烟气排放连续监测系统运行中常见问题及解决对策

梁莎莎

（湖北华电西塞山发电有限公司，湖北黄石 435000）

0 引言

烟气排放连续监测系统（CEMS）是对经过脱硝、除尘、脱硫处理后，烟气中的SO2、NOx、颗粒物、O2、压力、湿度等重要参数监测系统［1]。烟气排放连续监测系统不仅能够为发电厂烟气污染物排放浓度是否符合国家标准提供重要依据。同时，还对环保设备如脱硫、脱硝、除尘等装置的运行效率进行了实时监控，实现了环保优化管理的目标［2]。通过对烟气排放连续监测系统和设备的了解，研究烟气排放连续监测系统运行中的常见问题，制定相应的解决对策，确保烟气排放连续监测系统稳定、准确的监测烟气参数，保障企业的安全环保目标和经济效益。

1 烟气排放连续监测系统

某发电有限公司一期为2 台330 MW机组，分别于2017年12月和2017年2月完成超低排放改造并投运，二期为2台680 MW机组，分别于2017年7月和2016年7月完成超低排放改造并投运。＃1、＃2机组烟气除尘采用电除尘+布袋除尘方式，＃3、＃4机组烟气除尘采用电除尘方式，4 台机组烟气脱硝采用SCR脱硝、脱硫采用一炉一塔湿法脱硫、烟气排放连续监测系统采用SCS 900 series，主要包括SO2、NOx、氧量分析系统，颗粒物检测系统，质量流量监测系统，和采集、处理和控制系统（DAS）4大系统，实现对烟气中二氧化硫、氮氧化物等污染物和烟气流量、压力等状态进行连续监测，并实现环境污染物数据报表处理和数据传输，达到环境监测、控制污染排放，最终保护环境的目的。

烟气排放连续监测系统设备主要包括烟气成分分析装置、颗粒物检测装置、质量流量检测装置和数据采集处理传输装置［3]。

1.1 烟气成分分析装置

烟气成分分析装置主要由采样单元、预处理单元和分析仪3 部分组成［4]。采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元，采样器选用的是电加热直接抽取法，样气通过采样探头吸入碳化硅陶瓷过滤器，经过电加热将烟气温度控制在120 ℃左右，通过电伴热采样管路输送到预处理单元，同时为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞，影响样气输送，由PLC 控制反吹系统定时3 h 反吹，每次反吹240 s。预处理单元是将样气按照分析仪能够接受的压力、温度、流量、湿度进行处理后，通过样气管路进入分析仪。预处理单元通过取样泵抽取样气；通过冷凝器制冷除水然后蠕动泵将积水排出；通过保安过滤器和疏水过滤器排除样气中的颗粒物和水份；通过流量调节阀控制进入分析仪的流量。

烟气分析仪采用ULTRAMAT 23分析仪，它是根据单光束不分光红外测量原理完成对样气中SO2、NOx浓度的测量，根据电化学原理完成烟气中含氧量的测量［5]，分析数据通过RS485接口进行通讯。

1.2 颗粒物检测装置

目前该发电公司＃1、＃2、＃3 机组原烟气粉尘测量选用的是兰德4200 +粉尘仪，＃4 机原烟气粉尘测量选用的是Model 2030粉尘仪，它们均是通过发射一束光穿过烟气来测量不透明度。4台机组烟囱入口粉尘测量选用的是西克FWE200 粉尘仪，它是采用旁路工作系统，使用测量气探头从烟道中抽吸一部分气流，在热旋流器中加热成过热气体，使水滴和气雾蒸发，作为测量气流进入散射池中，然后通过测定散射光强度来确定颗粒物的浓度。

1.3 质量流量检测装置

质量流量监测装置主要包括质量流量监测装置、温度监测装置和湿度监测装置。其中，利用Pt100 热电阻测量取样点烟气温度，利用MODEL 2061 烟气湿度仪测量取样点烟气湿度，根据测得的温度、湿度以及利用皮托管测量的差压计算得到烟气的质量流量。

1.4 数据采集处理传输装置

数据采集处理传输装置简称数采仪，它是通过采集分析仪和测量装置的实时数据并存储生成分钟、小时数据报表，并按照要求传输到监控站［6]。其中，通过PLC实时传输到服务器；通过数采仪传输到省市环保平台，同时，省环保厅利用动态管控设备直接从PLC 采集实时数据；通过服务器和SIS 系统实时传输到中国华电集团和厂用对外环保数据显示屏。

2 常见的问题

烟气排放连续监测系统在运行中常见的问题主要有以下几个方面。

（1）U23分析仪表故障。当分析仪发生了某些特定的变化就会触发故障信息，例如：主板故障、分析仪温度太高或太低、流量太低、氧传感器故障或老化、输出故障等，同时U23显示屏右边出现“F”，系统自动切除运行状态进入维护状态，导致数据走直线。

（2）氧量异常。样气含氧量异常将会导致SO2、NOx、颗粒物折算值异常。氧量异常时可能存在氧电池电压不足、样气管路出现漏点、采样探头到加热装置管路破损等问题。

（3）粉尘仪测量异常。镜片、气路污染，对光不准，零点、斜率偏移，风机故障停运等问题常会导致粉尘测量不准，影响对除尘效率的调整。

（4）样气流量异常。过滤器堵塞、系统泵体堵塞、流量调节阀故障均会导致样气流量异常，当皮托管损坏将会导致烟气流量的测量异常。

（5）通过PLC 传输后的数据出现频繁跳变。由于通过PLC传输后的数据需要先经过隔离模块再传输到控制电子间，进而传送到服务器，隔离模块的作用是屏蔽干扰，保证数据的稳定传输，当隔离模块故障或者屏蔽作用未能实现时，就会出现传输后的数据频繁跳变。

3 解决的对策

（1）针对U23分析仪表故障问题，首先需要进入维护状态，查看分析仪表故障信息，确定故障原因。

当由于流量太低导致仪表故障时的解决对策：①检查样气气路是否出现堵塞或者泄漏的情况，如果出现堵塞，进行清洗，清洗后问题仍然存在则需要更换被堵塞的软管或者过滤器等部件［7]；②检查取样泵、空气泵是否出现堵塞、动力不足、故障的情况，如果出现堵塞，清洗泵体堵塞部分，如果泵出现动力不足、故障的情况或者清洗后问题仍存在则需要更换泵体。

当由于氧传感器故障或老化导致仪表故障时的解决对策：检查氧电池电压，氧传感器正常工作时的电压要求是不低于6 V，当氧传感器电压低于6 V时则需要更换氧传感器；当氧电池的电压高于6 V，但仍出现氧传感器故障信息时仍需要更换氧电池。

当由于温度太高或太低导致仪表故障时的解决对策：需要调节室内温度，保持仪表运行室内的温度和湿度满足要求，一般要求室内温度控制在24 ℃左右，湿度控制在70%左右，不超过85%。

当由于红外光源的电压超出容差或AD 转换器溢出导致仪表故障时的解决对策：①红外光源的电压超出容差是由于主板故障导致或者红外光源有故障，则需要更换U23；②AD转换器溢出是由于分析仪表电子器件出现故障，同样需要更换U23。

（2）针对出现氧量异常的问题，首先检查分析仪氧电池电压是否过低，低于6 V更换氧传感器。其次检查分析仪柜中管路主要设备是否正常运行，保安过滤器和疏水过滤器中水份过多或者脏污，更换保安过滤器滤芯，清理密封罩，更换疏水过滤器；蠕动泵泵管出现漏点，更换蠕动泵泵管。最后针对接头松动的进行紧固，取样元件探头到就地加热装置的管路破损的进行更换。

（3）针对粉尘测量异常的问题，为避免感光元件出现频繁脏污，需要风机持续运行，所以保障风机的正常运行是维护粉尘仪的重要措施。针对镜片脏污，需要用干净柔软、防静电的布擦拭镜片，确保镜片的发射端和接收端镜片无附着粉尘影响测量。针对采样管路、排气管路污染的情况，需要清理管路，同时清理风机滤芯。针对对光不准的情况，需要调校发射端光源，聚焦中心发射。针对零点斜率出现偏移的情况，进行零点和满量程校验。针对风机出现的问题导致粉尘测量异常，则需要检查风机的电源，清理风机的鼓吹管路。

（4）针对系统流量异常的情况，检查就地过滤器、采样探头、保安过滤器、疏水过滤器，出现堵塞的情况要及时更换，检查取样泵、空气泵，出现堵塞，及时清洗［8]。调节流量调节阀，若是因为流量调节阀故障，需要更换流量调节阀。针对皮托管损坏导致的烟气流量测量异常情况，需要更换皮托管。（5）针对通过PLC 传输后的数据出现频繁跳变的情况，需要检查隔离模块的输出，确定是隔离模块故障就更换隔离模块，如果是隔离模块作用不足的情况，则需要加装隔离模块。

4 结束语

烟气排放连续监测系统是一个工艺细致、设备较多的系统，一个小零件的问题也会导致最后数据测量的失准，所以掌握运行中的常见问题及应对措施，能够快速地判断系统故障原因并及时进行处理，对保障设备运行的稳定性、环保数据的真实性和可控性有着决定性的作用。同时，确保系统运行的稳定还需要熟悉系统运行流程、加强日常巡检维护、做好设备性能分析和隐患排查等工作。