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cems煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)常見故障排查及其解決方案
閱讀：8610 發(fā)布時間：2021-5-17
燃煤電廠安裝煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，可對SO2、NOx和煙塵等污染物的排放進行有效的監(jiān)測和控制，既減少對環(huán)境的破壞，同時也能提高機組的運行經濟性，因此做好煙氣污染物排放控制工作，保證電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定可靠地運行尤為重要。
一、CEMS系統(tǒng)組成
煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)是由煙塵監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數監(jiān)測子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數據采集處理子系統(tǒng)組成。
CEMS的組成設備按照安裝布置分為煙道現(xiàn)場部分和儀器間部分，煙道部分儀器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測儀、煙氣溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、流速儀。儀器間設備包括：煙氣預處理裝置、煙氣分析儀、工控機、空壓機、標氣瓶等。
二、工藝過程
CEMS系統(tǒng)現(xiàn)多采用直接抽取法對煙氣進行取樣，經三級濾塵/濾油處理，再經除濕系統(tǒng)去除煙氣中的水分，預處理之后的煙氣進入分析儀表。SO2和NOx一般采用非分光紅外氣體分析技術進行測量，O2則通過電化學法的傳感器來測量，測量值在儀表上顯示，同時上傳到數據采集處理系統(tǒng)(DAS系統(tǒng))。
煙塵、流速、溫度、壓力等傳感器直接安裝在測量點位置，采用插入探頭方式直接測量，測量結果也傳送到DAS系統(tǒng)?，F(xiàn)場工控機通過RS-485總線將現(xiàn)場各路采樣數據經分析處理后存入數據庫并實時顯示和上傳到檢測中心的計算機系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保數據的存儲、統(tǒng)計、打印、傳輸等功能，達到連續(xù)準確可靠的監(jiān)測目的。
三煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)常見故障分析
以某熱電廠煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)的典型故障為例，其運行故障主要體現(xiàn)在樣氣預處理系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件方面的故障。具體分析如下：
(一)樣氣預處理系統(tǒng)故障
01.取樣管及探頭易堵塞，使進入分析儀組件的樣氣流量不足，引起測量值偏差取樣管由煙道插入，通過法蘭連接取樣探頭引出煙氣，探頭有濾芯，用來過濾煙氣中的煙塵。由于取樣探頭與煙道連接處的法蘭部分沒有保溫裝置，樣氣從煙道抽取后經探頭濾芯時溫度下降，煙氣中的水汽易析出，而此處樣氣尚未進行過濾，水與樣氣中的灰結合形成腐蝕性物質，易越結越大，從而堵塞取樣管且腐蝕法蘭和取樣探頭。
采取措施：采用配備加熱裝置的取樣探頭，探頭通過取樣管采集管路中的樣氣，濾芯對樣氣的粉塵進行一級過濾后，利用加熱器對樣氣進行加熱，使煙氣溫度控制在150~200℃間，保證在露點溫度之上，防止樣氣中的水分出現(xiàn)凝結。同時需定期對濾芯、法蘭和伸入煙道的取樣管進行清理疏通，加強反吹效果，并保持吹掃氣壓為0.6MPa。
伴熱取樣探頭結構原理
02.除水效果不佳，影響煙氣分析儀正常運行
除濕系統(tǒng)的作用是快速分離樣氣中的水氣并把冷凝水排出，盡最大可能地降低樣氣中的含水量，使進入分析儀組件的樣氣為干燥氣體。一般由冷凝器、采樣泵、蠕動泵和相關的報警和控制部件構成，除濕系統(tǒng)中的主要故障為：
1)冷凝器制冷效果不理想，樣氣中含有大量的水分沒有被分離，分析儀過濾器及流速表中有水珠存在，如果長時間運行，會損壞分析儀。采取的措施是在樣氣進入過濾器前加裝一個阻水器,阻擋過多的水分被帶進分析儀。同時提高伴熱溫度，降低冷凝器的溫度，從而提高樣氣與冷凝器的溫度差，加強水分的凝結，避免分析儀內進水。
2)蠕動泵管老化變形，失去彈性作用，易形成堵塞，使冷凝水不能及時排出，造成出口樣氣大量帶水，影響抽吸單元和分析組件的正常運行。其次蠕動泵管破裂，大量空氣進入樣氣，也會影響分析組件測量的準確性。在日常維護中應定期檢查、更換蠕動泵管。
03.煙氣分析儀測量結果誤差偏大
系統(tǒng)中出現(xiàn)上述部分故障，將導致分析儀測量結果與實際數據不符，誤差偏大。此外煙氣分析儀的定期標定和標定時所用標氣的有效期也會影響分析儀的測量結果。
在系統(tǒng)投入運行初期階段，分析儀測量參數呈逐漸增大的趨勢，尤其是SO2和NOx測量數據達到1500mg/m3左右。這是由于沒有定期對分析儀進行標定，造成分析儀工作不穩(wěn)定，出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，導致誤差越來越大，測量結果嚴重失真。按照分析儀標定步驟，進行標定后，各測量參數顯示在正常范圍。
因此在日常巡檢維護中，應當定期對分析儀進行標定，降低分析儀的測量誤差。一般建議煙氣分析儀配備一個二位二通的調零電磁閥，電池閥得電時切斷樣氣、標準氣進入，失電時常態(tài)樣氣進入、標準氣切斷，以實現(xiàn)對煙氣分析儀的定期標定。
其次，CEMS系統(tǒng)使用的標氣(一般為N2)不應超過有效期。CEMS系統(tǒng)的標氣主要用于對煙氣分析儀的定期標定，標氣的濃度是一個已知的固定值，每一種標氣都有有效期，超過有效期后，標氣的濃度發(fā)生變化，不能準確標定分析儀器。
(二)系統(tǒng)軟件方面故障
01.屏蔽效果不佳，系統(tǒng)數據出現(xiàn)故障系統(tǒng)運行過程中曾發(fā)生有參數瞬間全部為“0”的現(xiàn)象。經檢查發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生此種現(xiàn)象時，煙氣分析儀顯示測量結果正常，對PLC模塊進行電腦測試，顯示參數也正常。而且通訊電纜完好無損，插頭接觸良好，但此種現(xiàn)象多有發(fā)生，因此懷疑是電纜屏蔽不好。待重新剝電纜、接電纜、接屏蔽后，此故障現(xiàn)象不再發(fā)生。
02.分析儀內量程參數與軟件內相應監(jiān)測參數的量程不一致
分析儀內量程參數與軟件內相應監(jiān)測參數的量程不一致，會導致監(jiān)測數據不準確，因此需做相應的量程修改。根據生產流程的工藝要求和實際工況情況，進行量程修改。具體做法是進入分析儀的顯示菜單，進入設定狀態(tài)，查詢分析儀的量程設定值，根據實際需要修改其設定值；或者是在軟件系統(tǒng)下，以管理員用戶登錄進入“系統(tǒng)設置”項目，將對應監(jiān)測參數的量程修改與分析儀一致即可。
03.報表不能正常打印
系統(tǒng)在正常運行中，數據卻不能正常調用，月報表無法按照要求打印，必須在系統(tǒng)重啟以后，重新打開DAS系統(tǒng)，才能夠顯示數據。經過與廠家調試人員了解情況后，得知此種現(xiàn)象是由于系統(tǒng)軟件版本低，運行不穩(wěn)定造成的，待程序進行升級后，系統(tǒng)運行一切正常，以上故障得以消除。
四結語
通過對燃煤電廠煙氣監(jiān)測系統(tǒng)中常見故障及異常情況進行分析，并采取了相應的處理措施和改造方法，有效的降低了煙氣監(jiān)測系統(tǒng)故障率。同時加強CEMS系統(tǒng)的日常維護和定期檢修，確保系統(tǒng)組件工作正常，既能減少備件的損壞消耗和儀表的運行成本，也使系統(tǒng)運行可靠性得到大幅提高。