淺談CEMS 煙氣在線連續監測系統的維護

王慶博

摘要：火力發電廠在我國的經濟發展中發揮著重要的作用，無論是在工農業生產中還是人們的日常生活中都離不開電能的供應，所以要保證火力發電廠的運行質量。隨著經濟建設的發展，我國的生態環境遭到了嚴重的破壞，火力發電廠運行期間，在煙塵的排放中含有大量的SO2，對空氣造成了極大的污染。煙氣連續監測系統是對煙氣排放物進行監測的系統，是發電廠運行中的一個重要指標。文章對于煙氣連續監測系統的功能和方法進行了分析，并對使用和日常維護進行了闡述。

關鍵詞：CEMS系統；組成；功能；運行；維護

1 系統組成及功能

1.1 系統組成

CEMS 是煙氣在線連續監測系統的簡稱，是一種大型的在線分析成套系統。CEMS 系統主要由顆粒物監測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣排放參數監測子系統、系統控制及數據采集處理子系統、氣源電源通訊等輔助設施子系統等組成。

1.2 主要功能

顆粒物監測子系統主要對煙氣中的煙塵濁度進行監測，并通過試驗標定轉換為煙氣濃度參數。氣態污染物監測子系統主要對煙氣中SO2、NOx、CO、CO2的濃度進行監測，常見的分析原理為紅外吸收法（或紫外吸收法）。煙氣排放參數監測子系統主要測試煙氣溫度、流速、壓力、濕度、氧量等參數，通過流速可以得出煙氣流量，同時根據煙氣溫度、壓力、濕度得出標準干煙氣量，通過氧量將濃度換算為規定過剩空氣系數下的濃度。系統控制子系統主要對反吹、采樣進行控制，數據采集處理子系統對信號采集、進行數據處理并生成報表等。氣源為系統提供反吹氣體，電源為系統提供相應電壓等級的電能，通訊系統進行模/數轉換及數據通信等。

2 CEMS系統運行方法

CEMS系統的運行可分為三個部分，系統的啟動、運行和停機。在系統啟動之前，應該對采樣探頭和伴熱采樣線進行加熱處理，當達到溫度要求后，在開啟電源啟動系統。對伴熱采樣線先行加熱，是為了防止在低溫狀態下，濕氣引起的腐蝕對機器造成損壞或者是因為樣氣含濕而影響到監測數據的精度，如果煙氣的含濕量太多的話，其進入到監測儀器中，將會對儀器造成損壞。在系統正常運行后，應該根據實際情況對系統進行適當的調整。在向鍋爐中投料的時候會產生大量的煙塵，所以這時應該將采樣裝置切換到反吹狀態防止煙塵的進入。在不同的季節，溫度也不同，所以應該根據溫度的變化來對伴熱線的溫控系統進行調整。在系統停機階段，不應該直接將電源關閉，而是應該按照正常的關機程序來執行。首先要將采樣系統中的氣路排空，用壓縮空氣將管線內的殘余氣體清除干凈，然后將氣路的入口關閉，最后在關閉系統的電源。對系統中的反吹系統，應該根據實際的運行情況對鏡片進行清洗或者是停運。

3 CEMS系統維護

3.1 NOX測量原理

進行煙氣監測首先需要進行煙氣的采集，利用取樣泵從煙道內取氣，然后通過伴熱管線樣氣輸送到冷凝器中。之所以會用到伴熱管線，是因為煙氣的溫度比較高，而輸送的線路較長，如果不進行加熱處理的話，那么煙氣在運輸的過程中就會因為溫度降低而使水分從煙氣中分離出來，水分與煙氣中的NOX相互結合產生化學反應，從而形成硝酸，酸的產生會對系統造成腐蝕造成系統的損害，并且還會影響到測量的準確性。在傳輸到冷凝器后，冷凝器中的蠕動泵會將煙氣中水分排走，使其不與NOX接觸。在冷凝器上有管線與外界相通，可以使空氣進入到冷凝器中，然后除去水分的煙氣在經過氣體過濾器后傳送到氣體分析儀中，從而對煙氣進行檢測。在對煙氣進行取樣的過程中，為了不使粉塵堵塞到管路，在系統中設定了定期清除功能，通過空氣壓縮機對伴熱管線進行吹掃。

3.2 氣體分析儀啟用前的準備

3.2.1 啟動前的準備。由于該儀器是氣體分析儀所以在啟動前首先要檢查氣體是否存在泄漏，檢查氣體是否泄漏通常用一個U型管壓力計便可以用最簡便的方法測量出壓力。

3.2.2 分析儀的標定。在分析儀安裝好之后，可以用標定氣來對分析儀進行標定。標定應該使用一種含有足夠濃度被測組分氣體來進行。進行標定時應確保氣體流量在1.2-2.0L/min之間。

3.3 氣路系統的維護

3.3.1 取樣探頭的維護。針對脫硝煙道內高溫、高粉塵以及容易形成銨鹽的特點，M6200型取樣探頭為高溫型探頭，材質為316L不銹鋼，樣氣首先經過裝有過濾精度為2μ的合金燒結前置過濾器的采樣探桿，通過外表面過濾的方式，將大部分的顆粒物過濾掉，其中探桿插入煙道深度為1.5 米。

煙氣進入溫度達到320℃的探頭過濾裝置，這個溫度與煙道溫度相仿，避免了取樣過濾過程中煙氣溫度的巨大變化帶來煙氣體積的巨大變化形成冷凝，從而有效避免在探頭過濾器的地方出現硫酸氫銨鹽結晶體，形成堵塞；探頭內部配備了過濾精度為1.0-2.0μ的特殊合金燒。結過濾器，通過外表面過濾的方式對煙氣中的顆粒物進行有效過濾，將干凈的煙氣傳輸到儀表間。應每6個月檢查一次探頭過濾器，可以采用壓縮空氣對其進行吹掃清洗。如果濾芯嚴重堵塞或者裂縫應及時更換。

3.3.2 采樣管線的維護。ESC-JH3 型伴熱管線加熱功率為每米60W，讓取樣出來的煙氣在整個傳輸過程中都保持180℃的高溫，保證了樣氣在取樣管中不會產生冷凝水，并出現硫酸氫銨鹽的結晶體析出（根據有關研究文獻，硫酸氫銨鹽的析出溫度為147℃）。采樣管線在平時是不需要進行維護的，但在平時要注意管線上不能放置重物，如果有重物壓在管線上，管線在承力的作用下會使內部的取樣管與加熱帶發生接觸，從而導致管線的損壞，一旦取樣管破損，則需要進行更換，沒有辦法進行修復。

3.3.3 冷凝器的維護。氣體冷凝器發生故障的機率較小，其維護工作也是半年更抽象一次蠕動泵泵管即可，這個泵管是安裝在冷凝器下端的，同時，如果發現冷凝器內有粉塵時，可以用人工用水進行清洗的辦法來進行處理。

3.3.4 保護過濾器的維護。保護過濾器可以有效的過濾煙氣中的水汽和粉塵物，這些東西附著在保護過濾器上，濾紙則會慢慢的變色，因此，發現濾紙變色后即及時進行更換，當前級氣路的過濾器的探頭失去效用時，保護過濾器的濾芯變色則會較快，這時就應該對前級過濾器進行檢查，應該是冷凝器工作失常所致。

3.3.5 測塵儀的維護。對于測塵儀的維護，一般時候是每三個月檢查一次，但對于檢查時發現測塵儀所運行的環境較為惡劣時，則應該經常更換空氣過濾器。正常情況下，測塵儀只要光學窗口保持清潔即可，因其對于測量結果的準確性有著直接的影響。所以在平時維護時，需要用百分之五十的酒精和蒸餾水的溶液做為清潔液來對測塵儀的光學窗口進行清潔，但這里對酒精有要求，需要化學純級的酒精，保證酒精里不能含有油質，因為含有油質的酒精在酒精揮發后則會有油質留下，影響光學窗口的清潔度，因此就會導致測量結果的不準確。

4 結束語

CEMS 煙氣連續監測系統已在火力發電廠中得到廣泛應用，在線監測了電力生產過程中產生 污染氣體的固定排放源以及煙氣脫硫、脫硝系統的控制和監測，有利于運行人員及時調整與監控脫硫、脫硝、除塵等環保設施的運行狀態，加強達標排放管理，為環保部門的監督提供 了科學先進的檢測手段，這對于排放點的有效監測與管理有著積極而重要的意義。

參考文獻

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