脫硫煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型故障分析與處理

大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司 劉應(yīng)寬

脫硫煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)典型故障分析與處理

大唐韓城第二發(fā)電有限責(zé)任公司 劉應(yīng)寬

隨著新環(huán)保法的執(zhí)行以及近年來(lái)國(guó)家對(duì)環(huán)保的重視程度的加強(qiáng)，脫硫的檢查越來(lái)越嚴(yán)格,連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）不僅是為了讓運(yùn)行人員了解脫硫運(yùn)行參數(shù)是否正常，而且關(guān)系到繳納排污費(fèi)、脫硫電耗等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，更是環(huán)保核查的重點(diǎn)檢查環(huán)節(jié)。因此，連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）的正常、可靠、良好的運(yùn)行是適應(yīng)當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)，應(yīng)對(duì)環(huán)保檢查的必要條件。

脫硫煙氣；在線監(jiān)測(cè)；處理

我公司二期脫硫CEMS采用的是雪迪龍生產(chǎn)的SCS—900，系統(tǒng)主要組成部分入圖1，CEMS由氣態(tài)污染物(SO2、NOX、CO、O2) 監(jiān)測(cè)，煙塵(顆粒物)監(jiān)測(cè)，煙氣參數(shù)(流速、溫度、壓力、濕度等)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集、傳輸與處理4個(gè)子系統(tǒng)組成。氣態(tài)污染物采用非分散紅外原理進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量方法為抽取式；煙塵采用激光后散射法測(cè)量，煙道單側(cè)安裝，通壓縮空氣保護(hù)鏡頭；CEMS的測(cè)量參數(shù)進(jìn)人脫硫裝置的分散控制系統(tǒng)(DCS)，用于脫硫工藝控制和脫硫效率計(jì)算，并通過(guò)專門的環(huán)保數(shù)據(jù)采集儀，向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門和省電力調(diào)度中心傳送環(huán)保數(shù)據(jù)。

圖1

1 針對(duì)在運(yùn)行及維護(hù)過(guò)程出現(xiàn)的典型故障，分析總結(jié)如下所示

1.1 取樣管線伴熱不良

若要取樣管內(nèi)水以氣態(tài)形式存在其溫度必須保持在135℃左右，由于二期脫硫凈煙氣溫度為76℃左右，且煙氣的含水量較高（冬季尤為明顯），當(dāng)取樣管線伴熱不好導(dǎo)致水汽的冷結(jié)，使SO2產(chǎn)生結(jié)露損失, 導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低。另外，探頭處伴熱不良，煙氣中水汽凝結(jié)，加上煙塵中的粉塵較多，容易造成取樣探頭堵塞。

針對(duì)措施：1）采用數(shù)字表加固態(tài)繼電器溫控，保證了管線伴熱可靠。確保取樣探頭及取樣管線的溫度必須保持在130℃左右。2）由于取樣管路較長(zhǎng)，而實(shí)際測(cè)量溫度點(diǎn)在靠近儀表側(cè)的取樣管路這上，曾出現(xiàn)過(guò)溫度顯示正常，而實(shí)際取樣管路不熱的現(xiàn)象，在巡檢時(shí)對(duì)取樣管路及伴熱認(rèn)真檢查。3）每六個(gè)月清洗一次采樣管線，以防止管線的堵塞。如果，煙塵較多應(yīng)縮短管線清洗的周期。

1.2 煙氣預(yù)處理故障

煙氣預(yù)處理單元中，冷凝裝置是關(guān)鍵設(shè)備，一般冷凝器控制溫度應(yīng)保持在3～5℃，冷凝單元的作用是通過(guò)樣氣溫度的驟降，分離并盡最大可能地快速降低樣氣中的含水量并排出，使進(jìn)入分析儀的樣氣為干燥氣體。預(yù)處理系統(tǒng)發(fā)生故障主要為：一是冷凝器故障，不制冷或制冷效果差，水氣不能正常冷凝排出，導(dǎo)致分析儀有進(jìn)水的風(fēng)險(xiǎn)；二是預(yù)處理存在泄漏，如冷槍破損、接頭不嚴(yán)；三是蠕動(dòng)泵故障以及排水管路堵塞造成抽水不暢造成冷凝水不能及時(shí)排出；四是，蠕動(dòng)泵管長(zhǎng)時(shí)間使用，泵管老化，破損泄漏。

針對(duì)冷凝器制冷效果不好，我們對(duì)脫硫CEMS進(jìn)行改造，將原單冷凝器改為雙冷凝器，增強(qiáng)制冷效果，確保煙氣中的水汽盡量快速冷凝、排出。同時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查冷腔及排水管是否有堵塞，蠕動(dòng)泵排水是否正常。定期更換蠕動(dòng)泵管。

另外，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到30℃以上時(shí)，冷凝器在高溫環(huán)境下散熱效果差，有可能造成電機(jī)過(guò)熱保護(hù)動(dòng)作而停止工作，冷凝器長(zhǎng)期運(yùn)行在高溫環(huán)境下，故障率很高，使用壽命也大大降低。因此，維持CEMS小室溫度在20℃左右，對(duì)于降低CEMS的故障率，使之準(zhǔn)確測(cè)量是極其必要的。

1.3 分析儀發(fā)流量低

分析儀正常流量在1.2～2 mL/min，流量過(guò)低不能滿足測(cè)量，并且分析儀有流量低報(bào)警提示。流量低的原因可能為流量調(diào)節(jié)閥被誤關(guān)；探頭過(guò)濾器堵塞或者泵工作不正常導(dǎo)致。還有可能為在取樣泵出口至分析儀表之間的取樣管路存在泄漏。

針對(duì)以上幾種可能存在問(wèn)題進(jìn)行檢查及處理，首先對(duì)取樣管路的氣密性進(jìn)行檢查（根據(jù)氣路原理圖），檢查是否存在漏氣，檢查取樣套頭是否存在積灰現(xiàn)象，如果處理后仍沒(méi)效果，清理取樣泵膜片并檢查取樣泵的出力情況。處理結(jié)束仍存在流量低報(bào)警，可能為取樣管路堵塞，用壓縮空氣進(jìn)行反吹，將取樣管路恢復(fù)。另外，取樣泵出力不夠，也會(huì)造成流量低報(bào)警，一般清理取樣泵膜片積灰即可恢復(fù)正常。

1.4 反吹系統(tǒng)故障

反吹系統(tǒng)的作用是保證濾芯正常工作，由于煙氣中含有一定量的粉塵，煙氣通過(guò)濾芯后變成樣氣，正常的濾芯應(yīng)盡最大可能地降低煙氣中的含塵量，濾芯工作一定時(shí)間后必然會(huì)堵塞，當(dāng)壓縮空氣質(zhì)量不好時(shí)， 反吹反而加速濾芯的堵塞并使樣氣中帶入更多的水氣，致使樣氣流量降低，并溶解部分SO2。

我們對(duì)壓縮空氣加裝了空氣過(guò)濾器，并定期疏水，保證壓縮空氣的干燥潔凈，避免探頭處積灰

1.5 氧氣含量異常

首先在儀表中檢查氧電池電勢(shì)，當(dāng)?shù)陀?mV時(shí)報(bào)警，提示維護(hù)，低于5mV時(shí)，則分析儀報(bào)故障。氧量偏高一般情況下是因?yàn)橛锌諝膺M(jìn)入取樣管路中，在消除故障的過(guò)程中檢查樣氣取樣回路，確認(rèn)氣密性完好。另外，探頭吹掃電磁閥閥關(guān)閉不嚴(yán)，也會(huì)導(dǎo)致吹掃空氣漏入樣氣管路，導(dǎo)致分析結(jié)果不準(zhǔn)確。大，折算濃度是評(píng)價(jià)煙氣污染物是否超標(biāo)排放的依據(jù)。

氧量的測(cè)量對(duì)污染物的折算濃度影響很大，折算濃度是評(píng)價(jià)煙氣污染物是否超標(biāo)排放的依據(jù)。氣體取樣管路的氣密性是保證氧量測(cè)量準(zhǔn)確的關(guān)鍵因素，否則將會(huì)導(dǎo)致造成實(shí)際過(guò)剩空氣系數(shù)變高，折算后的二氧化硫和氮氧化物排放濃度也變高。

1.6 保護(hù)過(guò)濾器異常

發(fā)現(xiàn)保護(hù)過(guò)濾器變色或積水，應(yīng)立即檢查探頭加熱及取樣管加熱是否正常及壓縮機(jī)冷凝器、蠕動(dòng)泵工作是否正常。如出現(xiàn)保護(hù)過(guò)濾器異常不及時(shí)處理，將可能造成取樣管線的堵塞。清洗的工作量將加大。

為及時(shí)發(fā)現(xiàn)保護(hù)過(guò)濾器積水，在過(guò)濾器底部增加報(bào)警裝置，如果濾杯內(nèi)積水，將觸發(fā)報(bào)警，提示需要更換濾芯或檢查系統(tǒng)水汽大的原因。

1.7 粉塵顯示異常

在維護(hù)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)粉塵顯示偏大或者大范圍波動(dòng)，首先檢查粉塵儀鏡片是否存在積灰及有水汽存在，檢查光源是否正常，并對(duì)粉塵儀進(jìn)行零位及量程的標(biāo)定。同事還要檢查吹掃氣源是否正常，壓縮空氣品質(zhì)是否合格。目前4號(hào)脫硫出口粉塵儀采用的儀表為3個(gè)方向吹掃，大大的減少了鏡片積灰次數(shù)。

1.8 分析儀檢測(cè)結(jié)果誤差偏大

測(cè)量結(jié)果誤差偏大的原因與分析儀的定期標(biāo)定和標(biāo)定時(shí)所用標(biāo)氣的有效期有直接關(guān)系。CEMS系統(tǒng)分析儀器的標(biāo)定誤差偏大，甚至出現(xiàn)誤差超過(guò)50%的現(xiàn)象。主要原因是標(biāo)定不及時(shí)，造成分析儀器誤差越來(lái)越大。其次CEMS系統(tǒng)使用的標(biāo)氣超過(guò)有效期。CEMS系統(tǒng)中的標(biāo)氣主要用于對(duì)分析儀器的定期標(biāo)定，標(biāo)氣的濃度是一個(gè)已知的固定值，每一種標(biāo)氣都有有效期，超過(guò)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。

1.9 流速吹掃電磁閥異常

運(yùn)行中CEMS參數(shù)多次周期性的波動(dòng)，每次波動(dòng)間隔大約為4小時(shí)左右（系統(tǒng)吹掃時(shí)間設(shè)置為4小時(shí)）。檢查中發(fā)現(xiàn)在吹掃時(shí)控制柜內(nèi)所有隔離柵全部瞬時(shí)斷電，然后恢復(fù)正常。分析波動(dòng)是由于系統(tǒng)吹掃引起的，對(duì)吹掃電磁閥逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)流速吹掃電磁絕緣不好，在吹掃時(shí)造成系統(tǒng)瞬時(shí)斷電（ 流速吹掃電磁閥的電源來(lái)自控制柜內(nèi)經(jīng)隔離變轉(zhuǎn)換來(lái)的24V電源，與控制柜內(nèi)隔離柵使用同一電源），查明原因后更換控制電纜。同時(shí)增加電源模塊將電磁閥電源與隔離柵電源隔離。

1.10 數(shù)據(jù)上傳率低

CEMS數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸儀無(wú)線傳輸至省環(huán)保平臺(tái)，用作排污量的核算，并以此為基準(zhǔn)來(lái)核算排污費(fèi)和環(huán)保電價(jià)。由于CEMS儀表及傳輸儀所在位置信號(hào)不好，經(jīng)常存在丟包現(xiàn)象。針對(duì)此現(xiàn)象，我們?cè)黾有盘?hào)放大器，用于增加CEMS小室內(nèi)的限號(hào)強(qiáng)度，調(diào)高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行省?/p>

2 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)CEMS系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)得出的經(jīng)驗(yàn)，只要加強(qiáng)預(yù)處理系統(tǒng)的日常和定期維護(hù)，確保樣氣預(yù)處理系統(tǒng)工作正常，分析儀故障率會(huì)大幅下降，在掌握其使用方法的同時(shí)，要提高問(wèn)題的故障判斷和處理水平，縮短處理問(wèn)題的時(shí)間，同時(shí)根據(jù)頻發(fā)故障積極查找原因，提出改進(jìn)方案，確保CEMS系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行，提供真實(shí)可靠的環(huán)保數(shù)據(jù)。

[1]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局HJ/T76－2007,固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求檢測(cè)辦法[M]．北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2007．

[2]劉改平．煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用[J]．西北電力技術(shù),2006,34(1):30-32．

[3]王森,符青靈．儀表工試題集:在線分析儀表分冊(cè)[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006:180-188．

[4]湯文全,袁強(qiáng)．煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在火力發(fā)電廠的應(yīng)用[J]．電力自動(dòng)化與儀表,2003,24(4):48-49．