火電廠脫硝煙氣監(jiān)測系統(tǒng)常見故障分析

林尖

摘 要：關(guān)注污染氣體排放是發(fā)電企業(yè)的社會責(zé)任，確保氣體排放合格是國家的標(biāo)準(zhǔn)要求。加強脫硝煙氣系統(tǒng)監(jiān)測，了解監(jiān)測設(shè)備的常見故障，有助于提高設(shè)備的穩(wěn)定性與安全性。

關(guān)鍵詞：脫硝煙氣監(jiān)測系統(tǒng);氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng);故障

紅海灣發(fā)電有限公司四臺燃煤機組脫硝煙氣監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)和氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)，由雪迪龍公司集成控制。氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)采用直接抽取法，使用西門子U23氣體分析儀在線測量;氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)采用原位激光分析法，使用西門子LDS6在線原位氣體分析系統(tǒng)。

一、煙道內(nèi)設(shè)備腐蝕磨損

氮氧化物監(jiān)測系統(tǒng)的就地取樣設(shè)備安裝于煙道內(nèi)部，長期受到煙塵沖刷探桿表層，易產(chǎn)生磨損穿孔現(xiàn)象。由于設(shè)備位于電除塵之前，煙氣粉塵含量高，容易出現(xiàn)取樣管道堵塞。取樣設(shè)備的腐蝕和堵塞會影響取樣流量和設(shè)備的安全運行

氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)CD6傳感器吹掃管道安裝在脫硝催化劑出口、煙道入口，長期接觸高溫?zé)煔馀c氨氣，在與法蘭的接口處，容易因氨氣腐蝕，導(dǎo)致管道穿孔甚至斷裂。吹掃管道腐蝕將影響影響正常吹掃的效果，容易引起鏡頭磨損;此外，管道變形使對光中心偏移、接收光源減弱，對光率低下會直接導(dǎo)致中心單元無法正常測量

煙道內(nèi)部的設(shè)備腐蝕磨損是無法避免的設(shè)備損耗，但是通過可以提前更換設(shè)備等手段，盡可能降低其影響。可以利用每一次機組停運的時間，對插入煙道內(nèi)部的各設(shè)備進行抽出檢查，記錄其設(shè)備狀態(tài)、更換時間，對設(shè)備進行定期清理和防腐，減緩設(shè)備折舊，同時也可以考慮適當(dāng)增加吹掃裝置。

二、樣氣品質(zhì)影響分析設(shè)備壽命及正常使用

由于氮氧化物檢測系統(tǒng)采用的的是直接抽取法，樣氣需要經(jīng)過除水、除塵后進入儀表測量，樣氣品質(zhì)將直接影響測量儀表的使用情況和使用壽命。

樣氣除水的重要設(shè)備是制冷器。紅海灣發(fā)電有限公司主要采用Buhler壓縮機制冷器，型號為EGK1/2樣氣經(jīng)伴熱管線進入制冷器，迅速冷凝除水后進入氣體分析儀，水分則通過蠕動泵排出。

制冷器溫度控制通常設(shè)置在2攝氏度，由于溫控儀表長期運行，有一定概率出現(xiàn)故障，導(dǎo)致壓縮機持續(xù)運行，制冷器內(nèi)溫度持續(xù)下降，玻璃冷腔內(nèi)出現(xiàn)結(jié)冰，樣氣通過制冷器受阻，進入分析儀的氣體流量降低，導(dǎo)致儀表出現(xiàn)流量低報警，無法正常測量。

此外，制冷器長期設(shè)置低溫運行，容易導(dǎo)致銅管結(jié)冰。通過現(xiàn)場對比，使用年限短、設(shè)備較新的制冷器，不容易有銅管結(jié)霜和冷凝水的現(xiàn)象。銅管冷凝水滴落或者冰霜融化，會在壓縮機表面形成腐蝕，增加設(shè)備損壞風(fēng)險。而且容易對制冷器線路造成影響，增加短路危險。

壓縮機是制冷器的核心部件，在運行中也可能因為設(shè)備老化等因素出現(xiàn)損壞，無法正常降溫。溫度達不到要求，樣氣的除水率降低，首先會對保護過濾器芯和膜式過濾器造成影響，膜式過濾器會因吸水膨脹而失效，進入測量儀表內(nèi)的樣氣含水量將進一步提高，影響儀表內(nèi)部電子元件的安全，出現(xiàn)測量異常。

此外，蠕動泵的排水情況也將影響到樣氣除水效果，進而影響分析儀的安全運行。蠕動泵通過壓縮泵管排水，泵管長期磨損，可能會出現(xiàn)破裂等情況，蠕動泵出力不足，冷凝水不能及時排出。氣體分析儀長期在含水量偏高的樣氣中運行，容易導(dǎo)致斬波器、檢測器等電子元件損壞，設(shè)備使用壽命降低。

因此，關(guān)注制冷器、蠕動泵等的運行情況至關(guān)重要。可以制定相關(guān)設(shè)備臺帳，根據(jù)使用年限，有計劃地更換制冷器、蠕動泵，保證氣體分析儀內(nèi)樣氣干凈、干燥，有助于延長分析儀的壽命，確保設(shè)備安全運行

三、氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)常見故障

氨逃逸測量的主要意義在于防止噴氨過多，吸附在粉塵表面后堵塞空氣預(yù)熱器和覆著在催化劑表面導(dǎo)致催化劑失活，且造成一定資源浪費。

據(jù)了解，氨逃逸在線測量發(fā)展到目前有三代技術(shù)：第一代，稀釋取樣法，代表廠家是美國熱電;第二代，原位式激光分析法，代表廠家有雪迪龍、鄭州光力;第三代，抽取式激光分析法，代表廠家堀場等。第一代技術(shù)成熟，但主要涉及NH3的轉(zhuǎn)化，測量受溫度影響較大。第三代為較新的技術(shù)，有更好的現(xiàn)場測量表現(xiàn)，但是預(yù)處理系統(tǒng)復(fù)雜，備件更換率也偏高

紅海灣發(fā)電有限公司目前采用的是第二代技術(shù)，西門子生產(chǎn)的LDS6在線原位式激光分析，中心單元發(fā)出的激光通過光纖傳至就地CD6傳感器，然后在這里傳輸?shù)綔y量部分中。激光光束通過測量部分中的氣體，并被部分地吸收。以這種方式衰減的光會被接收器檢測到，并反饋到中心單元中。這種測量存在一定的局限性，但日常維護量不大。主要的故障除了上述的吹掃管道腐蝕以外，機組啟動后，煙道振動容易導(dǎo)致對光偏移，需要進行就地傳感器重新對光。由于傳感器與中心單元之間是通過光纖連接，光纖的折損也是要特別注意的問題

氨逃逸監(jiān)測系統(tǒng)的中心單元到達一定的使用年限以后，可能會出現(xiàn)如內(nèi)部電源故障、OPTO模塊故障等問題。其中OPTO模塊是中心單元的核心部件，一旦出現(xiàn)故障，儀表對光率可能出現(xiàn)持續(xù)波動或者顯示為零，儀表無法跳出自檢，氣體分析儀將無法進行測量。OPTO模塊故障的直接原因可能是激光器損壞、參比單元損壞、電子元件損壞等，通常需要進行返廠維修

四、環(huán)境因素引起的設(shè)備故障

由于分析儀表長時間不間斷運行，儀表發(fā)熱嚴(yán)重，內(nèi)部溫度可能達到40-50攝氏度。直接抽取煙氣時，伴熱管線內(nèi)的氣體也始終保持在230-240攝氏度左右。高溫環(huán)境非常容易導(dǎo)致設(shè)備電子元件故障，出現(xiàn)設(shè)備無法正常測量或者直接燒毀的現(xiàn)象。因此要特別注意分析儀表的散熱情況。室內(nèi)溫度建議控制在25攝氏度以內(nèi)，也有助于儀表散熱。在日常巡檢時，可通過儀表顯示面板查看儀表內(nèi)部溫度，一旦溫度偏高，則需引起重視。此外也可使用測溫槍，對附近的PLC、電磁閥等進行測溫記錄。

除上述故障外，如：電磁閥內(nèi)漏、取樣泵出力不足、信號隔離器老化損壞、PLC備份故障、數(shù)采儀傳輸中斷、探頭濾芯堵塞、電流沖擊紅外光源、伴熱管線溫控故障等，也是常見的煙氣監(jiān)測系統(tǒng)故障。了解設(shè)備的常見故障，把控設(shè)備的運行狀態(tài)，記錄設(shè)備的損耗程度，加強設(shè)備的壽命管理，落實設(shè)備巡檢制度、設(shè)備臺帳和檢修記錄，將有助于監(jiān)測系統(tǒng)平穩(wěn)可靠運行，同時也能降低檢修人員工作風(fēng)險和設(shè)備故障率。

參考文獻

[1]關(guān)于脫硝氨逃逸在線監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展