水分氣密性對(duì)cems系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響及對(duì)策

1、<p>　　水分、氣密性對(duì)CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響及對(duì)策</p><p><b>　　劉鵬 </b></p><p>　　靖遠(yuǎn)第二發(fā)電有限公司，甘肅省白銀市平川區(qū) 730919；</p><p>　　摘要：介紹了CEMS系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用情況及工作原理、構(gòu)成。重點(diǎn)對(duì)CEMS系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)影響最大的兩個(gè)因素進(jìn)行分析，提出對(duì)策，以提高CEM

2、S系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和準(zhǔn)確性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：CEMS；水分；氣密性</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的縮寫,即“煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”。它由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集

3、處理與通訊子系統(tǒng)組成?；痣姀SCEMS系統(tǒng)是脫硫脫硝的核心設(shè)備，承擔(dān)著設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行及滿足環(huán)保要求進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放的在線連續(xù)監(jiān)測(cè)任務(wù)。</p><p>　　某火電廠總裝機(jī)容量為1300MW（2×320MW+2×330MW），四臺(tái)機(jī)組CEMS系統(tǒng)采用北京雪迪龍公司成套產(chǎn)品。CEMS系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)作為脫硫設(shè)備運(yùn)行的重要指標(biāo)，必須確保測(cè)量參數(shù)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確，提高數(shù)據(jù)被環(huán)保部門采用的有效性。</p>

4、;<p>　　通過多年來對(duì)CEMS系統(tǒng)運(yùn)維，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)氣密性以及水分對(duì)CEMS系統(tǒng)影響極大，對(duì)于分析儀數(shù)據(jù)的有效性有決定性作用，隨著近年來環(huán)保要求的提高，對(duì)于CEMS系統(tǒng)的維護(hù)要求也越來越高，只有及時(shí)判斷出問題所在，才能迅速解決，本文通過多年來積累的案例就水分以及氣密性對(duì)CEMS數(shù)據(jù)的影響以及采取的對(duì)策進(jìn)行探討。</p><p>　　2 工作原理及構(gòu)成</p><p>　　2

5、.1 煙氣的氣體分析（NOx、O2）采樣方法</p><p>　　為直接抽取加熱法。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)已安裝的氣態(tài)污染物CEMS中，直接抽取法大約占70%。直接抽取法可分為冷-干直接抽取和熱-濕直接抽取，冷-干抽取法給出的煙氣濃度為干基，熱-濕抽取法給出的煙氣濃度為濕基。我國(guó)安裝的基本為冷-干直接抽取法。</p><p><b>　　2.2 測(cè)量原理</b>&l

6、t;/p><p>　　NOx測(cè)量原理――NRIR 不分光紅外法；</p><p>　　O2 測(cè)量原理――電化學(xué)法；</p><p>　　流量測(cè)量原理――差壓法；</p><p>　　溫度測(cè)量原理――熱阻法。</p><p><b>　　2.3 系統(tǒng)構(gòu)成</b></p><p&g

7、t;　　CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)組成。氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測(cè)氣態(tài)污染物NOX等的濃度和排放總量;煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要用來測(cè)量煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量等,用于排放總量的計(jì)算和相關(guān)濃度折算;數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器和DAS系統(tǒng)構(gòu)成,實(shí)時(shí)采集各項(xiàng)參數(shù),生成各濃度值對(duì)應(yīng)的干基、濕基及折算濃度,生成日、月、年的累積排放量,并將報(bào)表實(shí)時(shí)傳輸?shù)江h(huán)保主管部門

8、。</p><p>　　3 水分對(duì)CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響</p><p>　　水分是影響CEMS檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的最大因素，通過對(duì)相關(guān)缺陷的統(tǒng)計(jì)，80%以上數(shù)據(jù)異常都是由于水分導(dǎo)致，其產(chǎn)生影響的主要方式為：煙氣中水分在管路中凝結(jié)為凝結(jié)水，吸收樣氣中的SO2，導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真。</p><p>　　3.1 溫度不足導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常</p><p>　

9、　運(yùn)用冷-干直接抽取法的CEMS系統(tǒng)，溫度控制非常重要，整個(gè)煙氣抽取管路都要保證溫度在120℃以上，冬季,環(huán)境較冷時(shí)，溫度要保證在130℃以上，否則煙氣中水分就會(huì)冷凝，導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常。</p><p>　　3.1.1 故障現(xiàn)象：凈煙氣吹掃后SO2參數(shù)突變，NOX和O2測(cè)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定。</p><p>　　從故障現(xiàn)象看，可能是氣態(tài)污染物煙氣采集和預(yù)處理系統(tǒng)某個(gè)部件工作不穩(wěn)定引起的。因此，對(duì)可疑

10、部件進(jìn)行檢查和處理。</p><p>　　經(jīng)過檢查，模擬量信號(hào)隔離器，吹掃電磁閥分析儀以及PLC模擬量擴(kuò)展模塊工工作都正常。就地采樣探頭加熱溫度設(shè)置在理論值120℃，由于濕法脫硫煙氣濕度較大，煙氣中的SO2會(huì)不同程度的溶解在冷凝水中。懷疑探頭加熱溫度理論設(shè)計(jì)的偏低，調(diào)高探頭溫度到180℃，故障現(xiàn)象基本消失。說明原給定探頭加熱溫度在濕法脫硫中不足以克服煙氣的冷凝水，吹掃后冷凝水被吹掉，不再吸收SO2，導(dǎo)致參數(shù)變化。

11、探頭溫度提高后，探頭部位無冷凝水形成，問題得以解決。</p><p>　　3.1.2 故障現(xiàn)象：原煙氣SO2瞬間增大一倍或幾倍，脫硫效率大幅波動(dòng)。 </p><p>　　此故障出現(xiàn)偶然性較大，故障現(xiàn)象無規(guī)律可尋。</p><p>　　首先懷疑分析儀可能存在故障，在分析儀氣體排出管上再接一臺(tái)備用儀器進(jìn)行監(jiān)視。用空氣對(duì)兩臺(tái)表計(jì)校零，SO2標(biāo)氣校驗(yàn)量程，表計(jì)均合格。當(dāng)測(cè)

12、量值瞬間波動(dòng)時(shí)，兩臺(tái)表均出現(xiàn)此現(xiàn)象，說明表計(jì)正常。</p><p>　　將就地采樣探頭溫度調(diào)高到180℃，管線伴熱調(diào)高到160℃，并對(duì)管線和就地采樣探頭進(jìn)行吹掃，觀察故障現(xiàn)象依然存在。</p><p>　　預(yù)處理機(jī)柜的氣路若存在漏氣或堵塞也可能發(fā)生測(cè)量參數(shù)的突變，仔細(xì)檢查氣路嚴(yán)密，無漏氣或堵塞現(xiàn)象。</p><p>　　測(cè)量管線伴熱電阻，發(fā)現(xiàn)其阻值偏低，與計(jì)算值差別

13、較大，延采樣管線檢查，發(fā)現(xiàn)一段管線溫度較低，伴熱不工作，對(duì)該段管線伴熱進(jìn)行處理，恢復(fù)其伴熱功能，由于SDL公司采樣管線伴熱采取并聯(lián)方式，可能會(huì)出現(xiàn)某段管線熱阻故障的現(xiàn)象，觀察一段時(shí)間，故障現(xiàn)象消失，說明管線伴熱不良，煙氣冷凝水干擾測(cè)量參數(shù)的大幅波動(dòng)， </p><p>　　3.2 預(yù)處理系統(tǒng)工作效果不佳</p><p>　　在煙氣抽取管路階段要保持高溫，在煙氣預(yù)處理階段煙氣溫度要迅速降低

14、，若處理效果不良，會(huì)對(duì)后續(xù)測(cè)量過程造成干擾。</p><p>　　3.2.1 除水故障現(xiàn)象：預(yù)處理機(jī)柜過濾器有水汽，過濾器濾芯發(fā)黃或表面附著臟物</p><p>　　煙氣預(yù)處理機(jī)柜的除水設(shè)備是整個(gè)煙氣預(yù)處理的核心，除水效果不良，冷卻壓縮機(jī)工作性能差，若冷腔溫度超過5℃或低于1℃，高溫?zé)煔獠荒芩查g冷卻，煙氣攜帶水份進(jìn)入過濾器，析出在玻璃壁內(nèi)。</p><p>　　檢

15、查蠕動(dòng)泵泵管是否老化產(chǎn)生裂紋，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速是否不均勻、平穩(wěn)，是否有雜音，導(dǎo)致冷凝水無法從管路中不斷排出，隨煙氣流動(dòng)。若泵管老化變形，及時(shí)進(jìn)行更換。</p><p>　　儲(chǔ)液瓶中的冷凝水超過三分之二要及時(shí)傾倒。液位過高會(huì)導(dǎo)致蠕動(dòng)泵排水困難，冷凝水倒流回過濾器。</p><p>　　3.3 CEMS室內(nèi)溫度過低</p><p>　　CEMS系統(tǒng)運(yùn)行要求室內(nèi)溫度為常溫，但

16、北方冬季環(huán)境溫度很低，導(dǎo)致溫度條件無法滿足要求。</p><p>　　3.3.1 故障現(xiàn)象：分析儀數(shù)據(jù)不變化</p><p>　　就地檢查發(fā)現(xiàn)，該機(jī)柜分析儀樣氣出口管路被靠近墻壁，由于冬季氣溫低導(dǎo)致管路被冷凝水凍結(jié)，分析儀中樣氣不能有效更新，分析數(shù)據(jù)無變化。提升室內(nèi)溫度后正常。</p><p>　　4 氣密性對(duì)CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的影響</p><

17、;p>　　4.1 空氣過量系數(shù)簡(jiǎn)介</p><p>　　由于各種鍋爐及其鍋爐形式、燃燒方式的不同，鍋爐過?？諝庀禂?shù)也不同，為了統(tǒng)一尺度對(duì)鍋爐排放的二氧化硫進(jìn)行監(jiān)管，國(guó)家環(huán)保部在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)定義排放濃度時(shí)也同時(shí)定義了溫度273K、大氣壓101325Pa、鍋爐煙氣過?？諝庀禂?shù)等條件，折算到該條件下的排放濃度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值即為“達(dá)標(biāo)排放”，超過規(guī)定值即為“超標(biāo)排放”。環(huán)保局的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均按標(biāo)準(zhǔn)折算，以確定是否超標(biāo)應(yīng)

18、予處罰，并按此計(jì)算排放總量。實(shí)測(cè)值與折算值得出的重量是一樣的。</p><p>　　過?？諝庀禂?shù)是燃料燃燒時(shí)實(shí)際空氣需要量與理論空氣需要量之比值，用“α”表示。 　　</p><p>　　α＝20.9%/(20.9%-O2實(shí)測(cè)值) 　 </p><p>　　20.9%為O2在環(huán)境空氣中的含量，</p><p>　　O2實(shí)測(cè)值為儀器測(cè)量煙道中的

19、O2值</p><p>　　排放濃度折算值＝實(shí)測(cè)值×（α實(shí)際值/α國(guó)標(biāo)值）</p><p>　　在實(shí)際工作中，折算值對(duì)于運(yùn)行指導(dǎo)意義更大，因?yàn)槠浔画h(huán)保部門作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。而折算值變化最直接的原因就是氧含量的變化。在CEMS系統(tǒng)中，氧含量的異常變化一般都是由于系統(tǒng)氣密性所致，下面就對(duì)其展開討論。</p><p>　　4.1 管路堵塞導(dǎo)致異常</p>

20、;<p>　　4.1.1 故障現(xiàn)象：樣氣流量低</p><p>　　在氣路完好的前提下，采樣管線堵塞和采樣泵工作不正常是主要原因，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查。同時(shí)還應(yīng)做系統(tǒng)氣密性檢查。</p><p>　　旁路閥門開度過大，導(dǎo)致氣體流量過低，對(duì)旁路閥門開度進(jìn)行調(diào)整。</p><p>　　檢查疏水過濾器是否堵塞，疏水過濾器本身對(duì)于樣氣而言阻力較大。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，由

21、于灰塵以及水汽作用，阻力過大導(dǎo)致流量不能保證，可暫時(shí)將疏水過濾器去掉，確定其是否堵塞。</p><p>　　采樣管路堵塞，檢查采樣管線要注意不要使重物體壓在管線上，或人員踩踏，以避免內(nèi)部取樣管與加熱帶親密接觸而造成取樣管損壞，若取樣管損壞，將難以修復(fù)，必須更換。當(dāng)系統(tǒng)在意外的情況下出現(xiàn)取樣管堵塞時(shí)，建議采用壓縮空氣人工的方法對(duì)其清洗疏通，同時(shí)應(yīng)保護(hù)人身安全及系統(tǒng)設(shè)備。</p><p>　　

22、當(dāng)采樣氣體流量降低時(shí)，應(yīng)檢查調(diào)節(jié)針閥和取樣泵膜片，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，由于氣體腐蝕以及結(jié)垢，會(huì)導(dǎo)致取樣泵內(nèi)氣路堵塞，或者取樣泵膜片磨損。需要清洗或更換。</p><p>　　探頭過濾器堵塞?？刹捎脡嚎s空氣對(duì)其進(jìn)行吹掃清洗（拆卸后由濾芯外側(cè)向內(nèi)側(cè)吹掃）。如濾芯嚴(yán)重堵塞或裂縫及時(shí)更換。建議每6個(gè)月檢查一次。</p><p>　　4.1.2 故障現(xiàn)象：O2濃度稍高，檢查不到漏點(diǎn)。</p>

23、<p>　　出現(xiàn)此類故障，在確認(rèn)氣密性之后，可以判斷是由于采樣探頭、探桿出現(xiàn)堵塞，對(duì)其進(jìn)行疏通即可。</p><p>　　CEMS樣氣采集管線一般比較長(zhǎng)，采樣泵的吸力與整個(gè)管路的阻力是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程，當(dāng)源頭堵塞后，就會(huì)從整個(gè)管路上最容易吸氣的地方進(jìn)氣，在這種情況下，即使將所有接頭都進(jìn)行緊固，仍然有相對(duì)松的那個(gè)接頭漏氣，故檢查不到漏點(diǎn)。</p><p>　　此類故障發(fā)生后，

24、查找原因難度比較大，要徹底檢查堵塞的原因，是由于反吹系統(tǒng)故障還是由于煙氣中煙塵含量大，并制定相應(yīng)的對(duì)策，防止此類故障再次發(fā)生。</p><p>　　4.2 管路漏氣導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常</p><p>　　4.2.1故障現(xiàn)象：SO2、NOX濃度偏低，O2濃度偏高或者不變。</p><p>　　出現(xiàn)此種故障，一般是由于管路氣密性不嚴(yán)，空氣漏入導(dǎo)致。同時(shí)對(duì)氣體分析儀器量程進(jìn)行

25、標(biāo)定。</p><p>　　首先檢查氣密性：將旁路調(diào)節(jié)閥開到最大，堵住進(jìn)氣管路，檢查機(jī)柜管路的氣密性，若流量接近零，說明機(jī)柜管路氣密性良好。反之表明機(jī)柜管路存在漏氣，逐一排查。</p><p>　　出、入口O2測(cè)量值一般小于9%。比對(duì)二者差值，如果差別比較大（1％以上），則需要檢查采樣管路的氣密性，查看接頭是否存在漏氣，管路是否破損，采樣探頭電磁閥門是否漏氣。</p><

26、;p>　　檢查管路中是否有積水，管壁是否有水珠，尤其是冷凝器出、入口管段。檢查采樣管線是否有彎曲以及伴熱是否良好。懷疑管路中有水，可以采用99％的N2進(jìn)行吹掃。</p><p>　　對(duì)氣體分析儀器進(jìn)行零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)。</p><p><b>　　5 防范措施</b></p><p>　　針對(duì)以上故障原因的分析及處理，在定期檢查維護(hù)中應(yīng)采

27、取防范措施可以有效避免類似故障的發(fā)生，對(duì)維護(hù)人員提出要求：</p><p>　　1、對(duì)CEMS系統(tǒng)溫度控制點(diǎn)要了然于胸，何處高溫，何處低溫要能夠予以保證。并根據(jù)環(huán)境溫度的變化及時(shí)予以調(diào)整，保證系統(tǒng)運(yùn)行要求。</p><p>　　2、能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的判斷漏點(diǎn)、消除漏點(diǎn)。</p><p>　　3、加強(qiáng)定期巡檢，定期維護(hù)，保證設(shè)備健康水平。</p><

28、p>　　參 考 文 獻(xiàn) </p><p><b>　　[1] </b></p><p><b>　　[2] </b></p><p><b>　　[3] </b></p><p><b>　　作者簡(jiǎn)介：</b></p><p