在线烟气分析仪常见故障处理及防范

邓光南，林灶发

（福建华电漳平火电有限公司，福建漳平 364400）

在线烟气分析仪常见故障处理及防范

邓光南，林灶发

（福建华电漳平火电有限公司，福建漳平 364400）

简要介绍了烟气分析仪的工作原理，对仪器使用过程中出现的几种常见故障进行分析，对两种重复性的疑难故障进行研究，提出了可行的改造方案及解决方法，同时提出了烟气分析仪故障的防范措施。

烟气分析仪；故障分析；排除方法；故障防范

烟气分析在火力发电、化肥、水泥、石油化工、冶金行业占有重要地位。不同行业烟气成分不同，主要含二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧气等气体。烟气分析仪主要用于测量烟气中二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害气体及氧气的浓度。传感器可选择性配置，测定一种或多种气体。烟气分析仪可对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量的连续监测，并将信息实时传输到主管部门［1］，因而成为环境监测部门必不可少的分析仪器。福建华电漳平火电有限公司2套CEMS系统为北京雪迪龙自动控制系统有限公司生产的SC-900 烟气排放连续监测系统［2］。气体分析仪为西门子公司生产的 ULTRAMAT 23 多组分红外气体分析仪。

笔者以下简要介绍气体分析仪的工作原理、常见故障排除及故障防范措施。

1 仪器工作原理

烟气体分析仪由气路系统和电路系统两部分组成。其工作原理是抽气泵将烟气经釆样管送至传感器的气室，传感器的输出电信号通过电子线路将模拟信号放大，转换成被测气体的浓度。

2 常见故障及其排除方法

2.1 显示结果中氧气含量高而二氧化硫和氮氧化物含量低

（1）可能原因之一：釆样管路泄漏。

处理方法：检查样气取样回路。

确认办法：加标准气体到烟气分析仪的入口，观察测量结果与标准气体的含量是否相同。若测量值与标示值相同，则证明釆样管路泄漏。分析釆样管路泄漏需要分两个步骤判断是机柜内部泄漏还是机柜外部泄露。判断方法：把样气阀入口断开，用手堵死，此时分析仪面板上的浮子流量计标示应该归零。若分析仪面板上的浮子流量计显示零则可判断机柜内部无问题，是机柜外部泄露，这时应检查釆样探头与釆样探头的滤芯堵头是否泄漏，找出泄漏处进行处理。

（2）可能原因之二：蠕动泵接头松动而导致漏气。

处理方法：重新旋紧蠕动泵接头即可。

2.2 显示结果中氧气和氮氧化物含量测量数据不变而二氧化硫含量低甚至为零，检查发现保护过滤器内有水雾或积水

（1）冷凝器温控器故障［3］排查。冷凝器中的玻璃冷腔下端结冰，温控器显示“LLL”，关闭冷凝器电源几小时后，再接通冷凝器电源，温度从 10℃左右慢慢下降至 -5℃，后又显示“LLL”。对冷凝器气体除湿的基本原理进行分析得知，冷凝器通过对蓄冷体不断进行制冷，当过冷时又对其进行加热，使蓄冷体恒温在 1～7℃的某一温度值上。插在蓄冷体中间的交换器，借助导热介质和足够的换热面积迅即完成热交换。此时，流经交换器工作腔含水分的气态试样迅速冷却，使气体中的水分得到分离。最后经分析检测判断为玻璃冷腔外层加热片损坏所致，起不到加热作用。

处理方法：更换加热片，故障排除。

（2）蠕动泵排水故障排查。在实际工作中笔者发现一种疑难故障，监测过程中二氧化硫测量值突然变小，仅为 2～3 mg／m3甚至为零，比实际值偏低很多，一段时间后恢复正常，再过一段时间测量值又变小，如此多次重复该现象。用标准气体检查，气体分析仪示值准确，零点校准也正常，初步分析原因为样气有时含有水汽。首先怀疑蠕动泵泵管老化，但更换泵管后故障依旧。经过多日蹲守现场进行跟踪，观察发现为冷凝器的玻璃冷腔至蠕动泵的排水系统异常所致。由于烟气排放监测设备安装时，在冷凝器的玻璃冷腔至蠕动泵的进水端连接了较长的管路，导致玻璃冷腔排水管下垂部分较长，管路经 U型接至蠕动泵进水端，阻力较大。最初安装时，由于蠕动泵泵轴、泵管较新，U 型管的积水可以抽出；使用一段时间后，蠕动泵泵轴出现磨损，密封性能下降，真空度降低，因而出现排水有时正常、有时不正常的故障。

处理方法：对蠕动泵的排水系统进行改进，缩短玻璃冷腔到蠕动泵进水端连接管的长度，将玻璃冷腔的排水管直接跨接至蠕动泵的进水端。经过一段时间的现场观察，结果表明改造后效果良好。

（3）蠕动泵管及泵轴故障排查。蠕动泵管老化变形，失去弹性；蠕动泵泵轴磨损严重易形成堵塞，使冷凝水不能及时排出，造成出口样气大量带水，影响抽吸单元和分析组件的正常运行。

处理方法：在日常维护中应定期检查、更换蠕动泵管或泵轴。

（4）蠕动泵进出水端故障排查。蠕动泵进水端和出水端接反会造成样气大量带水。

处理方法：将蠕动泵进水端与出水端对调。

2.3 零点标定后二氧化硫显示负值

故障分析：该故障表现为，隔一段时间二氧化硫测量值很小，仅为 2～3 mg／m3甚至为零，比实际值偏低很多，过很长时间才正常，过一段时间又重复该故障。经过认真分析研究，发现是零点漂移所致。由于仪器自动零点标定时釆用空气校准，而空气校准对釆样空气的湿度有特定的要求，校准空气需用干燥空气（仪器所附技术资料没有说明），而南方空气比较潮湿，特别是春天或雨季，容易导致仪器自动零点校准时零点漂移的大、小随空气湿度的改变而变化。

处理方法：对标定系统进行改进，在釆样空气前端增加电子制冷器进行干燥处理。

2.4 烟气分析仪检测结果误差偏大

（1）可能原因之一：烟气分析仪长期没有标定，造成分析误差越来越大。

处理方法：对烟气分析仪进行标定［4］。

（2）可能原因之二：所用标准气体超过有效期。处理方法：标准气体的浓度是一个已知的固定值，每一种标准气体都有有效期，超过有效期后，标准气体的浓度发生变化，不能准确标定分析仪器。

处理方法：更换标准气体。

（3）可能原因之三：传感器气室内有脏物。

处理方法：打开传感器气室（打开时注意装有样品气体的玻璃管），使用脱脂棉、擦镜纸、洗涤剂或合适的溶剂（例如无水乙醇）将镜片及气室擦干净。要避免使用腐蚀性的清洗化合物，因为这些物料会损坏光学表面。

2.5 含尘量指示不合理或数值持久不变

故障分析：含尘量测试仪镜头脏污。

处理方法：擦拭镜头并手工校准。

3 烟气分析仪故障的防范措施

3.1 做好系统日常维护工作

日常维护的工作主要是巡视检查，当发现系统工作异常时应及时进行处理。日常检查的内容包括：

（1）检查保护过滤器 (FF1，FF2)，如有变色或滤芯上有颗粒物，应予以更换并查明原因。

（2）检查流量，U23 分析仪面板上的浮子流量计流量指示应在 1.0～1.2 L／min，如果 U23 上出现“样气流量低”故障报警，应及时检查样气流路是否有堵塞现象。

（3）检查制冷器上的温度指示是否正常。

（4）检查蠕动泵工作是否正常。

（5）检查储液罐内冷凝水积存情况。

（6）检查 U23 指示值及 DAS 的数据记录是否异常。

（7）检查探头温控器、取样管温控器是否工作正常。

（8）检查室内空调工作是否正常。

（9）检查压缩空气气源压力是否正常。

3.2 做好系统定期维护工作

为了保证系统能够正常运行，需要定期对系统进行维护，包括检查、故障判断及简单修理等。

CEMS 系统的定期维护主要有以下几项内容：

（1）查看系统仪表指示是否正常，应与运行人员保持联系，了解工况状态，判断数据是否正常。

（2）查看系统的电源、气源 (含工作气、标准气 )是否符合系统要求。

（3）检查系统伴热部分、保温部分的状态。这是系统定期维护工作的内容之一，它关系到系统的正常运行和测量数据的准确性。

（4）检查储水罐内的凝结水液位，液位过高时应及时倒掉，以免影响蠕动泵排水，防止机柜内进水。

（5）检查机柜内的取样管路，若内有严重积水、水雾，应及时清理和查找原因（取样头加热故障、蠕动泵排水异常、自动反吹是否正常进行等）。

（6）检查系统各部位和连接件是否有损坏、腐蚀情况，并及时处理。

（7）检查系统与烟道接口及整个系统有无泄漏。

4 结语

在线烟气分析仪在火力发电厂中得到广泛应用，及时消除运行中出现的各类故障和缺陷，加强日常管理和定期维护，做好常见故障的防范措施，必将大大提高烟气分析仪运行的可靠性，提高测量数据的准确性，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理［5］，为环保部门的监督提供科学有效的检测手段，这对于火力发电厂气态污染物排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。

［1］ HJ／T 76-2007 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法［S］.

［2］ DL／T 960-2005 燃煤电厂烟气排放连续监测系统订货技术条件［S］.

［3］ 环境保护部.污染源自动监控设施现场监督检查技术指南［Z］.环办［2012］57 号 .

［4］ HJ／T 75-2007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范［S］.

［5］ GB 13223-2003 火电厂大气污染物排放标准［S］.质，2005，30(12): 727-730.

Common Fault Handling and Protection of Online Flue Gas Analyzer

Deng Guangnan，Lin Zaofa
（Fujian Huadian Zhangping Power Generation Co. Ltd.，Zhangping 364400，China）

It was briefly introduced about the working principle of flue gas analyzer. The process of using the instrument of several common failure was analyzed，two repetitive troubleshooting were studied and the feasible retro fi t scheme, solution togethrt with the protection measures were put forward.

fl ue gas analyzer; fault analysis; troubleshooting; fault prevention

O657.33

A

1008-6145(2014)05-0111-03

联系人：邓光南；E-mail: dengguangnan@sohu.com

2014-07-30

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.05.036