火电厂CEMS故障分析与维护管理探讨

严锐

摘要：隨着我国社会经济迅速发展，大容量、高参数的火电机组投入运行中，排出的烟气对空气环境造成大量污染，因此CEMS系统在火电厂中应用越来越广泛。本文主要对火电厂CEMS故障进行分析，并探讨具体维护管理，确保火电厂CEMS系统正常稳定运行。

关键词：火电厂;CEMS故障;维护管理

近年来，社会经济水平不断提高，国家对环境保护工作越来越重视，针对火电厂大气污染物排放实行更加严格的标准。CEMS烟气连续监测系统已经成为火电厂环保系统的重要组成部分。环保部门通过利用CEMS系统监测火电厂烟气排放数据的有效性，并根据CEMS系统数据向火电厂收取排污费，因此在这一情况下保证CEMS系统的稳定性与数据可靠性具有重要作用，加强维护管理CEMS系统，可以有效提高数据采集真实性与可靠性，有效监测污染物排放。

1、CEMS概述

CEMS，即烟气连续排放监测系统。CEMS系统是自动连续监测固定污染源的颗粒物浓度、气态污染物浓度以及污染物排放总量，并将监测数据信息自动传输至环保主管部门，确保火电厂的污染物浓度与排放总量满足相关标准。火电厂中的脱硫、脱硝等环保设施都需要依靠CEMS系统的数据信息进行监管，提高环保设施运行效率。CEMS系统主要对二氧化硫、氮氧化物以及颗粒物等污染物监测，烟气参数主要包括氧含量、烟气流速、湿度、温度以及压力。还要根据燃料与燃烧工艺的差异对一氧化碳与氯化氢等物质进行监测。CEMS系统主要分为四部分，包括气态污染物监测系统、颗粒物监测系统、烟气排放参数监测系统以及数据处理系统、气态污染物监测系统主要是对烟气排放中以气态方式存在的污染物进行监测。颗粒物监测系统主要是对烟气排放中的烟尘浓度进行监测。烟气排放参数监测系统主要监测排放烟气的温度压力湿度以及含氧量等参数，将排放物浓度转化为标准干烟气状态与排放标准中规定的过剩空气系数浓度。数据处理系统主要是采集、储存以及统计测量数据，并且按照环保部门要求将数据处理为相应格式传输。

2、火电厂 CEMS故障分析

2.1气体分析仪

2.1.1气体分析仪流量异常

通常情况下气体分析仪流量控制在每分钟1.0～1.5L，如果流量偏低，需要检测管线与探头是否堵塞，抽气泵是否正常工作。如果流量偏高，需要考虑气体分析仪各控制阀体是否正常运行，管路是否漏气，气体分析仪检查操作流程是否符合要求。

2.1.2显示器异常

首先检查显示器右侧是否有M或F，对气体分析仪运行故障记录查看，针对用故障采取不同处理措施。显示器显示超过仪表及限制，首先工作人员手动调零件进行一次调零，其次对气体分析仪断电重启，然后如果气体分析仪存在进水迹象，在气体分析仪正常工作情况下用高纯氮气对空扫吹，二氧化碳与氮氧化物诊断值确保大于30万，氧模块诊断值大于8MV。就是如果二氧化硫与氮氧化物成断值小于30万，应该对气室进行检查，是否存在污染。将N 2与仪表进气口联通30分钟后。再次检查诊断值，如果诊断值仍然低于30万，需要对气室进行更换，如果氧模块诊断值小于8MV，需要将氧模块更换。

2.2粉尘仪

2.2.1电源故障

粉尘仪没有显示值，需要根据设备图纸检查接线是否错误，检查数据采集系统是否连通电源。

2.2.2激光发射端无极光射出

对电缆插接检查是否得到，对每个插头、插座检查，确保接触良好。对激光光源检查，如果出现损坏要及时更换。

2.2.3测量值微弱

检查是否停炉，如果光源出现衰减需要通过矫正模块检查光源，如果光源衰减存在问题必须及时更换光源。

2.2.4测量值过高

首先检查防尘片是否污染，如果防尘片受污染可以使用酒精棉棒擦拭，对于粉尘进行扫吹，使用检查仪表或者吹扫风机，确保正常工作。其次检查光路是否存在积尘。如果光路存在继承是由压缩空气清理。检查光路是否准正，对光路重新调整。

2.3烟气参数

2.3.1烟气流速显示异常

首先检查是否停炉。流速检测点是否堵塞，如果多次反吹后流速数值仍然存在异常需要将设备拆开维修检查。其次检测管路是否漏气，对换气管进行更换。最后检查压差变送器，对其进行矫正，如果流速显示仍然异常需要更换变速器。

2.3.2测量值过高

如果差压变送器误差首先校正差压变速器。反吹系统出现异常，对反吹系统进行检查，将皮托管内积尘清理干净。

2.3.3流速仪无输出数值

首先检查电源是否发生故障，对数据采集器电源检查是否存在故障。对接线进行检查是否存在误差，与接线图对照，确保接线正确。对于数显表进行检查，如果出现损坏进行更换。

2.4数据处理传输单元

2.4.1报表打印时ODBC数据源错误

首先检查是否安装打印机驱动系统，打印机驱动安装后仍然无法正常打印需要对ODBC数据源重新配置。

2.4.2 DAS主界面无数据

在运行监控系统过程中，对于通信、数据采集进行查看。如果通讯正常，监视设备数据表时D2单元无数据，应对PLC通讯使用协议是否一致进行检查

2.4.3 Windows桌面屏蔽恢复

可以通过组态系统任务屏蔽windows桌面，Windows桌面恢复方式可以通过退出系统自行恢复桌面，还可以通过拔掉加密狗，提示演示方法时退出不会进入系统，Windows桌面自行恢复。还可以同时按一下CTRL+Alt+Del按键，出现新任务执行界面。

2.4.4画面显示标杆流量与实际不符

首先要检查参数设置中烟道截面面积是否与实际值相符，软件中压差量程与就地变送器量程是否相对应。对计算公式中的湿度进行检查，如果湿度过大或为过大负值，那也会造成最终计算值发生较大变化，可以将公式中湿度设置为常数解决问题。

3、火電厂CEMS系统日常维护

3.1气态污染物检测系统

气态污染物检测系统包括采样探头、采样管线、各种法体、冷凝器、过滤器以及分析仪等部件构成，因此日常维护工作主要针对这几个构件。取样探头日常维护首先检查螺旋加热器是否正常工作，如果不进行加热会导成氧气流量较低，对探头造成腐蚀，滤芯堵塞问题。采样探头构成如图1。检查滤芯是否存在较多污染物，可以使用压缩空气进行处理清洁。对温控开关、可调温控器、吹扫电磁阀膜片、探头端盖密封圈、接头与管连接处是否、探头温度设置以及探头右侧减压过滤阀输入压力进行检查维护。对伴热管线日常维护，根据实际使用长度计算取样管加热。分析仪日常维护，对烟气经过处理后将气体送达分析，监测烟气中的气态污染物浓度，分析仪式上维护主要是零点校准、量程校准、流量是否正常、分析仪数值显示是否正确。

3.2颗粒物监测系统

颗粒物检测系统使用设备为粉尘仪，大多为激光后散射式粉尘仪，粉尘仪光路图如图2。对粉尘仪仪器进行校准，校准步骤为，在系统内部电路与光路中配置零点自动校准，每24小时自动校准。配备校准工具进行零点校准与跨度校准。在校准时将主机拆卸下，对输出值进行测量，将校准工具旋转180度进行零点校准与跨度校准。如果光学元件出现缓慢污染情况，需要对其进行定期清洁处理，使用50%的酒精蒸馏水溶液进行清洁。吹扫系统维护，使用鼓风机吹扫时，卸下空气过滤器，清除灰尘。使用压缩空气吹扫时必须确保气源为连续、无油、无水的洁净空气。

3.3烟气排放参数监测系统

烟气排放参数系统主要对氧含量、烟气温度、压力、流速以及湿度等参数进行监测，可以通过手动输入以上参数。烟气含氧量主要是用亚模块进行测量，在日常维护中主要集中于零点校准与量程校准中。烟气压力、温度、流速以及湿度检测中，由于采用原位式测量方法，所以测量设备一体化设计，在维护过程中需要将测量设备拆除下来对其状态进行检测，校准仪表的阻尼系数、量程起点、输出特性以及单位选择等。

3.4数据处理系统

数据处理系统主要包括上位机、显示器以及数采仪等部件构成，软件主要为DAS软件。因此维护数据处理系统主要从硬件与软件两者着手。对DAS软件主画面实时数据检查是否正常，查看巡检周期内的所有历史数据与期限，是否存在异常，对DAS系统转换协议通讯状态进行检查，是否运行良好。

4、结语

近年来我国对火电厂锅炉烟气排放标准越来越严格，火电厂通过CEMS系统可以实现烟气连续排放监测，确保烟气排放符合国家要求。并且随着火电厂CEMS系统的广泛应用，目前已经成为防治大气环境污染的重要措施之一，也是环保部门掌握大气污染物排放情况的重要手段，因此必须科学维护管理CEMS系统，分析故障并及时维修，确保CEMS系统运行稳定。

参考文献

[1]王彦琦.基于CEMS监测数据的火电厂大气污染物达标判定方法研究[D].中国环境科学研究院，2021.

[2]张诗唯.某火电厂烟气连续监测与电化学工作站系统的研究[D].重庆理工大学，2021.

[3]王金雷.火电厂烟气污染物在线监测装置故障分析及处理措施[J].智库时代，2018（23）：229.