煙氣排放連續監測系統運行中常見問題及解決對策

梁莎莎

（湖北華電西塞山發電有限公司，湖北黃石 435000）

0 引言

煙氣排放連續監測系統（CEMS）是對經過脫硝、除塵、脫硫處理后，煙氣中的SO2、NOx、顆粒物、O2、壓力、濕度等重要參數監測系統［1]。煙氣排放連續監測系統不僅能夠為發電廠煙氣污染物排放濃度是否符合國家標準提供重要依據。同時，還對環保設備如脫硫、脫硝、除塵等裝置的運行效率進行了實時監控，實現了環保優化管理的目標［2]。通過對煙氣排放連續監測系統和設備的了解，研究煙氣排放連續監測系統運行中的常見問題，制定相應的解決對策，確保煙氣排放連續監測系統穩定、準確的監測煙氣參數，保障企業的安全環保目標和經濟效益。

1 煙氣排放連續監測系統

某發電有限公司一期為2 臺330 MW機組，分別于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投運，二期為2臺680 MW機組，分別于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投運。＃1、＃2機組煙氣除塵采用電除塵+布袋除塵方式，＃3、＃4機組煙氣除塵采用電除塵方式，4 臺機組煙氣脫硝采用SCR脫硝、脫硫采用一爐一塔濕法脫硫、煙氣排放連續監測系統采用SCS 900 series，主要包括SO2、NOx、氧量分析系統，顆粒物檢測系統，質量流量監測系統，和采集、處理和控制系統（DAS）4大系統，實現對煙氣中二氧化硫、氮氧化物等污染物和煙氣流量、壓力等狀態進行連續監測，并實現環境污染物數據報表處理和數據傳輸，達到環境監測、控制污染排放，最終保護環境的目的。

煙氣排放連續監測系統設備主要包括煙氣成分分析裝置、顆粒物檢測裝置、質量流量檢測裝置和數據采集處理傳輸裝置［3]。

1.1 煙氣成分分析裝置

煙氣成分分析裝置主要由采樣單元、預處理單元和分析儀3 部分組成［4]。采樣單元的作用是將煙道中氣體取出并輸送到預處理單元，采樣器選用的是電加熱直接抽取法，樣氣通過采樣探頭吸入碳化硅陶瓷過濾器，經過電加熱將煙氣溫度控制在120 ℃左右，通過電伴熱采樣管路輸送到預處理單元，同時為了防止塵埃在過濾器周圍堆積，造成堵塞，影響樣氣輸送，由PLC 控制反吹系統定時3 h 反吹，每次反吹240 s。預處理單元是將樣氣按照分析儀能夠接受的壓力、溫度、流量、濕度進行處理后，通過樣氣管路進入分析儀。預處理單元通過取樣泵抽取樣氣；通過冷凝器制冷除水然后蠕動泵將積水排出；通過保安過濾器和疏水過濾器排除樣氣中的顆粒物和水份；通過流量調節閥控制進入分析儀的流量。

煙氣分析儀采用ULTRAMAT 23分析儀，它是根據單光束不分光紅外測量原理完成對樣氣中SO2、NOx濃度的測量，根據電化學原理完成煙氣中含氧量的測量［5]，分析數據通過RS485接口進行通訊。

1.2 顆粒物檢測裝置

目前該發電公司＃1、＃2、＃3 機組原煙氣粉塵測量選用的是蘭德4200 +粉塵儀，＃4 機原煙氣粉塵測量選用的是Model 2030粉塵儀，它們均是通過發射一束光穿過煙氣來測量不透明度。4臺機組煙囪入口粉塵測量選用的是西克FWE200 粉塵儀，它是采用旁路工作系統，使用測量氣探頭從煙道中抽吸一部分氣流，在熱旋流器中加熱成過熱氣體，使水滴和氣霧蒸發，作為測量氣流進入散射池中，然后通過測定散射光強度來確定顆粒物的濃度。

1.3 質量流量檢測裝置

質量流量監測裝置主要包括質量流量監測裝置、溫度監測裝置和濕度監測裝置。其中，利用Pt100 熱電阻測量取樣點煙氣溫度，利用MODEL 2061 煙氣濕度儀測量取樣點煙氣濕度，根據測得的溫度、濕度以及利用皮托管測量的差壓計算得到煙氣的質量流量。

1.4 數據采集處理傳輸裝置

數據采集處理傳輸裝置簡稱數采儀，它是通過采集分析儀和測量裝置的實時數據并存儲生成分鐘、小時數據報表，并按照要求傳輸到監控站［6]。其中，通過PLC實時傳輸到服務器；通過數采儀傳輸到省市環保平臺，同時，省環保廳利用動態管控設備直接從PLC 采集實時數據；通過服務器和SIS 系統實時傳輸到中國華電集團和廠用對外環保數據顯示屏。

2 常見的問題

煙氣排放連續監測系統在運行中常見的問題主要有以下幾個方面。

（1）U23分析儀表故障。當分析儀發生了某些特定的變化就會觸發故障信息，例如：主板故障、分析儀溫度太高或太低、流量太低、氧傳感器故障或老化、輸出故障等，同時U23顯示屏右邊出現“F”，系統自動切除運行狀態進入維護狀態，導致數據走直線。

（2）氧量異常。樣氣含氧量異常將會導致SO2、NOx、顆粒物折算值異常。氧量異常時可能存在氧電池電壓不足、樣氣管路出現漏點、采樣探頭到加熱裝置管路破損等問題。

（3）粉塵儀測量異常。鏡片、氣路污染，對光不準，零點、斜率偏移，風機故障停運等問題常會導致粉塵測量不準，影響對除塵效率的調整。

（4）樣氣流量異常。過濾器堵塞、系統泵體堵塞、流量調節閥故障均會導致樣氣流量異常，當皮托管損壞將會導致煙氣流量的測量異常。

（5）通過PLC 傳輸后的數據出現頻繁跳變。由于通過PLC傳輸后的數據需要先經過隔離模塊再傳輸到控制電子間，進而傳送到服務器，隔離模塊的作用是屏蔽干擾，保證數據的穩定傳輸，當隔離模塊故障或者屏蔽作用未能實現時，就會出現傳輸后的數據頻繁跳變。

3 解決的對策

（1）針對U23分析儀表故障問題，首先需要進入維護狀態，查看分析儀表故障信息，確定故障原因。

當由于流量太低導致儀表故障時的解決對策：①檢查樣氣氣路是否出現堵塞或者泄漏的情況，如果出現堵塞，進行清洗，清洗后問題仍然存在則需要更換被堵塞的軟管或者過濾器等部件［7]；②檢查取樣泵、空氣泵是否出現堵塞、動力不足、故障的情況，如果出現堵塞，清洗泵體堵塞部分，如果泵出現動力不足、故障的情況或者清洗后問題仍存在則需要更換泵體。

當由于氧傳感器故障或老化導致儀表故障時的解決對策：檢查氧電池電壓，氧傳感器正常工作時的電壓要求是不低于6 V，當氧傳感器電壓低于6 V時則需要更換氧傳感器；當氧電池的電壓高于6 V，但仍出現氧傳感器故障信息時仍需要更換氧電池。

當由于溫度太高或太低導致儀表故障時的解決對策：需要調節室內溫度，保持儀表運行室內的溫度和濕度滿足要求，一般要求室內溫度控制在24 ℃左右，濕度控制在70%左右，不超過85%。

當由于紅外光源的電壓超出容差或AD 轉換器溢出導致儀表故障時的解決對策：①紅外光源的電壓超出容差是由于主板故障導致或者紅外光源有故障，則需要更換U23；②AD轉換器溢出是由于分析儀表電子器件出現故障，同樣需要更換U23。

（2）針對出現氧量異常的問題，首先檢查分析儀氧電池電壓是否過低，低于6 V更換氧傳感器。其次檢查分析儀柜中管路主要設備是否正常運行，保安過濾器和疏水過濾器中水份過多或者臟污，更換保安過濾器濾芯，清理密封罩，更換疏水過濾器；蠕動泵泵管出現漏點，更換蠕動泵泵管。最后針對接頭松動的進行緊固，取樣元件探頭到就地加熱裝置的管路破損的進行更換。

（3）針對粉塵測量異常的問題，為避免感光元件出現頻繁臟污，需要風機持續運行，所以保障風機的正常運行是維護粉塵儀的重要措施。針對鏡片臟污，需要用干凈柔軟、防靜電的布擦拭鏡片，確保鏡片的發射端和接收端鏡片無附著粉塵影響測量。針對采樣管路、排氣管路污染的情況，需要清理管路，同時清理風機濾芯。針對對光不準的情況，需要調校發射端光源，聚焦中心發射。針對零點斜率出現偏移的情況，進行零點和滿量程校驗。針對風機出現的問題導致粉塵測量異常，則需要檢查風機的電源，清理風機的鼓吹管路。

（4）針對系統流量異常的情況，檢查就地過濾器、采樣探頭、保安過濾器、疏水過濾器，出現堵塞的情況要及時更換，檢查取樣泵、空氣泵，出現堵塞，及時清洗［8]。調節流量調節閥，若是因為流量調節閥故障，需要更換流量調節閥。針對皮托管損壞導致的煙氣流量測量異常情況，需要更換皮托管。（5）針對通過PLC 傳輸后的數據出現頻繁跳變的情況，需要檢查隔離模塊的輸出，確定是隔離模塊故障就更換隔離模塊，如果是隔離模塊作用不足的情況，則需要加裝隔離模塊。

4 結束語

煙氣排放連續監測系統是一個工藝細致、設備較多的系統，一個小零件的問題也會導致最后數據測量的失準，所以掌握運行中的常見問題及應對措施，能夠快速地判斷系統故障原因并及時進行處理，對保障設備運行的穩定性、環保數據的真實性和可控性有著決定性的作用。同時，確保系統運行的穩定還需要熟悉系統運行流程、加強日常巡檢維護、做好設備性能分析和隱患排查等工作。