【摘 要】以煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)在王灘電廠燃煤機組上的應(yīng)用為例，介紹了稀釋法煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的原理，分析了系統(tǒng)組成及功能、常見缺陷，介紹了系統(tǒng)運行及維護檢修經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 稀釋法 維護策略

一、引言

煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（Continuous Emission Monitoring System，簡稱CEMS）是為連續(xù)監(jiān)測排放污染物總量而設(shè)計的系統(tǒng)，環(huán)保部門可根據(jù)排放總量及排放強度制定有關(guān)的排放治理及處罰方案。

王灘電廠為2×600MW燃煤亞臨界機組，該廠濕法脫硫系統(tǒng)安裝并運行了稀釋法CEMS，本文將對這一系統(tǒng)進行詳細闡述，并介紹其突出優(yōu)點及運行維護經(jīng)驗。

二、稀釋法CEMS簡介

煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（Continuous Emission Monitoring System，CEMS）是一種無人值守、實時采樣分析、長期連續(xù)工作的自動監(jiān)測系統(tǒng)，主要包括采樣部分、分析儀器、數(shù)據(jù)采集三部分。稀釋法CEMS由多個單元組成（見圖1），主要由煙氣連續(xù)（SO2、NOX）排放監(jiān)測子系統(tǒng)、煙塵顆粒物監(jiān)測系統(tǒng)、流量連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)（溫度、濕度、靜壓、氧量）監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理分析子系統(tǒng)等組成。煙氣采樣系統(tǒng)采用當(dāng)今先進的稀釋連續(xù)采樣（Dilution Samling）方式，所有分析儀器主要部件全由國外進口，是一套參數(shù)很全的CEMS。下面對其各子系統(tǒng)做一簡單介紹。

（一）煙氣排放連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

煙氣經(jīng)采樣探頭過濾、稀釋后經(jīng)不加熱采樣管線輸送到煙道下控制小室的相應(yīng)分析儀器內(nèi)進行連續(xù)監(jiān)測，主要由采樣稀釋探頭、分析儀等儀器設(shè)備組成。

（二）煙塵排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

煙塵的連續(xù)監(jiān)測采用雙光程濁度（不透光率）方法，半導(dǎo)體激光光源發(fā)射單元與反射單元分別安裝在煙道同一截面兩側(cè)，光源發(fā)出的光通過煙氣，由安裝在對面的反射鏡反射至接收裝置，檢測出光強并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?。光強度?jīng)過煙塵后的強度衰減與煙塵濃度的關(guān)系遵循郎伯-比爾定律（Lamber-Beer Law）。

（三）流量連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

煙氣流量的監(jiān)測實質(zhì)是對流速的監(jiān)測，由流速與煙道的截面積相乘可得到煙氣實際流量。該CEMS的流速連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用皮托管差壓法來實現(xiàn)煙氣流速的連續(xù)監(jiān)測。

（四）煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)

測量煙氣排放參數(shù)是為了把監(jiān)測到的各種濃度值換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，以符合我國的相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。該系統(tǒng)的溫度測量采用熱電阻法，濕度與壓力的測量分別采用濕度傳感器、壓力變送器來連續(xù)監(jiān)測。

三、稀釋法CEMS在王灘電廠中的應(yīng)用

（一） 王灘電廠脫硫CEMS系統(tǒng)組成

王灘電廠CEMS系統(tǒng)分別由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)組成。

氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要用于監(jiān)測氣態(tài)污染物SO2、NOx等的濃度，主要包括43i 型脈沖紫外熒光法SO2分析儀、42i 型化學(xué)發(fā)光法NO-NO2-NOx分析儀及200LD型探頭控

顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)主要用來監(jiān)測煙塵的濃度，主要儀器為測塵儀，型號為LAND4200；

煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)主要用來測量煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣含氧量、煙氣濕度等，用于排放總量的積算和相關(guān)濃度的折算；

數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器和計算機系統(tǒng)構(gòu)成，實時采集各項參數(shù)，生成日、月、年的數(shù)據(jù)報表，并將報表實時傳輸?shù)街鞴懿块T。

（二）王灘電廠CEMS系統(tǒng)常見故障分析

1.故障現(xiàn)象：所有SO2、NOx儀器的讀數(shù)與理論值相差較大（偏?。到y(tǒng)響應(yīng)時間很長。但校準(zhǔn)正常并校準(zhǔn)后儀器數(shù)值遲遲不能恢復(fù)到正常測量數(shù)值

故障分析：稀釋探頭前端粗過濾器堵塞，致使煙氣無法被采集到探頭。

處理方法：清洗探頭粗過濾器。

2. 故障現(xiàn)象：所有SO2、NOx儀器測量數(shù)值很小，校準(zhǔn)時儀器沒響應(yīng)，真空度數(shù)值偏小。

故障分析：稀釋空氣中灰塵堵塞真空泵噴嘴，致使文丘里效應(yīng)降低或真空度管漏氣

處理方法：清洗探頭粗過濾器。

3. 故障現(xiàn)象：探頭控制器真空度數(shù)值非常小。

故障分析：音響小孔已損壞；真空度管嚴(yán)重漏氣；稀釋空氣管路嚴(yán)重漏氣或者系統(tǒng)稀釋空氣壓力低；樣氣管堵塞

處理方法：更換音響小孔及石英棉并檢查取樣探頭電加熱裝置；檢查漏氣原因，密封接口或更換真空度管；檢查漏氣原因，密封接口或更換稀釋空氣管；檢查系統(tǒng)用壓縮空氣壓力；檢查樣氣管。

4. 故障現(xiàn)象：含塵量指示不合理或數(shù)值長期不變。

故障分析：含塵量測試儀鏡頭臟污

處理方法：擦拭鏡頭并手工校準(zhǔn)；檢查吹掃用壓縮空氣含油、含水、含塵情況

5. 故障現(xiàn)象：通煙量不準(zhǔn)

故障分析：測點取樣管路內(nèi)積水結(jié)冰或測點內(nèi)部堵塞。

處理方法：排除管路積水并檢查管路伴熱裝置或疏通測點。

（三）提高CEMS運行可靠性和環(huán)保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的日常維護及管理措施

1.建立和完善CEMS儀表定期校驗制度

（1）利用標(biāo)準(zhǔn)氣和零氣，每周對原煙氣SO2、凈煙氣SO2、NOx分析儀進行校驗標(biāo)定；

（2）填寫《王灘電廠CEMS儀表校驗報告》，詳細記錄儀表標(biāo)定原因、儀表標(biāo)定前后主要參數(shù)等內(nèi)容，并且執(zhí)行設(shè)備專責(zé)人、熱工室專工兩級驗收簽字程序，使CEMS儀表定期校驗標(biāo)準(zhǔn)化、程序化。

2.建立完善CEMS就地設(shè)備定期檢查制度

每日檢查cems系統(tǒng)稀釋氣壓力、探頭控制器DILUTION AIR壓力表（60 psi）、探頭控制器VACUUM真空表（大于14inHg）、探頭控制器INSTRUMENT AIR壓力表（1.5-2.0Mpa）、探頭加熱器溫度（130-160℃）等儀表指示值，檢查分析儀器間空調(diào)、照明、通風(fēng)、室內(nèi)溫度是否正常；檢查分析儀是否有報警；檢查DAS，查看每日報告，數(shù)據(jù)記錄是否正常。

每周對粗濾網(wǎng)、音速小孔及其頭部的石英棉、取樣探頭進行檢查，確認是否有被泥漿堵塞、被水浸濕等問題

每月對含塵量探頭的吹掃用壓縮空氣過濾器、鏡片等，并進行清潔擦拭。

每季度檢查校準(zhǔn)氣瓶壓力，如果小于200psi，則必須更換標(biāo)準(zhǔn)氣；如果有超過使用期限的標(biāo)準(zhǔn)氣，必須進行更換

每年檢查零氣系統(tǒng)顆粒物過濾器濾芯、檢查分析儀泵膜、干燥劑是否失效，檢查SO2分析儀UV燈光強度、氧化鎬探頭晶體阻值。

3.對CEMS數(shù)據(jù)進行定期備份

每周對CEMS數(shù)據(jù)采集計算機中的環(huán)保數(shù)據(jù)進行備份，月底將本月環(huán)保數(shù)據(jù)統(tǒng)一刻入光盤，嚴(yán)防CEMS數(shù)據(jù)丟失；每周與DCS系統(tǒng)中的GPS時鐘校對一次，以使CEMS數(shù)據(jù)采集計算機的時鐘與PLC系統(tǒng)時鐘保持一致，便于二者的數(shù)據(jù)進行比對。

4.比對CEMS與CRT畫面顯示數(shù)據(jù)的一致性

不定期地將CEMS與CRT畫面顯示的環(huán)保數(shù)據(jù)進行比對，對二者當(dāng)中偏差較大的數(shù)據(jù)要認真查清原因并及時消除，避免出現(xiàn)同一數(shù)據(jù)在CEMS和CRT顯示出現(xiàn)偏差甚至矛盾，以維護環(huán)保數(shù)據(jù)顯示的嚴(yán)肅性。

5.規(guī)范對CEMS參數(shù)設(shè)置權(quán)限

CEMS系統(tǒng)分析儀及數(shù)據(jù)采集計算機中的通道參數(shù)的設(shè)置，必須輸入管理員密碼才能對諸如通道采集方式、量程等進行更改，每次更改必須認真填寫《王灘電廠CEMS參數(shù)更改登記表》，記錄更改日期、更改原因、更改內(nèi)容等信息。

6. 主要維護經(jīng)驗

（1） 對于沒有配備GGH的濕法脫硫，經(jīng)過除霧器之后的煙氣仍然會攜帶有大量水分，因此必須為稀釋探頭配備加熱器，加熱溫度控制在160℃—250℃，以保證稀釋探頭不被堵塞。

（2）建議每3個月對凈煙氣探頭前部濾網(wǎng)清潔并更換石英棉，每1個月對分析儀后部風(fēng)扇濾網(wǎng)積灰進行清除，以確保系統(tǒng)工作在最佳狀態(tài)。

四、結(jié)論

稀釋法CEMS在王灘電廠投運后可以監(jiān)視二氧化硫、氮氧化物，及氧氣含量，煙塵濃度及煙氣的溫度、壓力、流量、濕度等參數(shù)。整個監(jiān)測系統(tǒng)分析精度高、分析速度快，日常維護量小，能夠長期、可靠、準(zhǔn)確運行，并定時向管理部門發(fā)送排放數(shù)據(jù)。稀釋法CEMS在王灘電廠的安裝運行符合國家相關(guān)環(huán)保法規(guī)的要求，為監(jiān)測火電廠排放的大氣污染物濃度及污染物總量提供了有效手段。

參考文獻：

[1] 火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 HJ/T75-2005

[2] 王灘電廠脫硫CEMS常見故障分析及提高可靠性對策；化學(xué)工程與裝備；2011年11期

[3] 稀釋法CEMS在王灘電廠中的應(yīng)用；化學(xué)工程與裝備；2011年11期