神华鄂尔多斯煤制油公司热电中心脱硫CEMS的故障分析及故障处理

陆军

摘要：电力工业的不断发展，也带来了一系列环境问题，其中尤以燃煤电厂的大气污染最为突出，于是如何防止和治理燃煤电厂所带来的污染成为一个极具发展空间的产业--电力环保、。本文主要介绍我中心锅炉烟气排放检测系统的故障分析及处理方法。

关键词：CEMS；常见故障分析；故障处理

CEMS是英文ContinuousEmissionMonitoringSystem的缩写，是指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连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置，被称为"烟气自动监控系统"，亦称"烟气排放连续监测系统"或"烟气在线监测系统"。CEMS分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。随着全社会对环保事业的重视程度的提高，对电厂烟气连续检测系统（CEMS）设备运行的可靠性要求也越来越高，对环保数据的严肃性和真实性也越来越高。加强对CEMS系统的管理和维护，提高环保数据的可靠性成为热工技术人员越来越重要的工作。

下面介绍一下我中心的CEMS的主要系统组成：我中心3台循环流化床锅炉配备CEMS检测系统共9套，每台锅炉配备3套CEMS系统，分别是锅炉出口烟气脱销检测系统，安装于锅炉40米处垂直烟道处。锅炉原始烟气检测系统，安装在引风机出口水平烟道处。锅炉脱硫后净烟气检测系统，安装在脱硫塔出口进烟囱水平烟道处。我中心3套原烟气系统于2007年投入使用，另外三套脱销监测系统，三套净烟气监测系统于2013年随新建脱硫系统共同投入使用，所用检测系统均为北京雪迪龙公司的CEMS系统。我公司的CEMS系统分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物SO2、NOｘ等的浓度，主要包括43i型脉冲紫外荧光法SO2分析仪、42i型化学发光法NO-NO2-NOx分析仪及200LD型探头控制器；颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度，主要仪器为测尘仪；烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等，用于排放总量的积算和相关浓度的折算；数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成，实时采集各项参数，生成日、月、年的数据报表，并将报表实时传输到主管部门。

CEMS系统原理图

运行中CEMS故障主要表现为测量数据失准，SO2传感器损坏等。经统计分析，故障原因主要为烟气预处理装置失效。现对该装置内部配置进行改进，并加强日常维护，CEMS装置的可靠性有大幅度的提高。

接下来有关我中心近段时间CEMS系统出现的故障分析及其解决方案进行介绍：

CEMS系统投运以来主要有，烟气含氧量偏高，SO2测量不准确，NOX测量偏大，偏小。烟气流量及烟气温度显示异常等原因。

2014年1月我中心原烟气CEMS系统SO2，NOX，O2均无显示，检测值为空气数据并非锅炉烟气的数据，检修人员到达现场后对3台分析仪及探头取样管路进行检查，经检查发现分析仪工作正常，探头至分析仪的取样管路有堵塞现象，随即检查取样管路发现有一截取样管路的保温有漏风现象，取样管路的电伴热温度偏低，检查电伴热的温控仪时温控仪的设定温度为100度，设定温度偏低，造成取样管路冻结，故无法取样分析。待取样管路保温漏点恢复，气路伴热管路为避免从取样点及分析柜传输样气过程中不出现样气冷凝现象避免SO2损失和样气管畅通取样管线及取样探头均采用加热方式其温度要求控制120—140度.1个小时后分析仪检测数据正常。故障分析：因天气寒冷烟气中含有水汽，在电伴热温度偏低及管路保温有漏点的情况下造成取样管路冻结堵塞无法取样。避免此类问题再次发生应加强巡回检查，应对管路保温情况，伴热热度进行定期检查。

2015年4月我中心CEMS仪表显示SO2测量值偏低而O2偏高，通入SO2标气测量正常。这种情况近些年经常会发生，发生此类需要仔细检查每一个接头，将接头重新紧固后就会正常。另一种情况是SO2测量值偏高而O2正常，通入SO2标气测量则正常。主要原因是冷凝器出力不好，没有使样气中的水汽凝结通过蠕动泵排走，样气中的大量水份就会凝结在保护过滤器中。当样气中的SO2含量较高时，大量的SO2就会溶于水中形成亚硫酸。由于亚硫酸不稳定，当样气中的SO2含量较低时，由亚硫酸分解出的SO2就会使分析仪测量值明显高于样气中SO2含量。这种情况就需要更换保护过滤器滤芯，更换下来的滤芯用酒精浸泡凉干以后还可以使用。

2016年3月#0炉原烟气CEMS自动维护吹扫后的一瞬间SO2值突增，采取各种调整措施均无效果，持续1～2h后恢复正常，导致脱硫效率下降甚至不合格，而O2含量在整个过程中正常，为7%～8%。这种现象连续几天出现。

首先检查CEMS显示屏主菜单中的各项参数的测量值，发现SO2的V（T）值为264508，数值偏低，说明气室轻度污染（出厂设置500000），灵敏度降低，测量值滞后。检查保护过滤器，发现保护过滤器中有积水、油污现象，说明进入分析仪的样气含有水分。检查取样管线，发现伴热管线在距分析仪入口10～15m处断开，这导致取样管线中的水汽不能被充分蒸发，烟气中的部分SO2被吸附在管壁上，又在自动维护吹扫的过程中被带入分析仪的气室参与分析，使SO2测量值增加。由于气室轻度污染，灵敏度降低，致使分析仪输出的SO2值变化滞后，恢复正常缓慢。分析仪设置为4h自动校零点1次，12h自动吹扫1次，这导致每隔12hSO2值突增1次的现象出现。检查中还发现，显示屏上有一项对O2传感器状态的维修报警信息：sensorcapacitylow。根据显示的信息，可以判断O2传感器已老化。在检查过程中，测量元件的电压已下降至5.36mV，低于要求维修的最小值6.0mV，因此发出了M（维护请求）。如果电压下降至5.0mV时，测量元件将会发出F（故障）信息。因此，将UL23气室返厂维护，并更换取样管线，提高加热温度，更换电池。另外，对UL23多组分红外气体分析仪每天手动通空气校对零点1次，以消除零点漂移大的问题。

以上问题是针对比较多发的典型的问题进行了分析及处理方法。为使烟气在线分析系统长时间的正常工作，我们维护人员应做好系统维护工作。维护内容包括系统检查与零部件更换。系统检查分以下几种情况：日常检查；一般检查；定期重点检查。

为了使烟气分析系统能长时间在良好工作状态下运行，应按照以下内容进行维护保养作业。保养频率可根据使用情况及样气状态的不同而异。在操作开始时，这里显示的周期可作为一般维护标准，可根据操作状态确定适当的维护保养周期。

1日常检查（每天检查一次，定期工作）

红外分析仪样气流量，确认流量为0.8L/min～1.2L/min；氧分析仪样气流量，确认流量为0.8L/min～1.2L/min；有无告警发生确认告警LED没有点亮。次级过滤器表面污垢如果沾污或灰尘多就进行更换；冷却器温度调节器是否运行，温度控制是否正常；脱水器风扇旋转是否正常；伴热带温度调节器的运行是否正常，温度控制是否正常；校正气体剩余压力如果标气瓶压力低于1MPa，就应更换气体。

2一般检查（每1周进行一次，各台分析仪表校正时检查）

仪表校正每1周一次；取样点探头堵塞、变脏进行清洁或更换（根据现场工矿情况定）1个月检查一次；冷凝器、蠕动泵确认排水正常1个月检查一次；每月一次更换样气过滤器滤芯；每3个月清洁电子冷却器热片和风扇；每6个月检查或更换一次取样泵隔膜。

3定期重点检查（季度环保核查前）。

分析仪灵敏度检查校正系数如无富余度，则重新进行调整；检查干扰补偿准确度（AS\CO2）如果有偏离，则重新进行调节；气体分析仪的滤芯要及时更换，并检查备品备件使用情况。

总结：本文简要介绍了CEMS系统的组成和我公司热电中心的CEMS系统，通过及时消除运行当中出现的各类故障和缺陷的经验进行了总结，供参考希望对从事脱硫专业工作的同行们有所帮助。引起脱硫效率异常的原因是多样的，在处理方法上，需要根据现场实际综合分析，首先要考虑容易引起故障的主要环节，通过以往判断处理故障的方法，快速准确的予以排除，保证CEMS系统的正常运行。

通过加强日常管理和维护，必将大大提高CEMS系统运行的稳定性，提高SO2浓度等重要环保数据的可靠性。

参考文献：

[1]北京雪迪龙自动控制系统有限公司.烟气在线连续监测系统技术资料，2007

[2]HJ/T76-2007.《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

[3]王飞，徐志清.介绍几种烟气连续监测系统[J].电力环境保护，2002，18

[4]北京雪迪龙自动控制系统有限公司.SCS-900C烟气在线连续监测系统操作维护手册，2009

[5]周至祥，段建中，薛建明．火电厂湿法烟气脱硫技术手册［Ｍ］．北京：中国电力出版社，2006