重鋼燒結脫硫煙氣在線監測系統故障淺析

譚戈

摘 要：本文對重鋼燒結脫硫過程中，煙氣在線監測系統（CEMS）出現偏差和故障的原因進行簡要分析。在日常的使用和現場維護中不斷摸索，針對煙氣中各類介質波動較大，引起系統不能及時準確反映SO2、NO等數據，導致脫硫操作不能跟上，進而造成排放超標的情況，提出合理化建議并改造實施，有力保證了脫硫效率，為整體環保排放達標起到了良好的效果。

關鍵詞：煙氣在線監測系統（CEMS）；零點標定；常見故障；分析處理

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0070-02

1 前言

伴隨國家十三五發展計劃的要求，環境保護的重要性已彰顯無疑。燒結煙氣脫硫已成為鋼鐵行業的可持續發展和生態環境保護的必然要求。據統計，鋼鐵行業的SO等大氣污染物排放量占全國工藝排放的11%左右，僅次于電力行業，居第二位[1]。如何能夠最大限度的發揮脫硫系統的功效，實現節能減排的要求，是鋼鐵企業應該肩負的社會責任和義務。作為最終排放監控的煙氣在線監測系統（以下簡稱CEMS）對整個脫硫系統的起著至關重要的作用，也是環保部監測減排工作最重要的工具。

2 CEMS的簡要介紹

連續測定顆粒物及氣態污染物濃度和排放率所需要的全部設備，英文名稱“Continuous Emission Monitoring System”，簡稱“CEMS”。它是由采樣、測試、數據采集和處理三個子系統組成的監測體系，其組成流程見圖1。煙氣CEMS由顆粒物和/或氣態污染物CEMS（含O2或CO2）、煙氣參數測定子系統組成。通過采樣方式或非采樣方式，測定煙氣中污染物濃度，同時測定煙氣的溫度、壓力、流速或流量、煙氣的含氧量，煙氣的含水分量（或輸入煙氣含水量），常見的測量方法為：直接測量法、直接抽氣法及稀釋抽氣法。[1]

3 CEMS出現問題及分析、解決

CEMS系統采取了模塊化的結構，系統功能單元大致分為室內和室外兩部分。室內部分主要有主機柜（樣氣處理、分析儀、數據采集處理等）、供電電源、凈化壓縮空氣源。室外部分主要有采樣監測點電源箱、紅外測塵儀、流速監測儀、煙氣采樣探頭、空氣過濾器以及伴熱采樣管線和信號控制電纜等組成，引起測量出現偏差和故障的因素較多且較為復雜，下面做一個簡要的分析梳理：

3.1 采樣系統堵塞

采樣系統包括采樣探頭、伴熱管線、冷凝器、空氣過濾器和分析儀入口過濾器。如果出現堵塞會引起采樣流量顯示偏低，對SO2有很大影響，一般要求采樣氣體流量保持在0.8-1.2mg/min之間，流量偏低會使進入分析儀的氣量過小而使得測量數值偏低。[2]

經過多次故障處理后的經驗總結，需要以抽氣泵為中心將采樣系統劃分為泵前和泵后兩個部分，通過觀察流量計流量為主要手段來判斷采樣系統是否通暢。首先將伴熱管線同冷凝器的接頭切斷，查看流量是否變化，如果流量馬上增加就可判斷是伴熱管線或者采樣探頭的堵塞，其次將伴熱管線和采樣探頭接頭切斷，查看流量是否出現變化，流量變化就是伴熱管線堵塞，否則就為采樣探頭堵塞；如果伴熱管線和冷凝器接頭切斷后，流量沒有明顯的變化則判斷冷凝器和空氣過濾器部分出現堵塞。通過相同步驟，就可完全判斷出堵塞部位，采取相應措施即可恢復。

3.2 反吹系統故障

反吹系統能夠保證濾芯正常工作，煙氣中含有一定量的粉塵，通過濾芯后變成樣氣，正常的濾芯應盡最大可能地降低煙氣中的含塵量，濾芯工作一定時間后必然會堵塞，當壓縮空氣質量不好或含水量較大時，樣氣中會帶入更多的水氣，致使樣氣流量降低，并溶解部分SO2。我們在壓縮空氣加裝了汽水分離器，并定期對壓縮空氣總灌疏水，保證壓縮空氣的干燥潔凈，避免探頭處積灰。[3]

3.3 采樣系統管路中進水

本廠使用的CEMS系統帶有濕度報警裝置，一旦管路中進水，會引起報警并停機。通過觀察發現，進水原因主要有：（1）伴熱系統故障，沒有做好保溫措施產生的冷凝水進入管路；（2）冷凝器故障，冷凝器是關鍵設備，一般冷凝器控制溫度應保持在3～5℃，冷凝單元的作用是通過樣氣溫度的驟降，分離并盡最大可能地快速降低樣氣中的含水量并排出，使進入分析儀的樣氣為干燥氣體；（3）蠕動泵故障，蠕動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排出，以及蠕動泵管長時間使用，泵管老化，破損泄漏。

3.4 分析儀自身故障

分析儀自身出現故障，主要體現在以下幾點：（1）零點和量程頻繁漂移，線性誤差較大。這與分析儀的定期標定和標定時所用標氣的有效期有直接關系，標定不及時會造成分析儀器誤差越來越大。其次使用的標氣超過有效期，標氣的濃度發生變化，不能準確標定分析儀器，但過于頻繁的樣氣比對和校準也會導致該狀況的出現。[4]（2）分析儀內部氣室污染。當整個系統出現異常時，可能會有水、灰塵、雜物進入氣室導致測量準確性受到影響，可以嘗試用酒精清洗氣室并烘干，如還是不能消除，則聯系生產廠家協助處理。

4 現場維護注意事項

每次開展點巡檢，都要對CEMS系統進行檢查，檢查事項有：

（1）檢查電纜、氣管連接是否正常，有無破損或松落；（2）檢查氣路是否暢通，排查冷凝物是否堵住排水管；（3）檢查儀器的氣密性，確保煙氣不會在氣路中泄漏；（4）查看冷凝器是否制冷，或者冷凝器溫度顯示是否正常；（5）觀察蠕動泵是否轉動，是否正常排水；（6）觀察分析儀的顯示屏讀數是否正常；（7）檢查加熱系統是否正常工作。

日常維護中，應做到：

（1）清理：對分析儀進行定期清潔，特別是采樣探頭、過濾器、取樣伴熱管、蠕動泵、冷凝器排水管，確保氣路通暢。（2）更換污損嚴重的部件，如過濾芯、蠕動泵頭等。（3）各部件安裝是否需要緊固，會不會有松落的危險。儀器自身需要緊固的部件。（4）定期（約半個月）校準零點及量程。

5 結語

依照我們在CEMS系統日常運行維護得出的經驗，必須加確保樣氣預處理系統工作正常，分析儀故障率將大幅下降。在不斷熟悉設備的同時，還要加強對故障判斷和處理水平的培訓，達到快速處理故障的能力，保證系統正常穩定運行，提供真實可靠的環保生產數據和取得良好的經濟效益。

參考文獻

[1]孫安安.淺談煙氣在線監測系統日常運維中常見故障及解決方法[J].現代儀器，2011，（4）：72-75.

[2]邱紅春.脫硫CEMS煙氣在線監測系統運行及維護[J].中國新技術新產品，2013，（4）：22-23.

[3]劉應寬.脫硫煙氣在線監測系統典型故障分析與處理[J].電子世界，2015，（23）：187-188.

[4]楊麗.脫硫CEMS常見故障分析及提高可靠性措施[J].房地產導刊，2014，（33）：131.endprint