMS的組成設(shè)備按照安裝布置分為煙道現(xiàn)場部分和儀器間部分，煙道部分儀器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測儀、煙氣溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流速儀。儀器間設(shè)備包括：煙氣預(yù)處理裝置、煙氣分析儀、工控機(jī)、空壓機(jī)、標(biāo)氣瓶等。
二、工藝過程
CEMS系統(tǒng)現(xiàn)多采用直接抽取法對煙氣進(jìn)行取樣，經(jīng)三級濾塵/濾油處理，再經(jīng)除濕系統(tǒng)去除煙氣中的水分，預(yù)處理之后的煙氣進(jìn)入分析儀表。SO2和NOx一般采用非分光紅外氣體分析技術(shù)進(jìn)行測量，O2則通過電化學(xué)法的傳感器來測量，測量值在儀表上顯示，同時上傳到數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)(DAS系統(tǒng))。
煙塵、流速、溫度、壓力等傳感器直接安裝在測量點位置，采用插入探頭方式直接測量，測量結(jié)果也傳送到DAS系統(tǒng)?，F(xiàn)場工控機(jī)通過RS-485總線將現(xiàn)場各路采樣數(shù)據(jù)經(jīng)分析處理后存入數(shù)據(jù)庫并實時顯示和上傳到檢測中心的計算機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的存儲、統(tǒng)計、打印、傳輸?shù)裙δ?，達(dá)到連續(xù)準(zhǔn)確可靠的監(jiān)測目的。
三煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)常見故障分析
以某熱電廠煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的典型故障為例，其運行故障主要體現(xiàn)在樣氣預(yù)處理系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件方面的故障。具體分析如下：
(一)樣氣預(yù)處理系統(tǒng)故障
01.取樣管及探頭易堵塞，使進(jìn)入分析儀組件的樣氣流量不足，引起測量值偏差取樣管由煙道插入，通過法蘭連接取樣探頭引出煙氣，探頭有濾芯，用來過濾煙氣中的煙塵。由于取樣探頭與煙道連接處的法蘭部分沒有保溫裝置，樣氣從煙道抽取后經(jīng)探頭濾芯時溫度下降，煙氣中的水汽易析出，而此處樣氣尚未進(jìn)行過濾，水與樣氣中的灰結(jié)合形成腐蝕性物質(zhì)，易越結(jié)越大，從而堵塞取樣管且腐蝕法蘭和取樣探頭。
采取措施：采用配備加熱裝置的取樣探頭，探頭通過取樣管采集管路中的樣氣，濾芯對樣氣的粉塵進(jìn)行一級過濾后，利用加熱器對樣氣進(jìn)行加熱，使煙氣溫度控制在150~200℃間，保證在露點溫度之上，防止樣氣中的水分出現(xiàn)凝結(jié)。同時需定期對濾芯、法蘭和伸入煙道的取樣管進(jìn)行清理疏通，加強(qiáng)反吹效果，并保持吹掃氣壓為0.6MPa。
伴熱取樣探頭結(jié)構(gòu)原理
02.除水效果不佳，影響煙氣分析儀正常運行
除濕系統(tǒng)的作用是快速分離樣氣中的水氣并把冷凝水排出，盡可能地降低樣氣中的含水量，使進(jìn)入分析儀組件的樣氣為干燥氣體。一般由冷凝器、采樣泵、蠕動泵和相關(guān)的報警和控制部件構(gòu)成，除濕系統(tǒng)中的主要故障為：
1)冷凝器制冷效果不理想，樣氣中含有大量的水分沒有被分離，分析儀過濾器及流速表中有水珠存在，如果長時間運行，會損壞分析儀。采取的措施是在樣氣進(jìn)入過濾器前加裝一個阻水器,阻擋過多的水分被帶進(jìn)分析儀。同時提高伴熱溫度，降低冷凝器的溫度，從而提高樣氣與冷凝器的溫度差，加強(qiáng)水分的凝結(jié)，避免分析儀內(nèi)進(jìn)水。
2)蠕動泵管老化變形，失去彈性作用，易形成堵塞，使冷凝水不能及時排出，造成出口樣氣大量帶水，影響抽吸單元和分析組件的正常運行。其次蠕動泵管破裂，大量空氣進(jìn)入樣氣，也會影響分析組件測量的準(zhǔn)確性。在日常維護(hù)中應(yīng)定期檢查、更換蠕動泵管。
03.煙氣分析儀測量結(jié)果誤差偏大
系統(tǒng)中出現(xiàn)上述部分故障，將導(dǎo)致分析儀測量結(jié)果與實際數(shù)據(jù)不符，誤差偏大。此外煙氣分析儀的定期標(biāo)定和標(biāo)定時所用標(biāo)氣的有效期也會影響分析儀的測量結(jié)果。
在系統(tǒng)投入運行初期階段，分析儀測量參數(shù)呈逐漸增大的趨勢，尤其是SO2和NOx測量數(shù)據(jù)達(dá)到1500mg/m3左右。這是由于沒有定期對分析儀進(jìn)行標(biāo)定，造成分析儀工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，導(dǎo)致誤差越來越大，測量結(jié)果嚴(yán)重失真。按照分析儀標(biāo)定步驟，進(jìn)行標(biāo)定后，各測量參數(shù)顯示在正常范圍。
因此在日常巡檢維護(hù)中，應(yīng)當(dāng)定期對分析儀進(jìn)行標(biāo)定，降低分析儀的測量誤差。一般建議煙氣分析儀配備一個二位二通的調(diào)零電磁閥，電池閥得電時切斷樣氣、標(biāo)準(zhǔn)氣進(jìn)入，失電時常態(tài)樣氣進(jìn)入、標(biāo)準(zhǔn)氣切斷，以實現(xiàn)對煙氣分析儀的定期標(biāo)定。
其次，CEMS系統(tǒng)使用的標(biāo)氣(一般為N2)不應(yīng)超過有效期。CEMS系統(tǒng)的標(biāo)氣主要用于對煙氣分析儀的定期標(biāo)定，標(biāo)氣的濃度是一個已知的固定值，每一種標(biāo)氣都有有效期，超過有效期后，標(biāo)氣的濃度發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確標(biāo)定分析儀器。
(二)系統(tǒng)軟件方面故障
01.屏蔽效果不佳，系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障系統(tǒng)運行過程中曾發(fā)生有參數(shù)瞬間全部為“0”的現(xiàn)象。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生此種現(xiàn)象時，煙氣分析儀顯示測量結(jié)果正常，對PLC模塊進(jìn)行電腦測試，顯示參數(shù)也正常。而且通訊電纜完好無損，插頭接觸良好，但此種現(xiàn)象多有發(fā)生，因此懷疑是電纜屏蔽不好。待重新剝電纜、接電纜、接屏蔽后，此故障現(xiàn)象不再發(fā)生。
02.分析儀內(nèi)量程參數(shù)與軟件內(nèi)相應(yīng)監(jiān)測參數(shù)的量程不一致
分析儀內(nèi)量程參數(shù)與軟件內(nèi)相應(yīng)監(jiān)測參數(shù)的量程不一致，會導(dǎo)致監(jiān)測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，因此需做相應(yīng)的量程修改。根據(jù)生產(chǎn)流程的工藝要求和實際工況情況，進(jìn)行量程修改。具體做法是進(jìn)入分析儀的顯示菜單，進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，查詢分析儀的量程設(shè)定值，根據(jù)實際需要修改其設(shè)定值；或者是在軟件系統(tǒng)下，以管理員用戶登錄進(jìn)入“系統(tǒng)設(shè)置”項目，將對應(yīng)監(jiān)測參數(shù)的量程修改與分析儀一致即可。
03.報表不能正常打印
系統(tǒng)在正常運行中，數(shù)據(jù)卻不能正常調(diào)用，月報表無法按照要求打印，必須在系統(tǒng)重啟以后，重新打開DAS系統(tǒng)，才能夠顯示數(shù)據(jù)。經(jīng)過與廠家調(diào)試人員了解情況后，得知此種現(xiàn)象是由于系統(tǒng)軟件版本低，運行不穩(wěn)定造成的，待程序進(jìn)行升級后，系統(tǒng)運行一切正常，以上故障得以消除。
四結(jié)語
通過對燃煤電廠煙氣監(jiān)測系統(tǒng)中常見故障及異常情況進(jìn)行分析，并采取了相應(yīng)的處理措施和改造方法，有效的降低了煙氣監(jiān)測系統(tǒng)故障率。同時加強(qiáng)CEMS系統(tǒng)的日常維護(hù)和定期檢修，確保系統(tǒng)組件工作正常，既能減少備件的損壞消耗和儀表的運行成本，也使系統(tǒng)運行可靠性得到大幅提高。
