脱硫CEMS在应用中常见故障及处理方法

徐守家　刘莉

摘 要：文章以华电安徽宿州电厂为例，介绍了脱硫CEMS的系统的主要组成部分，以及其常见故常处理方法，并提出了一系列日常管理方法，以减少脱硫CEMS系统的故障率。

关键词：脱硫CEMS；常见故障；管理办法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.005

随着我国经济的发展，气体排放物二氧化硫及氮氧化物的不断增加，造成更为严重的环境污染，国家环保部对烟气排放加大监管和审核的力度，因此CEMS的稳定性和准确性显得极为重要，直接关系到企业的经济效益和社会形象。

CEMS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"。宿州电厂是2*630MW燃煤机组，采用石灰石-石膏湿法脱硫，脱硫烟气在线监测系统采用北京雪迪龙公司的SCS-900型系统，测量采用直接抽取法。

1 脱硫CEMS系统组成及测量原理

脱硫CEMS采用雪迪龙公司的SCS-900 烟气连续监测系统主要由烟气成分分析系统、颗粒物监测系统、烟气流量监测系统及数据采集与通讯四部分组成。如图1

1.1 烟气成分分析系统

主要用于监测烟气中SO2，NOX，CO以及O2的分析仪表），采样方法采用直接抽取加热法，分析仪表选用德国西门子多组分红外分析仪ULTTRAMAT23。其中气态污染物SO2 ，NOX ，CO测量原理：NRIR 不分光红外法。红外气体光谱测量方法是以非分散性 IR 辐射的吸收为基础的。测量相关波段红外线的衰减幅度即可测量相应气体的浓度。O2测量原理：电化学法。氧含量测量是根据一个燃料池的工作原理来工作的。氧气在阴极与电解液的分界面被转换成电流，并且所产生的电流与氧气的浓度成正比。

1.2 颗粒物监测系统

采用德国SICK的FW300系列粉尘仪，应用光透射的测量原理；用一个发光二极管（测量距离小于2米时）或用一个激光二极管（测量距离最大可到15米）作为光源，光线在可见光的范围（波长大约为650nm），光线发射到反射器上并经反射器反射回到接收器，光线两次通过含有烟尘的烟道，衰减后的光线信号被检测器接收（光电二极管），信号经放大后传送到微处理器上进行处理，微处理器是测量、控制和分析系统的主要部件。如图2

1.3 烟气流量分析系统

包括烟气流量、烟气压力和温度检测。流量测量采用皮托管差压测量原理，测量时将皮托管流速计探头插入管路中，并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致，全压探头测孔正面应对来流，检测流体总压，并将其传递给差压变送器；同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器，变送器读取总静压差值并将其转换成相应的电流信号（4～20mA）可传送给显示仪表。温度采用一体化温度变送器测量，压力采用西门子扩散硅微压变送器。

1.4 采集、处理和控制系统（PAS-DAS）

PAS-DAS 烟气连续监测系统软件是 SDL 根据国家环保标准，并针对本公司的CEMS烟气连续监测系统的硬件开发的用于烟气连续监测的数据采集和数据处理软件，可实时显示整套烟气监测系统的各项污染物参数的数值和整套系统的运行状况，直观看出烟气SCS-900 烟气连续监测系统（烟气分析仪）使用说明书的排放污染物浓度，并且根据有关标准和方法，对数据进行筛选计算和统计，按照环保报表的格式自动生成日报表、月报表及年报表。

2 脱硫CEMS常见故障及处理方法

2.1 分析仪显示SO2、NOX数值偏低，O2显示偏高

分析仪预处理系统有漏气，检查漏点处理。可能原因是采样管路、连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管等密封不严，可将所有接头螺帽拧紧；将针阀顺时针旋到底（关死旁路），堵死截止阀上端的进气口，如果浮子流量计小球到最低，且仪表出现报警说明柜内各装置密封良好，则对采样系统进行漏点检查，若流量计有读数测对分析柜内系统进行检查。

2.2 分析仪流量计读数显式过低

正常情况下流量计读数显示在1.0-1.2ml之间，调整旁路针型阀读数指示能否正常，若读数低，检查取样泵是否工作常，分析柜内管路、滤芯及采样探杆、探头滤芯是否堵塞。

2.3 SO2读数自动吹扫后显示过低或过高，经过十几分钟左右恢复正常。

（1）通常U23分析仪表出厂设置自动吹扫周期为6小时，吹扫时间为360S。采样探头加热温度在140°C左右，探杆长度1.5米，正常测量过程中，探杆在烟道的位置，探杆中的水以液态形式存在，与SO2反应消耗一部分，吹扫过程中将探杆中的水分吹走，使得SO2显示偏高，经过十几分钟后水分重新聚集在探杆内，读数逐渐恢复正常。建议将探杆探头改为带加热装置，阻止探杆中的水分与SO2反应。

（2）自动吹扫过程中，如果吹扫用的压缩空气带有水、油等杂志，吹扫完毕，加热管线温度还立刻恢复的设定温度（出厂设定在140°C），采用管线中压缩空气中的水以液态形式存在，与SO2反应造成读数偏低。带伴热管线温度升高水变为气态不再与SO2反应，读数显示正常。处理方法，将压缩空气气源改造，气源从脱硫压缩空气出口改为主厂房压缩空气母管处引入，并在脱硫CEMS吹扫用气中加装一套空气净化装置，保证气源品质合格。

2.4 分析柜故障指示灯亮，PAS-DAS系统中显示故障报警

（1）气体分析仪发故障报警导致分析柜故障灯亮。分析仪故障时，液晶屏右缘显示“F”（故障）， 故障信息会被记录在日志中，在输入模式中用菜单路径“分析仪状态-状态-日志/故障”可调用故障信息。根据提示的信息选择响应的处理程序。表1 为常见故障信息、故障的起因以及故障排除措施的总结表。

（2）制冷机故障导致分析柜故障灯亮。正常情况下制冷剂工作温度在2°C-5°C之间，当温度过高或过低时，预热管线除水系统不能正常工作，管路中的水分与烟气反应行程酸性液体，对分析仪造成损害。建议检查制冷剂电源接线是否松动，制冷机设备是否损坏。

（3）伴热管线加热温度偏差大或者采样探头导致分析柜故障灯亮。出厂时设定伴热管线及探头加热温度在140°C左右，超出范围故障报警；建议检查探管线伴热及探头加热空开电源是否正常，检查探管线伴热热电阻探头是否在伴热管线内接触正常。

2.5 粉尘仪测点偏大，参数波动

有可能静头脏污或光点偏移造成。处理方法：镜头污染可用清洁的纸巾或者软布清洁镜头，粉尘仪风机滤芯用压缩空气吹扫干净；光源偏移，可重新调整发射端的法兰盘螺丝，使得光点位置在接收端法兰处中心。

2.6 分析仪有数据DAS系统数据无法显示

有可能数据线松动或电脑死机造成。处理方法：将信号线接好，重启电脑，若仍没有数据显示，联系厂家处理。

3 提高脱硫CEMS系统可靠性和准确性的日常维护和管理办法

烟气在线系统的维护应以故障预防为主，故障检修为辅。在实际的烟气在线系统维护中，定期校验和定期检查最为重要，力求将故障杜绝在萌芽状态。

3.1 定期对脱硫CEMS系统校验并完善设备故障记录。

每月对脱硫CEMS系统的原烟气、静烟气分析仪及粉尘仪进行校验，按照环保局要求的格式，详细填写校验报告，包括：设备型号、工作原理、校验前后的参数变化、校验日期，最后由负责人签字，使校验报告完整规范。对当天发生过的缺陷，填写《烟气自动监测设备维修记录表》，记录中包含有缺陷发生的时间、现象、详细的处理过程。

3.2 定期对CEMS设备巡检维护

（1）每天巡检事项：检查脱硫CEMS系统电脑、环保局信号数采集仪数据传一致，传输正常，DAS系统电脑当日报表数据正常；检查分析仪表显示是否正常，处于检测状态，无故障报警；检查分析仪表流量计指示在1.2ml左右；检查设备开关全部送电，取样管路伴热及一次元件正常加热；检查蠕动泵、取样泵工作正常，排水桶积水未超过2/3，过滤器滤芯颜色正常无污染；检查标气是否处于有效期内，室内温湿度是否正常。

（2）每半个月定期检查事项：检查分析仪内SO2、NOX诊断值，O2电压值是否正常；检查粉尘仪风机工作是否正常，清洁风机滤芯、粉尘仪镜头，检查粉尘仪光点是否偏移；检查风量一次元件是否堵塞，检查反吹管路、电磁阀是否正常工作。

（3）停机期间定期检查事项：对分析仪进行返厂检查，以检查分析仪红外线反应室是否受污染能否正常工作；对DAS系统程序和数据进行备份，严防数据丢失。

4 结束语

烟气在线系统对电厂的环保工作有着极为重要的意思，通过运行当中的及时消缺和故障处理，以及日常校验和定期检查，必将大大提高脱硫环保数据传输的稳定。

参考文献：

[1]HJT_212-2005_污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准[S].

[2]雪迪龙公司培训讲义[J].

[3]陈启福.王摊电厂脱硫CEMS常见故障分析及提高可靠性对策[J].化学工程与装备，2011（10）.

[4]张育林.火电厂脱硫CEMS典型故障分析与处理[J].甘肃科技 ，2013（02）.