浅谈CEMS 烟气在线连续监测系统的维护

王庆博

摘要：火力发电厂在我国的经济发展中发挥着重要的作用，无论是在工农业生产中还是人们的日常生活中都离不开电能的供应，所以要保证火力发电厂的运行质量。随着经济建设的发展，我国的生态环境遭到了严重的破坏，火力发电厂运行期间，在烟尘的排放中含有大量的SO2，对空气造成了极大的污染。烟气连续监测系统是对烟气排放物进行监测的系统，是发电厂运行中的一个重要指标。文章对于烟气连续监测系统的功能和方法进行了分析，并对使用和日常维护进行了阐述。

关键词：CEMS系统；组成；功能；运行；维护

1 系统组成及功能

1.1 系统组成

CEMS 是烟气在线连续监测系统的简称，是一种大型的在线分析成套系统。CEMS 系统主要由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统、气源电源通讯等辅助设施子系统等组成。

1.2 主要功能

颗粒物监测子系统主要对烟气中的烟尘浊度进行监测，并通过试验标定转换为烟气浓度参数。气态污染物监测子系统主要对烟气中SO2、NOx、CO、CO2的浓度进行监测，常见的分析原理为红外吸收法（或紫外吸收法）。烟气排放参数监测子系统主要测试烟气温度、流速、压力、湿度、氧量等参数，通过流速可以得出烟气流量，同时根据烟气温度、压力、湿度得出标准干烟气量，通过氧量将浓度换算为规定过剩空气系数下的浓度。系统控制子系统主要对反吹、采样进行控制，数据采集处理子系统对信号采集、进行数据处理并生成报表等。气源为系统提供反吹气体，电源为系统提供相应电压等级的电能，通讯系统进行模/数转换及数据通信等。

2 CEMS系统运行方法

CEMS系统的运行可分为三个部分，系统的启动、运行和停机。在系统启动之前，应该对采样探头和伴热采样线进行加热处理，当达到温度要求后，在开启电源启动系统。对伴热采样线先行加热，是为了防止在低温状态下，湿气引起的腐蚀对机器造成损坏或者是因为样气含湿而影响到监测数据的精度，如果烟气的含湿量太多的话，其进入到监测仪器中，将会对仪器造成损坏。在系统正常运行后，应该根据实际情况对系统进行适当的调整。在向锅炉中投料的时候会产生大量的烟尘，所以这时应该将采样装置切换到反吹状态防止烟尘的进入。在不同的季节，温度也不同，所以应该根据温度的变化来对伴热线的温控系统进行调整。在系统停机阶段，不应该直接将电源关闭，而是应该按照正常的关机程序来执行。首先要将采样系统中的气路排空，用压缩空气将管线内的残余气体清除干净，然后将气路的入口关闭，最后在关闭系统的电源。对系统中的反吹系统，应该根据实际的运行情况对镜片进行清洗或者是停运。

3 CEMS系统维护

3.1 NOX测量原理

进行烟气监测首先需要进行烟气的采集，利用取样泵从烟道内取气，然后通过伴热管线样气输送到冷凝器中。之所以会用到伴热管线，是因为烟气的温度比较高，而输送的线路较长，如果不进行加热处理的话，那么烟气在运输的过程中就会因为温度降低而使水分从烟气中分离出来，水分与烟气中的NOX相互结合产生化学反应，从而形成硝酸，酸的产生会对系统造成腐蚀造成系统的损害，并且还会影响到测量的准确性。在传输到冷凝器后，冷凝器中的蠕动泵会将烟气中水分排走，使其不与NOX接触。在冷凝器上有管线与外界相通，可以使空气进入到冷凝器中，然后除去水分的烟气在经过气体过滤器后传送到气体分析仪中，从而对烟气进行检测。在对烟气进行取样的过程中，为了不使粉尘堵塞到管路，在系统中设定了定期清除功能，通过空气压缩机对伴热管线进行吹扫。

3.2 气体分析仪启用前的准备

3.2.1 启动前的准备。由于该仪器是气体分析仪所以在启动前首先要检查气体是否存在泄漏，检查气体是否泄漏通常用一个U型管压力计便可以用最简便的方法测量出压力。

3.2.2 分析仪的标定。在分析仪安装好之后，可以用标定气来对分析仪进行标定。标定应该使用一种含有足够浓度被测组分气体来进行。进行标定时应确保气体流量在1.2-2.0L/min之间。

3.3 气路系统的维护

3.3.1 取样探头的维护。针对脱硝烟道内高温、高粉尘以及容易形成铵盐的特点，M6200型取样探头为高温型探头，材质为316L不锈钢，样气首先经过装有过滤精度为2μ的合金烧结前置过滤器的采样探杆，通过外表面过滤的方式，将大部分的颗粒物过滤掉，其中探杆插入烟道深度为1.5 米。

烟气进入温度达到320℃的探头过滤装置，这个温度与烟道温度相仿，避免了取样过滤过程中烟气温度的巨大变化带来烟气体积的巨大变化形成冷凝，从而有效避免在探头过滤器的地方出现硫酸氢铵盐结晶体，形成堵塞；探头内部配备了过滤精度为1.0-2.0μ的特殊合金烧。结过滤器，通过外表面过滤的方式对烟气中的颗粒物进行有效过滤，将干净的烟气传输到仪表间。应每6个月检查一次探头过滤器，可以采用压缩空气对其进行吹扫清洗。如果滤芯严重堵塞或者裂缝应及时更换。

3.3.2 采样管线的维护。ESC-JH3 型伴热管线加热功率为每米60W，让取样出来的烟气在整个传输过程中都保持180℃的高温，保证了样气在取样管中不会产生冷凝水，并出现硫酸氢铵盐的结晶体析出（根据有关研究文献，硫酸氢铵盐的析出温度为147℃）。采样管线在平时是不需要进行维护的，但在平时要注意管线上不能放置重物，如果有重物压在管线上，管线在承力的作用下会使内部的取样管与加热带发生接触，从而导致管线的损坏，一旦取样管破损，则需要进行更换，没有办法进行修复。

3.3.3 冷凝器的维护。气体冷凝器发生故障的机率较小，其维护工作也是半年更抽象一次蠕动泵泵管即可，这个泵管是安装在冷凝器下端的，同时，如果发现冷凝器内有粉尘时，可以用人工用水进行清洗的办法来进行处理。

3.3.4 保护过滤器的维护。保护过滤器可以有效的过滤烟气中的水汽和粉尘物，这些东西附着在保护过滤器上，滤纸则会慢慢的变色，因此，发现滤纸变色后即及时进行更换，当前级气路的过滤器的探头失去效用时，保护过滤器的滤芯变色则会较快，这时就应该对前级过滤器进行检查，应该是冷凝器工作失常所致。

3.3.5 测尘仪的维护。对于测尘仪的维护，一般时候是每三个月检查一次，但对于检查时发现测尘仪所运行的环境较为恶劣时，则应该经常更换空气过滤器。正常情况下，测尘仪只要光学窗口保持清洁即可，因其对于测量结果的准确性有着直接的影响。所以在平时维护时，需要用百分之五十的酒精和蒸馏水的溶液做为清洁液来对测尘仪的光学窗口进行清洁，但这里对酒精有要求，需要化学纯级的酒精，保证酒精里不能含有油质，因为含有油质的酒精在酒精挥发后则会有油质留下，影响光学窗口的清洁度，因此就会导致测量结果的不准确。

4 结束语

CEMS 烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测了电力生产过程中产生 污染气体的固定排放源以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，为环保部门的监督提供 了科学先进的检测手段，这对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。

参考文献

[1]HJ/T 75-2001.火电厂烟气排放连续监测系统技术规范[S].

[2]朱法华. 全国火电厂烟气连续监测系统运行状况调研与分析[J]. 中国环境监测，2000，16.

[3]陈娟，任洪华，蒋文志，等.烟气在线监测系统在球团厂的应用[J].计量与测试技术，2009，36.