重钢烧结脱硫烟气在线监测系统故障浅析

谭戈

摘 要：本文对重钢烧结脱硫过程中，烟气在线监测系统（CEMS）出现偏差和故障的原因进行简要分析。在日常的使用和现场维护中不断摸索，针对烟气中各类介质波动较大，引起系统不能及时准确反映SO2、NO等数据，导致脱硫操作不能跟上，进而造成排放超标的情况，提出合理化建议并改造实施，有力保证了脱硫效率，为整体环保排放达标起到了良好的效果。

关键词：烟气在线监测系统（CEMS）；零点标定；常见故障；分析处理

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0070-02

1 前言

伴随国家十三五发展计划的要求，环境保护的重要性已彰显无疑。烧结烟气脱硫已成为钢铁行业的可持续发展和生态环境保护的必然要求。据统计，钢铁行业的SO等大气污染物排放量占全国工艺排放的11%左右，仅次于电力行业，居第二位[1]。如何能够最大限度的发挥脱硫系统的功效，实现节能减排的要求，是钢铁企业应该肩负的社会责任和义务。作为最终排放监控的烟气在线监测系统（以下简称CEMS）对整个脱硫系统的起着至关重要的作用，也是环保部监测减排工作最重要的工具。

2 CEMS的简要介绍

连续测定颗粒物及气态污染物浓度和排放率所需要的全部设备，英文名称“Continuous Emission Monitoring System”，简称“CEMS”。它是由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系，其组成流程见图1。烟气CEMS由颗粒物和/或气态污染物CEMS（含O2或CO2）、烟气参数测定子系统组成。通过采样方式或非采样方式，测定烟气中污染物浓度，同时测定烟气的温度、压力、流速或流量、烟气的含氧量，烟气的含水分量（或输入烟气含水量），常见的测量方法为：直接测量法、直接抽气法及稀释抽气法。[1]

3 CEMS出现问题及分析、解决

CEMS系统采取了模块化的结构，系统功能单元大致分为室内和室外两部分。室内部分主要有主机柜（样气处理、分析仪、数据采集处理等）、供电电源、净化压缩空气源。室外部分主要有采样监测点电源箱、红外测尘仪、流速监测仪、烟气采样探头、空气过滤器以及伴热采样管线和信号控制电缆等组成，引起测量出现偏差和故障的因素较多且较为复杂，下面做一个简要的分析梳理：

3.1 采样系统堵塞

采样系统包括采样探头、伴热管线、冷凝器、空气过滤器和分析仪入口过滤器。如果出现堵塞会引起采样流量显示偏低，对SO2有很大影响，一般要求采样气体流量保持在0.8-1.2mg/min之间，流量偏低会使进入分析仪的气量过小而使得测量数值偏低。[2]

经过多次故障处理后的经验总结，需要以抽气泵为中心将采样系统划分为泵前和泵后两个部分，通过观察流量计流量为主要手段来判断采样系统是否通畅。首先将伴热管线同冷凝器的接头切断，查看流量是否变化，如果流量马上增加就可判断是伴热管线或者采样探头的堵塞，其次将伴热管线和采样探头接头切断，查看流量是否出现变化，流量变化就是伴热管线堵塞，否则就为采样探头堵塞；如果伴热管线和冷凝器接头切断后，流量没有明显的变化则判断冷凝器和空气过滤器部分出现堵塞。通过相同步骤，就可完全判断出堵塞部位，采取相应措施即可恢复。

3.2 反吹系统故障

反吹系统能够保证滤芯正常工作，烟气中含有一定量的粉尘，通过滤芯后变成样气，正常的滤芯应尽最大可能地降低烟气中的含尘量，滤芯工作一定时间后必然会堵塞，当压缩空气质量不好或含水量较大时，样气中会带入更多的水气，致使样气流量降低，并溶解部分SO2。我们在压缩空气加装了汽水分离器，并定期对压缩空气总灌疏水，保证压缩空气的干燥洁净，避免探头处积灰。[3]

3.3 采样系统管路中进水

本厂使用的CEMS系统带有湿度报警装置，一旦管路中进水，会引起报警并停机。通过观察发现，进水原因主要有：（1）伴热系统故障，没有做好保温措施产生的冷凝水进入管路；（2）冷凝器故障，冷凝器是关键设备，一般冷凝器控制温度应保持在3～5℃，冷凝单元的作用是通过样气温度的骤降，分离并尽最大可能地快速降低样气中的含水量并排出，使进入分析仪的样气为干燥气体；（3）蠕动泵故障，蠕动泵故障以及排水管路堵塞造成抽水不畅造成冷凝水不能及时排出，以及蠕动泵管长时间使用，泵管老化，破损泄漏。

3.4 分析仪自身故障

分析仪自身出现故障，主要体现在以下几点：（1）零点和量程频繁漂移，线性误差较大。这与分析仪的定期标定和标定时所用标气的有效期有直接关系，标定不及时会造成分析仪器误差越来越大。其次使用的标气超过有效期，标气的浓度发生变化，不能准确标定分析仪器，但过于频繁的样气比对和校准也会导致该状况的出现。[4]（2）分析仪内部气室污染。当整个系统出现异常时，可能会有水、灰尘、杂物进入气室导致测量准确性受到影响，可以尝试用酒精清洗气室并烘干，如还是不能消除，则联系生产厂家协助处理。

4 现场维护注意事项

每次开展点巡检，都要对CEMS系统进行检查，检查事项有：

（1）检查电缆、气管连接是否正常，有无破损或松落；（2）检查气路是否畅通，排查冷凝物是否堵住排水管；（3）检查仪器的气密性，确保烟气不会在气路中泄漏；（4）查看冷凝器是否制冷，或者冷凝器温度显示是否正常；（5）观察蠕动泵是否转动，是否正常排水；（6）观察分析仪的显示屏读数是否正常；（7）检查加热系统是否正常工作。

日常维护中，应做到：

（1）清理：对分析仪进行定期清洁，特别是采样探头、过滤器、取样伴热管、蠕动泵、冷凝器排水管，确保气路通畅。（2）更换污损严重的部件，如过滤芯、蠕动泵头等。（3）各部件安装是否需要紧固，会不会有松落的危险。仪器自身需要紧固的部件。（4）定期（约半个月）校准零点及量程。

5 结语

依照我们在CEMS系统日常运行维护得出的经验，必須加确保样气预处理系统工作正常，分析仪故障率将大幅下降。在不断熟悉设备的同时，还要加强对故障判断和处理水平的培训，达到快速处理故障的能力，保证系统正常稳定运行，提供真实可靠的环保生产数据和取得良好的经济效益。

参考文献

[1]孙安安.浅谈烟气在线监测系统日常运维中常见故障及解决方法[J].现代仪器，2011，（4）：72-75.

[2]邱红春.脱硫CEMS烟气在线监测系统运行及维护[J].中国新技术新产品，2013，（4）：22-23.

[3]刘应宽.脱硫烟气在线监测系统典型故障分析与处理[J].电子世界，2015，（23）：187-188.

[4]杨丽.脱硫CEMS常见故障分析及提高可靠性措施[J].房地产导刊，2014，（33）：131.endprint