直接抽取式CEMS常见故障及原因分析

唐海霞

摘 要：文章对CEMS的检测方式进行分类介绍，重点对直接抽取式CEMS在工业应用中常见的故障进行原因分析，依据实践经验总结切实可行的方法和措施。

关键词：CEMS；故障；现象；原因；措施

CEMS全称是烟气在线监测系统，是英文Continuous Emission Monitoring System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实现信息实时传输的装置。根据检测方式不同，可分为直接抽取式、稀释抽取法、直接测量法三种技术。下面通过图表的形式介绍一下这三种检测方法以及它们各自的优缺点。

直接抽取式因为具有测量精度高、低浓度测量较稳定、且标定更为简便、标气用量较少等诸多优点，在企业生产现场得到广泛应用。下面就直接抽取式CEMS一些常见故障及其原因做如下浅析。

1 采样探头故障

1.1 故障部位

采样探头出现故障几率最多的部位是陶瓷滤芯，滤芯属于消耗品，烟尘越大的流通面采样探头滤芯的使用寿命越短，如果维护人员不定期检查更换，或者反吹气源品质较差，就会直接影响CEMS样气的抽取和检测。

1.2 故障现象

（1）如果发现样气流量偏低（正常样气流量为0.5～0.7L/min），且将流量调节阀开大仍不能满足检测要求时，就要考虑是不是采样探头滤芯堵塞所致。（2）如果采样管线中出现灰尘，基本可以断定烟气没有经过滤芯直接被抽取，应立即检查滤芯上密封烟气和出气口的O型圈是否老化或破损。这种情况危害极大，首先含灰尘的烟气有可能进入分析气室，造成气室污染，干扰仪器测量。再有灰尘会和采样管线上附着的水汽混合结块，减少样气流通截面，严重时可能堵塞管线，造成样气无法抽取。（3）如果表计检测的氧量偏大，极有可能是密封出气口和空气的O型圈老化或破损所致，应立即检查。环保数据分析人员应经常查看、比较风烟系统前后各氧量检测数据，及时发现氧量异常及漏空气情况，减少空气泄漏对检测数据测量的影响。

1.3 检查和更换采样探头滤芯的注意事项

（1）如果取出的滤芯积灰较多，可以判断反吹效果不理想。原因可能是反吹气源压力不足（低于0.4MPa）或采样管线不通畅所致；（2）如果滤芯上板结有块状灰，可能是反吹气源品质差含水所致；（3）如果滤芯颜色发灰黑，那就要检查滤芯的更换时间了，应该是没按三个月更换的定期工作要求执行；（4）滤芯与探头间隙较小，装配时应涂抹少量硅脂润滑，不能强行推入，以防O型密封圈被挤压变形或破损。

2 反吹后检测数据大幅跳变且较长时间不恢复正常

这种现象在排除管路堵塞原因后，应该就是系统抽气流量调整不合适所致了。合适的抽气流量才能确保反吹后数据平稳过渡，这一点对脱硝系统自动投用至关重要，因为进入脱硝系统的烟气粉尘浓度高，反吹频次必然要增加才能保证滤芯不堵，所以反吹后参数的平稳过渡成为脱硝自动投入的前提条件。

结合我公司产品实际和厂家调试经验总结如下流量调整方法：（1）将系统置于手动取样状态；（2）关闭样气流量计，完全打开旁路流量计；（3）关闭（顺时针方向）取样泵回路阀，观察旁路流量计流量，应达到4-6L/min；（4）调节（开启逆时针方向）取样泵回路阀，使旁路流量计流量在2-3L/min；（5）调节旁路流量计，将流量调到1-2L/min左右；（6）调节样气流量计，将流量调到0.5L/min。注意要使系统保持：取样流量>样气流量+旁路流量，且差值<1L/min。

我公司现有12套CEMS系统均按此方法进行的调整，反吹后投入采样仪器检测结果过渡平稳，且检测滞后时间较短，未对自动调节形成扰动。

3 分析儀气室被污染

分析仪气室是CEMS光学检测的重要部件，也是分析仪最薄弱的部位，它的内部必须保证绝对干净和光洁，才能使测量结果准确、稳定。气室污染较轻微的是气室内飞入异物，这种情况最直观的反映就是零点漂移。由于并未损伤内部结构处理起来也比较简单，只要小心地将异物吹出并重新校准仪器即可恢复正常。

比较麻烦的要数气室进水这种污染。因为水会溶解二氧化硫形成亚硫酸，腐蚀气室内壁。这种腐蚀是毁灭性的，被腐蚀的气室测出的数据会大幅度波动，设备将无法正常分析检测，只能返厂维修或更换。

导致气室进水的原因有两种：（1）冷凝器工作不正常，比如冷凝器冷却温度≥5℃、冷凝器排液泵（蠕动泵）工作不正常都可能导致气室进水。可采取的防范措施：a.加强预处理系统的检查和维护，确保设备运行正常。b.投入控制柜内通风设施，让冷凝器工作在一个良好适宜的环境温度下。（2）仪器停运时，残留的样气发生冷凝现象。正常工作时仪器内部会将分析模块加热在50℃左右，但是，当仪器停运时内部温度会降下来，残留的样气会在气室内凝结，这就是仪器内部可能出现的冷凝现象，这是不允许发生的。因此在仪器停运前需采取如下措施：a.把外部样气管路与仪器分离开以防止样气进入仪器内。b.用干燥的氮气对仪器所有气路吹扫几分钟，如技术等级的氮气或零点气在吹扫过程中不能损伤包括周边气路在内的所有气路。c.然后封住仪器的所有接头或关闭吹扫气路中的阀。

4 结束语

CEMS系统是一个组成复杂的技术系统，且由于光学检测原理及烟气成分的特殊性，要求操作人员必须遵守设备操作规程，按照厂家使用维护说明书及相关规范要求进行维护保养。上面所罗列的诸多故障原因都是维护不及时、不到位所致。因此，确保CEMS系统正常稳定运行的关键还是做好CEMS的日常定期维护工作。

参考文献

[1]HJ/T75-2007.固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）[Z].

[2]HJ/T76-2007.固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）[Z].

[3]环境保护部环境监测司.国家重点监控企业污染源自动监测数据有效性审核教程[S].