固定源烟气连续监测系统在燃煤电厂中的应用实践

杨波龙, 闫子煜, 贺运鸣, 吕俊峰

(1.山西誉达环境监测有限公司,山西 运城 044000;2.山西省运城环境监测中心，山西 运城 044000)

1 工程概况

山西国锦煤电有限公司有一台6 MW抽凝发电机组，两台35 t循环流化床燃煤锅炉，分別于2010年3月投入运行。主机中锅炉由济南锅炉厂提供，汽轮机由青岛汽轮机厂提供，发电机采用空气冷却，由济南发电机厂提供。锅炉产生的烟气经省煤器加热后，进入三电场静电除尘器除尘，通过炉外氨法脱硫后，经100 m高的烟囱排放。灰渣采用分除方式，干式除灰渣，综合利用。采用湿法炉外氨水脱硫工艺，但是，烟气比较复杂，难处理、湿度大，平时出现的故障较多。基于2015年1月1日国家新《环保法》的实施，该电厂采用固定污染源烟气连续监测系统(CEMS)来有效监控固定污染源烟气排放状况。

2 CEMS系统应用分析

山西国锦煤电有限公司使用武汉宇虹环保产业发展有限公司TH-890烟气连续排放监测系统(简称TH-890CEMS)。TH-890CEMS主要功能是实时监测固定污染源中的SO2、NO、烟尘的排放浓度、折算排放浓度、排放量及其他有关参数，并能够将测量数据、测量参数传送到企业中控室和环保管理部门。

1)污染物排放浓度测量，采用非分散红外技术测量烟气中的SO2、NO；采用透光度或黑度测量烟气中固态污染物浓度。

2)烟气参数测量采用电化学法测量烟气中的含氧量；采用皮托管和差压变送器测量烟气流速；采用压力变送器测量烟气压力；采用温度变送器测量烟气温度。

3 CEMS运营维护及问题分析

3.1 CEMS系统采样管路及探头堵塞问题分析

由于氨法脱硫工艺特点，极易造成CEMS的采样探头与采样管路堵塞，这给日常运维工作中遇到最多的问题。烟气湿度大，而直接抽取法的抽气量较大，这都会造成监测数据不准确。另外烟气中的污染物具有很强的腐蚀性，造成分析系统相关元部件的损坏。如果系统冷凝和过滤装置维护保养不到位，还会造成设备零部件的腐蚀，因此，运维技术人员加大巡检频次，调整对系统管路及采样探头的反吹频次[1]。

CEMS大部分都采用采样探头反吹，但也有些CEMS采取采样探头和采样管路全程反吹，而采样探头与采样管接头处是经常堵塞的地方，如现场工况较差，烟尘浓度较高，堵塞频率就会大大增加，因为样气虽然经过探头滤芯初步过滤，样气中仍然存有灰尘，而CEMS反吹时，将采样管中的烟尘反吹到这个位置，如果不及时清理很容易造成堵塞。如果采用氨法脱硫工艺，烟气湿度大，时间久了采样探头滤芯内部会出现一些结晶体，凝固在滤芯上，就会造成堵塞，而及时的清理采样探头，是日常运维工作中的重点。

CEMS反吹系统主要是防止采样探头与采样管堵塞，出厂时系统内部都设定了反吹时间，由于系统的不同，反吹的时间和频率也不相同，但一般都是40 min～60 min反吹一次。在实际的运维工作中，运维技术人员应根据现场工况，更改反吹频率，防止由于烟气中烟尘导致的堵塞。

3.2 空压机故障及注意事项

由于反吹频率的增加，导致空压机频繁启动，就会造成启动开关与交流接触器发生故障，导致空压机故障率高，这就要求使用性价比高的空压机。活塞式注油空压机因气源中含有油份，相对来说较脏，造成吹扫阀、采样管内部管路都有油附着，反吹过后CEMS切换到采样状态时，油分就有可能随着样气进入到分析仪内部，如长时间运行，将会造成不良影响，影响测量值的准确性。

含油分的压缩空气进入稳压阀，会使内部器件密封不好，如长时间运行就会造成阀体漏气，从而增加维护量。每次巡检维护设备时，应查看空压机工作是否正常，反吹气源压力是否在0.6 MPa～0.8 MPa，经常排掉空压杋储气罐里积水。如空压杋频繁启动，应检査反吹管路是否漏气判断方法是：关闭进气总阀，查看气水分离器调压阀表头压力，如压力下降很快，说明反吹管路存在漏气，要顺着管线逐段排除。

3.3 分析仪测量数据异常及常见故障的处置

分析仪测量数据异常，是运维技术人员在现场日常维护中经常遇到的问题。山西国锦煤电有限公司TH-890TH-890CEMS在实践应用过程中分析仪测量数据异常及故障处理情况如下。

3.3.1 测量数据含氧量偏高或二氧化硫数据偏低

1)确定企业的排放工况是否变化，如果企业工况未发生变化，运维技术人员先检查流量计是否有流量，如果无流量或流量较小，就可判断采样探头或者采样管路堵塞。

2)确定釆样泵是否岀现问题，如样气中颗粒物较多，过滤装置效果又差，就会有部分颗粒物进入采样泵，造成采样泵不能正常工作，导致没有流量，如果长时间运行，还会导致采样泵电机烧坏。

3)对系统进行气密性检查。a)堵住采样泵进气端，如果转子流量计显示流量为零，说明不漏气，否则，采样泵或进气管接头漏气，这时应更换相应部件；b)用同种方法检査采样泵前端设备和气路的气密性是否良好；c)特别注意检査蠕动泵是否漏气。这样可判断是系统本身漏气还是分析仪出现故障。

3.3.2 分析仪测量数据漂移

分析仪数据漂移是平时维护设备时经常遇到问题。在日常运维过程中，应定期校准分析仪，观察分析仪的显示数据是否正常，建议每半月手动标定仪器一次。运行中对分析仪数据有质疑，可通零气和中浓度标气，如不正常，则进行标定，标定后再通零点和满点气，如仍不正常，说明分析仪有问题，观察分析仪内部电压值是否正常，如不正常，检查是否有水蒸气或灰尘杂物进入检测室造成漂移。

山西国锦煤电有限公司使用的TH-890CEMS的分析仪，是使用非分散红外分析仪测量。数据的准确性对检测室要求很高，如检测室内有灰尘或水滴污损，测量结果就会有漂移现象；所以维护检测室是平时运维工作中的重要工作。

3.3.3 分析仪测量数据与人工比对数据误差较大

1)检査平台探头和探杆腐蚀情况，防止吸附二氧化硫，排除因探头或探杄腐蚀影响测量数据。

2)检査伴热管是否不加热或局部加热，造成采样管线积水，吸附二氧化硫，影响测量数据。

3)检査CEMS内部过滤装置、冷凝系统是否正常，影响测量数据。

3.4 CEMS系统故障判别及处理

针对TH-890CEMS在应用过程中出现的故障，山西国锦煤电有限公司技术科提出了故障判别及处理措施。

3.4.1 快速修复

快速修复能够解决TH-890CEMS的许多故障，但没有从根本上解决问题。为了节省时间，采取快捷行动。例如，分析仪漂移超岀质量控制限时，方法是简单的校准分析仪，问题消失。但是对于漂移原因还是需要查明，并进行故障排除。

另外，一个经常容易堵塞的过滤器，通过样品气体的流量逐渐减少至控制室的流量报警器报警，更换过滤器，通过样品气体的流量正常直到它再次堵塞。经验表明每隔6个月更换过滤器可视为合理，而某一时段必须2个月更换过滤器，如果不考虑过滤器的成本和更换过滤器所更换的时间以及CEMS停机时间，可以频繁的更换[2]。

3.4.2 查找问题的根源

处理TH-890CEMS或分析仪的问题，更有效的方法是找到问题的“根源”和确定问题。

1)电路问题。抽取监测系统遇到的许多问题与系统中的电器问题有关。如果电器问题严重，有时不得不将仪器送回CEMS的制造厂或销售者那里进行维修，仪器的维护手册是用于发现并维修电路和器件问题的非常好的参考资料。

2)机械问题。抽取监测系统遇到最普遍的问题是颗粒物堵塞过滤器，导致进入分析仪的样品气体的流量减小，损坏器件和得岀错误的监测数据。颗粒物堵塞过滤器可能是反吹净化不彻底或更换过滤器的时间间隔不当引起的。只要堵塞不严重，用清洁空气反吹可以改善这样的状况，严重时必须用人工清理的方法直至更换过滤器。

4 结语

山西国锦煤电有限公司在生产过程中应用氨法湿法烟气脱硫工艺当中，烟气比较复杂，难处理、湿度大，平时出现的故障较多。针对这一情况，该电厂采用TH-890烟气连续排放监测系统来有效监控固定污染源烟气排放状况，对TH-890CEMS实际应用过程中的运营维护及故障问题进行分析阐述，给同行进行参考。