直接抽取式CEMS常見故障及原因分析

唐海霞

摘 要：文章對CEMS的檢測方式進行分類介紹，重點對直接抽取式CEMS在工業應用中常見的故障進行原因分析，依據實踐經驗總結切實可行的方法和措施。

關鍵詞：CEMS；故障；現象；原因；措施

CEMS全稱是煙氣在線監測系統，是英文Continuous Emission Monitoring System的縮寫，是指對大氣污染源排放的氣態污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續監測并實現信息實時傳輸的裝置。根據檢測方式不同，可分為直接抽取式、稀釋抽取法、直接測量法三種技術。下面通過圖表的形式介紹一下這三種檢測方法以及它們各自的優缺點。

直接抽取式因為具有測量精度高、低濃度測量較穩定、且標定更為簡便、標氣用量較少等諸多優點，在企業生產現場得到廣泛應用。下面就直接抽取式CEMS一些常見故障及其原因做如下淺析。

1 采樣探頭故障

1.1 故障部位

采樣探頭出現故障幾率最多的部位是陶瓷濾芯，濾芯屬于消耗品，煙塵越大的流通面采樣探頭濾芯的使用壽命越短，如果維護人員不定期檢查更換，或者反吹氣源品質較差，就會直接影響CEMS樣氣的抽取和檢測。

1.2 故障現象

（1）如果發現樣氣流量偏低（正常樣氣流量為0.5～0.7L/min），且將流量調節閥開大仍不能滿足檢測要求時，就要考慮是不是采樣探頭濾芯堵塞所致。（2）如果采樣管線中出現灰塵，基本可以斷定煙氣沒有經過濾芯直接被抽取，應立即檢查濾芯上密封煙氣和出氣口的O型圈是否老化或破損。這種情況危害極大，首先含灰塵的煙氣有可能進入分析氣室，造成氣室污染，干擾儀器測量。再有灰塵會和采樣管線上附著的水汽混合結塊，減少樣氣流通截面，嚴重時可能堵塞管線，造成樣氣無法抽取。（3）如果表計檢測的氧量偏大，極有可能是密封出氣口和空氣的O型圈老化或破損所致，應立即檢查。環保數據分析人員應經常查看、比較風煙系統前后各氧量檢測數據，及時發現氧量異常及漏空氣情況，減少空氣泄漏對檢測數據測量的影響。

1.3 檢查和更換采樣探頭濾芯的注意事項

（1）如果取出的濾芯積灰較多，可以判斷反吹效果不理想。原因可能是反吹氣源壓力不足（低于0.4MPa）或采樣管線不通暢所致；（2）如果濾芯上板結有塊狀灰，可能是反吹氣源品質差含水所致；（3）如果濾芯顏色發灰黑，那就要檢查濾芯的更換時間了，應該是沒按三個月更換的定期工作要求執行；（4）濾芯與探頭間隙較小，裝配時應涂抹少量硅脂潤滑，不能強行推入，以防O型密封圈被擠壓變形或破損。

2 反吹后檢測數據大幅跳變且較長時間不恢復正常

這種現象在排除管路堵塞原因后，應該就是系統抽氣流量調整不合適所致了。合適的抽氣流量才能確保反吹后數據平穩過渡，這一點對脫硝系統自動投用至關重要，因為進入脫硝系統的煙氣粉塵濃度高，反吹頻次必然要增加才能保證濾芯不堵，所以反吹后參數的平穩過渡成為脫硝自動投入的前提條件。

結合我公司產品實際和廠家調試經驗總結如下流量調整方法：（1）將系統置于手動取樣狀態；（2）關閉樣氣流量計，完全打開旁路流量計；（3）關閉（順時針方向）取樣泵回路閥，觀察旁路流量計流量，應達到4-6L/min；（4）調節（開啟逆時針方向）取樣泵回路閥，使旁路流量計流量在2-3L/min；（5）調節旁路流量計，將流量調到1-2L/min左右；（6）調節樣氣流量計，將流量調到0.5L/min。注意要使系統保持：取樣流量>樣氣流量+旁路流量，且差值<1L/min。

我公司現有12套CEMS系統均按此方法進行的調整，反吹后投入采樣儀器檢測結果過渡平穩，且檢測滯后時間較短，未對自動調節形成擾動。

3 分析儀氣室被污染

分析儀氣室是CEMS光學檢測的重要部件，也是分析儀最薄弱的部位，它的內部必須保證絕對干凈和光潔，才能使測量結果準確、穩定。氣室污染較輕微的是氣室內飛入異物，這種情況最直觀的反映就是零點漂移。由于并未損傷內部結構處理起來也比較簡單，只要小心地將異物吹出并重新校準儀器即可恢復正常。

比較麻煩的要數氣室進水這種污染。因為水會溶解二氧化硫形成亞硫酸，腐蝕氣室內壁。這種腐蝕是毀滅性的，被腐蝕的氣室測出的數據會大幅度波動，設備將無法正常分析檢測，只能返廠維修或更換。

導致氣室進水的原因有兩種：（1）冷凝器工作不正常，比如冷凝器冷卻溫度≥5℃、冷凝器排液泵（蠕動泵）工作不正常都可能導致氣室進水。可采取的防范措施：a.加強預處理系統的檢查和維護，確保設備運行正常。b.投入控制柜內通風設施，讓冷凝器工作在一個良好適宜的環境溫度下。（2）儀器停運時，殘留的樣氣發生冷凝現象。正常工作時儀器內部會將分析模塊加熱在50℃左右，但是，當儀器停運時內部溫度會降下來，殘留的樣氣會在氣室內凝結，這就是儀器內部可能出現的冷凝現象，這是不允許發生的。因此在儀器停運前需采取如下措施：a.把外部樣氣管路與儀器分離開以防止樣氣進入儀器內。b.用干燥的氮氣對儀器所有氣路吹掃幾分鐘，如技術等級的氮氣或零點氣在吹掃過程中不能損傷包括周邊氣路在內的所有氣路。c.然后封住儀器的所有接頭或關閉吹掃氣路中的閥。

4 結束語

CEMS系統是一個組成復雜的技術系統，且由于光學檢測原理及煙氣成分的特殊性，要求操作人員必須遵守設備操作規程，按照廠家使用維護說明書及相關規范要求進行維護保養。上面所羅列的諸多故障原因都是維護不及時、不到位所致。因此，確保CEMS系統正常穩定運行的關鍵還是做好CEMS的日常定期維護工作。

參考文獻

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