烟气排放连续监测系统的常见故障与排除

2011-04-10王纯园文耀爱陈志有

化工技术与开发 2011年5期

关键词：样气气泵烟尘

宁艳，吴威，王纯园，文耀爱，陈志有

（广西柳州钢铁集团公司技术中心，广西柳州545002）

烟气排放连续监测系统的常见故障与排除

宁艳，吴威，王纯园，文耀爱，陈志有

（广西柳州钢铁集团公司技术中心，广西柳州545002）

介绍烟气排放连续监测系统的基本原理，结合柳钢安装的烟气排放连续监测系统运行过程中常见的主要故障及原因进行分析，并对其排除方法提出参考意见。

烟气排放连续监测系统；故障；排除方法

烟气排放连续监测系统是指对固定污染源排放的颗粒物、气态污染物的浓度和排放量进行连续监测的智能化、自动化的现代仪器设备。它运用较先进的烟气成分分析技术，自动控制技术和计算机数据处理技术，实现了固定污染源气态污染物和颗粒物排放总量和浓度的连续监测，它一般由测尘仪、气态污染物即烟气成分（SO2、NOX、CO）、烟气参数测量子系统、数据采集和处理子系统、数据通讯系统等组成，通过现场采集方式，测定污染物浓度及烟气压力、温度、流量等参数，并通过数据、图表传输系统传到污染物监控站或环保行政管理部门，为评价净化装置的性能和为环保部门实行污染物排放总量控制提供了科学依据。柳钢目前已经在烧结厂等单位安装了多套烟气排放连续监测系统，这些监测系统的安装，减少了监测人员的劳动强度，提高了监测精度，而且可以及时地了解除尘设施的运行情况和污染物的排放情况，更好地为生产岗位的操作提供依据。该监测系统在实际的运行中也会存在一定的故障，为了保证监测系统的正常运行，保证数据的完整性和有效性，必须有针对性地对监测系统进行维护和管理，对出现的故障及时进行排除。为更好地排除故障，本文以安装在柳钢烧结厂83 m2烧结机头烟气脱硫塔上的烟气排放连续监测系统的使用情况为例，结合几年来对烟气排放连续监测系统的维修和维护经验，对监测系统日常运行过程中出现的主要问题进行分析，并提出一些基本的解决方法。

1 烟尘测量仪

该套监测系统对颗粒物浓度的测量采用了后散射法。其原理是当一束光照射到烟道中的颗粒物上时，颗粒物会向所有方向散射光，其中向后散射的光被聚焦到经测尘仪检测器进行检测，由仪器的放大器放大输出电流或电压信号，在一定的范围内，输出的信号与烟尘的颗粒物浓度成正比。通过输出的电流或电压信号的值即可测出颗粒物的浓度并在电脑上显示出来。

1．1 常见故障及排除法方法

（1）烟尘浓度值波动大：在排除生产工况影响的原因后，主要是由于烟尘测量仪的零点和满点有漂移，应该用配置的烟尘浓度校准仪对仪器的零点和满点进行多次校准，直到满足要求为止，如果零点和满点不能校准到所要求的标准时，可以返厂维修或更换新的测尘仪，必要时也可采用人工比对的方式对测尘仪进行校准。

（2）烟尘浓度值偏高或反应迟钝（即长时间无变化，与实际的工况不对应）：造成这种现象主要是由于测尘仪的透镜表面有积灰，阻碍光线的发出和对散射光的接收。此时，可以用干净的软布或镜头纸将镜面擦拭干净，同时检查烟尘测量仪的反吹系统是否正常。

2 烟气分析仪

该套系统的烟气分析仪选用日本富士公司生产的ZRJ-5型分析仪，它可以测定烟气中SO2、NOX、O2等成分。其原理是：SO2、NOX分析方法为红外线吸收法，分子在红外线照射下，受其固有振动和转动光谱相当的波长的光所激发，从而可吸收与之对应的谱线。利用二氧化硫在红外区7．3 μm附近的光吸收，测定二氧化硫浓度；同理，利用一氧化氮在红外区5．3 μm附近的光吸收，测定一氧化氮浓度，经过系数换算得到氮氧化物浓度。

2．1 主要故障及排除方法

（1）样气测定结果有偏差：主要是由于烟气分析仪的零点或满点有漂移，此时应用标准气体和零气对分析仪进行校准。

（2）样气测定值不稳定，在校准过程中，校准值波动较大达不到预期的值：造成这种原因主要有：标准气体不稳定或过期，气路有泄漏或堵塞，分析仪内管子松动或脱落，分析仪内分析室被污染。对这种现象应首先确定标准气体是否符合要求，并对气路进行逐一检查，排除管路的影响，再对分析仪内的胶管进行检查。如果是分析仪内分析室被污染，需用脱脂棉蘸无水乙醇小心对气室进行清洁，并用零气和标准气体进行校准。

3 样气采集系统

样气采集和处理系统主要包括采样探头、伴热管、冷凝器、抽气泵、蠕动泵等。其采集过程是：待测气体通过抽气泵从烟道中连续抽取，样气首先进入加热采样器，在采样器中样气被加热，同时经过微孔过滤器除去样气中的烟尘，经过加热后的样气连续通过伴热管保温并输送到气体冷却器中，样气通过气体冷却器时进行冷热交换并被快速制冷，使样气中的水汽结露成水，结露的水经蠕动泵的挤压而排出，由于冷却器的制冷速度快，故不会改变样气的气体成分。去除水分的样气通过过滤器和流量计等设备后送到烟气分析仪进行分析。由于样气采集系统的管路一般较长，管路间的接头多，中间经过的处理设施较复杂，因此这部分的故障也较多，同时也成为日常维护和维修的重点。

3．1 主要故障及排除方法

（1）气体管路漏气：由于部分烟气成分复杂并具有高温、腐蚀的特点，造成气体管路接头处和密封圈、阀体等容易出现老化、腐蚀现象，或由于长期震动导致接头松动而漏气，使分析结果偏低。此时可以利用流量计或压力计对各个管路接头、阀体进行逐步检查和排除找出泄漏点并进行处理。

（2）气体管路堵塞：设备的长期运行，会导致烟气中的粉尘沉积或粘附在气体管路壁、接头或管路转角处，造成管路堵塞，由于堵塞阻力的影响，使抽气的流量偏小甚至抽不到烟气，造成分析结果偏低或分析结果为零。出现此现象时，应首先检查是否是抽气泵的故障，排除抽气泵故障后，如还有堵塞现象，则需把管路两端断开，使用压缩空气对管路进行吹洗，如堵塞严重时就要在管路内灌入清水，利用压缩空气的压力把堵塞物吹洗出来，再用压缩空气把管路内积水吹干。如果是采样探头或是探头内的过滤器堵塞，则要对采样探头进行疏通或对陶瓷过滤器进行吹洗、更换。此外，造成管路堵塞的原因也可能是由于过滤烟尘的过滤器损坏，使烟尘进入到采样管路而堵塞，此时应及时对过滤器进行更换。同样，反吹系统不能正常反吹和反吹压力不足也会使管路容易堵塞，应及时对空气压缩机进行检查并调整其输出压力到要求范围。

（3）抽气流量小：除了管路堵塞外，抽气泵的故障也可能造成抽气流量偏低，影响分析结果。在管路堵塞时或烟气负压较大的工况下，由于抽气泵长期运转，导致其抽气负压过大，使抽气泵内的泵膜容易破裂、损坏，导致抽气能力下降，抽气流量变小，抽到的样气量就少，使分析结果偏小。发现这种现象时应停掉抽气泵电源，及时更换泵膜或抽气泵。

（4）蠕动泵的故障：蠕动泵的作用主要就是把通过蠕动泵的挤压作用冷凝器冷凝下来的水及时排掉，如果冷凝下来的水不能及时排掉，则会吸收样气中的SO2，造成分析结果偏低。蠕动泵的故障常见的有泵体内的电机不转动，泵内胶管由于长期转动摩擦引起破裂而起漏气，泵头转轴卡死等。如是电机或胶管问题，可以更换新的蠕动泵或胶管，泵头卡死时则可用酒精对转轴进行清洗。