火电厂脱硝烟气监测系统常见故障分析

林尖

摘 要：关注污染气体排放是发电企业的社会责任，确保气体排放合格是国家的标准要求。加强脱硝烟气系统监测，了解监测设备的常见故障，有助于提高设备的稳定性与安全性。

关键词：脱硝烟气监测系统;氨逃逸监测系统;故障

红海湾发电有限公司四台燃煤机组脱硝烟气监测系统，主要包括氮氧化物监测系统和氨逃逸监测系统，由雪迪龙公司集成控制。氮氧化物监测系统采用直接抽取法，使用西门子U23气体分析仪在线测量;氨逃逸监测系统采用原位激光分析法，使用西门子LDS6在线原位气体分析系统。

一、烟道内设备腐蚀磨损

氮氧化物监测系统的就地取样设备安装于烟道内部，长期受到烟尘冲刷探杆表层，易产生磨损穿孔现象。由于设备位于电除尘之前，烟气粉尘含量高，容易出现取样管道堵塞。取样设备的腐蚀和堵塞会影响取样流量和设备的安全运行

氨逃逸监测系统CD6传感器吹扫管道安装在脱硝催化剂出口、烟道入口，长期接触高温烟气与氨气，在与法兰的接口处，容易因氨气腐蚀，导致管道穿孔甚至断裂。吹扫管道腐蚀将影响影响正常吹扫的效果，容易引起镜头磨损;此外，管道变形使对光中心偏移、接收光源减弱，对光率低下会直接导致中心单元无法正常测量

烟道内部的设备腐蚀磨损是无法避免的设备损耗，但是通过可以提前更换设备等手段，尽可能降低其影响。可以利用每一次机组停运的时间，对插入烟道内部的各设备进行抽出检查，记录其设备状态、更换时间，对设备进行定期清理和防腐，减缓设备折旧，同时也可以考虑适当增加吹扫装置。

二、样气品质影响分析设备寿命及正常使用

由于氮氧化物检测系统采用的的是直接抽取法，样气需要经过除水、除尘后进入仪表测量，样气品质将直接影响测量仪表的使用情况和使用寿命。

样气除水的重要设备是制冷器。红海湾发电有限公司主要采用Buhler压缩机制冷器，型号为EGK1/2样气经伴热管线进入制冷器，迅速冷凝除水后进入气体分析仪，水分则通过蠕动泵排出。

制冷器温度控制通常设置在2摄氏度，由于温控仪表长期运行，有一定概率出现故障，导致压缩机持续运行，制冷器内温度持续下降，玻璃冷腔内出现结冰，样气通过制冷器受阻，进入分析仪的气体流量降低，导致仪表出现流量低报警，无法正常测量。

此外，制冷器长期设置低温运行，容易导致铜管结冰。通过现场对比，使用年限短、设备较新的制冷器，不容易有铜管结霜和冷凝水的现象。铜管冷凝水滴落或者冰霜融化，会在压缩机表面形成腐蚀，增加设备损坏风险。而且容易对制冷器线路造成影响，增加短路危险。

压缩机是制冷器的核心部件，在运行中也可能因为设备老化等因素出现损坏，无法正常降温。温度达不到要求，样气的除水率降低，首先会对保护过滤器芯和膜式过滤器造成影响，膜式过滤器会因吸水膨胀而失效，进入测量仪表内的样气含水量将进一步提高，影响仪表内部电子元件的安全，出现测量异常。

此外，蠕动泵的排水情况也将影响到样气除水效果，进而影响分析仪的安全运行。蠕动泵通过压缩泵管排水，泵管长期磨损，可能会出现破裂等情况，蠕动泵出力不足，冷凝水不能及时排出。气体分析仪长期在含水量偏高的样气中运行，容易导致斩波器、检测器等电子元件损坏，设备使用寿命降低。

因此，关注制冷器、蠕动泵等的运行情况至关重要。可以制定相关设备台帐，根据使用年限，有计划地更换制冷器、蠕动泵，保证气体分析仪内样气干净、干燥，有助于延长分析仪的寿命，确保设备安全运行

三、氨逃逸监测系统常见故障

氨逃逸测量的主要意义在于防止喷氨过多，吸附在粉尘表面后堵塞空气预热器和覆着在催化剂表面导致催化剂失活，且造成一定资源浪费。

据了解，氨逃逸在线测量发展到目前有三代技术：第一代，稀释取样法，代表厂家是美国热电;第二代，原位式激光分析法，代表厂家有雪迪龙、郑州光力;第三代，抽取式激光分析法，代表厂家堀场等。第一代技术成熟，但主要涉及NH3的转化，测量受温度影响较大。第三代为较新的技术，有更好的现场测量表现，但是预处理系统复杂，备件更换率也偏高

红海湾发电有限公司目前采用的是第二代技术，西门子生产的LDS6在线原位式激光分析，中心单元发出的激光通过光纤传至就地CD6传感器，然后在这里传输到测量部分中。激光光束通过测量部分中的气体，并被部分地吸收。以这种方式衰减的光会被接收器检测到，并反馈到中心单元中。这种测量存在一定的局限性，但日常维护量不大。主要的故障除了上述的吹扫管道腐蚀以外，机组启动后，烟道振动容易导致对光偏移，需要进行就地传感器重新对光。由于传感器与中心单元之间是通过光纤连接，光纤的折损也是要特别注意的问题

氨逃逸监测系统的中心单元到达一定的使用年限以后，可能会出现如内部电源故障、OPTO模块故障等问题。其中OPTO模块是中心单元的核心部件，一旦出现故障，仪表对光率可能出现持续波动或者显示为零，仪表无法跳出自检，气体分析仪将无法进行测量。OPTO模块故障的直接原因可能是激光器损坏、参比单元损坏、电子元件损坏等，通常需要进行返厂维修

四、环境因素引起的设备故障

由于分析仪表长时间不间断运行，仪表发热严重，内部温度可能达到40-50摄氏度。直接抽取烟气时，伴热管线内的气体也始终保持在230-240摄氏度左右。高温环境非常容易导致设备电子元件故障，出现设备无法正常测量或者直接烧毁的现象。因此要特别注意分析仪表的散热情况。室内温度建议控制在25摄氏度以内，也有助于仪表散热。在日常巡检时，可通过仪表显示面板查看仪表内部温度，一旦温度偏高，则需引起重视。此外也可使用测温枪，对附近的PLC、电磁阀等进行测温记录。

除上述故障外，如：电磁阀内漏、取样泵出力不足、信号隔离器老化损坏、PLC备份故障、数采仪传输中断、探头滤芯堵塞、电流冲击红外光源、伴热管线温控故障等，也是常见的烟气监测系统故障。了解设备的常见故障，把控设备的运行状态，记录设备的损耗程度，加强设备的寿命管理，落实设备巡检制度、设備台帐和检修记录，将有助于监测系统平稳可靠运行，同时也能降低检修人员工作风险和设备故障率。

参考文献

[1]关于脱硝氨逃逸在线监测系统的发展