鄧光南，林灶發(fā)

（福建華電漳平火電有限公司，福建漳平 364400）

在線煙氣分析儀常見故障處理及防范

鄧光南，林灶發(fā)

（福建華電漳平火電有限公司，福建漳平 364400）

簡(jiǎn)要介紹了煙氣分析儀的工作原理，對(duì)儀器使用過程中出現(xiàn)的幾種常見故障進(jìn)行分析，對(duì)兩種重復(fù)性的疑難故障進(jìn)行研究，提出了可行的改造方案及解決方法，同時(shí)提出了煙氣分析儀故障的防范措施。

煙氣分析儀；故障分析；排除方法；故障防范

煙氣分析在火力發(fā)電、化肥、水泥、石油化工、冶金行業(yè)占有重要地位。不同行業(yè)煙氣成分不同，主要含二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氧氣等氣體。煙氣分析儀主要用于測(cè)量煙氣中二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有害氣體及氧氣的濃度。傳感器可選擇性配置，測(cè)定一種或多種氣體。煙氣分析儀可對(duì)大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量的連續(xù)監(jiān)測(cè)，并將信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街鞴懿块T［1］，因而成為環(huán)境監(jiān)測(cè)部門必不可少的分析儀器。福建華電漳平火電有限公司2套CEMS系統(tǒng)為北京雪迪龍自動(dòng)控制系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的SC-900 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［2］。氣體分析儀為西門子公司生產(chǎn)的 ULTRAMAT 23 多組分紅外氣體分析儀。

筆者以下簡(jiǎn)要介紹氣體分析儀的工作原理、常見故障排除及故障防范措施。

1 儀器工作原理

煙氣體分析儀由氣路系統(tǒng)和電路系統(tǒng)兩部分組成。其工作原理是抽氣泵將煙氣經(jīng)釆樣管送至傳感器的氣室，傳感器的輸出電信號(hào)通過電子線路將模擬信號(hào)放大，轉(zhuǎn)換成被測(cè)氣體的濃度。

2 常見故障及其排除方法

2.1 顯示結(jié)果中氧氣含量高而二氧化硫和氮氧化物含量低

（1）可能原因之一：釆樣管路泄漏。

處理方法：檢查樣氣取樣回路。

確認(rèn)辦法：加標(biāo)準(zhǔn)氣體到煙氣分析儀的入口，觀察測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)氣體的含量是否相同。若測(cè)量值與標(biāo)示值相同，則證明釆樣管路泄漏。分析釆樣管路泄漏需要分兩個(gè)步驟判斷是機(jī)柜內(nèi)部泄漏還是機(jī)柜外部泄露。判斷方法：把樣氣閥入口斷開，用手堵死，此時(shí)分析儀面板上的浮子流量計(jì)標(biāo)示應(yīng)該歸零。若分析儀面板上的浮子流量計(jì)顯示零則可判斷機(jī)柜內(nèi)部無問題，是機(jī)柜外部泄露，這時(shí)應(yīng)檢查釆樣探頭與釆樣探頭的濾芯堵頭是否泄漏，找出泄漏處進(jìn)行處理。

（2）可能原因之二：蠕動(dòng)泵接頭松動(dòng)而導(dǎo)致漏氣。

處理方法：重新旋緊蠕動(dòng)泵接頭即可。

2.2 顯示結(jié)果中氧氣和氮氧化物含量測(cè)量數(shù)據(jù)不變而二氧化硫含量低甚至為零，檢查發(fā)現(xiàn)保護(hù)過濾器內(nèi)有水霧或積水

（1）冷凝器溫控器故障［3］排查。冷凝器中的玻璃冷腔下端結(jié)冰，溫控器顯示“LLL”，關(guān)閉冷凝器電源幾小時(shí)后，再接通冷凝器電源，溫度從 10℃左右慢慢下降至 -5℃，后又顯示“LLL”。對(duì)冷凝器氣體除濕的基本原理進(jìn)行分析得知，冷凝器通過對(duì)蓄冷體不斷進(jìn)行制冷，當(dāng)過冷時(shí)又對(duì)其進(jìn)行加熱，使蓄冷體恒溫在 1～7℃的某一溫度值上。插在蓄冷體中間的交換器，借助導(dǎo)熱介質(zhì)和足夠的換熱面積迅即完成熱交換。此時(shí)，流經(jīng)交換器工作腔含水分的氣態(tài)試樣迅速冷卻，使氣體中的水分得到分離。最后經(jīng)分析檢測(cè)判斷為玻璃冷腔外層加熱片損壞所致，起不到加熱作用。

處理方法：更換加熱片，故障排除。

（2）蠕動(dòng)泵排水故障排查。在實(shí)際工作中筆者發(fā)現(xiàn)一種疑難故障，監(jiān)測(cè)過程中二氧化硫測(cè)量值突然變小，僅為 2～3 mg／m3甚至為零，比實(shí)際值偏低很多，一段時(shí)間后恢復(fù)正常，再過一段時(shí)間測(cè)量值又變小，如此多次重復(fù)該現(xiàn)象。用標(biāo)準(zhǔn)氣體檢查，氣體分析儀示值準(zhǔn)確，零點(diǎn)校準(zhǔn)也正常，初步分析原因?yàn)闃託庥袝r(shí)含有水汽。首先懷疑蠕動(dòng)泵泵管老化，但更換泵管后故障依舊。經(jīng)過多日蹲守現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行跟蹤，觀察發(fā)現(xiàn)為冷凝器的玻璃冷腔至蠕動(dòng)泵的排水系統(tǒng)異常所致。由于煙氣排放監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝時(shí)，在冷凝器的玻璃冷腔至蠕動(dòng)泵的進(jìn)水端連接了較長的管路，導(dǎo)致玻璃冷腔排水管下垂部分較長，管路經(jīng) U型接至蠕動(dòng)泵進(jìn)水端，阻力較大。最初安裝時(shí)，由于蠕動(dòng)泵泵軸、泵管較新，U 型管的積水可以抽出；使用一段時(shí)間后，蠕動(dòng)泵泵軸出現(xiàn)磨損，密封性能下降，真空度降低，因而出現(xiàn)排水有時(shí)正常、有時(shí)不正常的故障。

處理方法：對(duì)蠕動(dòng)泵的排水系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，縮短玻璃冷腔到蠕動(dòng)泵進(jìn)水端連接管的長度，將玻璃冷腔的排水管直接跨接至蠕動(dòng)泵的進(jìn)水端。經(jīng)過一段時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)觀察，結(jié)果表明改造后效果良好。

（3）蠕動(dòng)泵管及泵軸故障排查。蠕動(dòng)泵管老化變形，失去彈性；蠕動(dòng)泵泵軸磨損嚴(yán)重易形成堵塞，使冷凝水不能及時(shí)排出，造成出口樣氣大量帶水，影響抽吸單元和分析組件的正常運(yùn)行。

處理方法：在日常維護(hù)中應(yīng)定期檢查、更換蠕動(dòng)泵管或泵軸。

（4）蠕動(dòng)泵進(jìn)出水端故障排查。蠕動(dòng)泵進(jìn)水端和出水端接反會(huì)造成樣氣大量帶水。

處理方法：將蠕動(dòng)泵進(jìn)水端與出水端對(duì)調(diào)。

2.3 零點(diǎn)標(biāo)定后二氧化硫顯示負(fù)值

故障分析：該故障表現(xiàn)為，隔一段時(shí)間二氧化硫測(cè)量值很小，僅為 2～3 mg／m3甚至為零，比實(shí)際值偏低很多，過很長時(shí)間才正常，過一段時(shí)間又重復(fù)該故障。經(jīng)過認(rèn)真分析研究，發(fā)現(xiàn)是零點(diǎn)漂移所致。由于儀器自動(dòng)零點(diǎn)標(biāo)定時(shí)釆用空氣校準(zhǔn)，而空氣校準(zhǔn)對(duì)釆樣空氣的濕度有特定的要求，校準(zhǔn)空氣需用干燥空氣（儀器所附技術(shù)資料沒有說明），而南方空氣比較潮濕，特別是春天或雨季，容易導(dǎo)致儀器自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)時(shí)零點(diǎn)漂移的大、小隨空氣濕度的改變而變化。

處理方法：對(duì)標(biāo)定系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，在釆樣空氣前端增加電子制冷器進(jìn)行干燥處理。

2.4 煙氣分析儀檢測(cè)結(jié)果誤差偏大

（1）可能原因之一：煙氣分析儀長期沒有標(biāo)定，造成分析誤差越來越大。

處理方法：對(duì)煙氣分析儀進(jìn)行標(biāo)定［4］。

（2）可能原因之二：所用標(biāo)準(zhǔn)氣體超過有效期。處理方法：標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度是一個(gè)已知的固定值，每一種標(biāo)準(zhǔn)氣體都有有效期，超過有效期后，標(biāo)準(zhǔn)氣體的濃度發(fā)生變化，不能準(zhǔn)確標(biāo)定分析儀器。

處理方法：更換標(biāo)準(zhǔn)氣體。

（3）可能原因之三：傳感器氣室內(nèi)有臟物。

處理方法：打開傳感器氣室（打開時(shí)注意裝有樣品氣體的玻璃管），使用脫脂棉、擦鏡紙、洗滌劑或合適的溶劑（例如無水乙醇）將鏡片及氣室擦干凈。要避免使用腐蝕性的清洗化合物，因?yàn)檫@些物料會(huì)損壞光學(xué)表面。

2.5 含塵量指示不合理或數(shù)值持久不變

故障分析：含塵量測(cè)試儀鏡頭臟污。

處理方法：擦拭鏡頭并手工校準(zhǔn)。

3 煙氣分析儀故障的防范措施

3.1 做好系統(tǒng)日常維護(hù)工作

日常維護(hù)的工作主要是巡視檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作異常時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。日常檢查的內(nèi)容包括：

（1）檢查保護(hù)過濾器 (FF1，F(xiàn)F2)，如有變色或?yàn)V芯上有顆粒物，應(yīng)予以更換并查明原因。

（2）檢查流量，U23 分析儀面板上的浮子流量計(jì)流量指示應(yīng)在 1.0～1.2 L／min，如果 U23 上出現(xiàn)“樣氣流量低”故障報(bào)警，應(yīng)及時(shí)檢查樣氣流路是否有堵塞現(xiàn)象。

（3）檢查制冷器上的溫度指示是否正常。

（4）檢查蠕動(dòng)泵工作是否正常。

（5）檢查儲(chǔ)液罐內(nèi)冷凝水積存情況。

（6）檢查 U23 指示值及 DAS 的數(shù)據(jù)記錄是否異常。

（7）檢查探頭溫控器、取樣管溫控器是否工作正常。

（8）檢查室內(nèi)空調(diào)工作是否正常。

（9）檢查壓縮空氣氣源壓力是否正常。

3.2 做好系統(tǒng)定期維護(hù)工作

為了保證系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，需要定期對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，包括檢查、故障判斷及簡(jiǎn)單修理等。

CEMS 系統(tǒng)的定期維護(hù)主要有以下幾項(xiàng)內(nèi)容：

（1）查看系統(tǒng)儀表指示是否正常，應(yīng)與運(yùn)行人員保持聯(lián)系，了解工況狀態(tài)，判斷數(shù)據(jù)是否正常。

（2）查看系統(tǒng)的電源、氣源 (含工作氣、標(biāo)準(zhǔn)氣 )是否符合系統(tǒng)要求。

（3）檢查系統(tǒng)伴熱部分、保溫部分的狀態(tài)。這是系統(tǒng)定期維護(hù)工作的內(nèi)容之一，它關(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行和測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（4）檢查儲(chǔ)水罐內(nèi)的凝結(jié)水液位，液位過高時(shí)應(yīng)及時(shí)倒掉，以免影響蠕動(dòng)泵排水，防止機(jī)柜內(nèi)進(jìn)水。

（5）檢查機(jī)柜內(nèi)的取樣管路，若內(nèi)有嚴(yán)重積水、水霧，應(yīng)及時(shí)清理和查找原因（取樣頭加熱故障、蠕動(dòng)泵排水異常、自動(dòng)反吹是否正常進(jìn)行等）。

（6）檢查系統(tǒng)各部位和連接件是否有損壞、腐蝕情況，并及時(shí)處理。

（7）檢查系統(tǒng)與煙道接口及整個(gè)系統(tǒng)有無泄漏。

4 結(jié)語

在線煙氣分析儀在火力發(fā)電廠中得到廣泛應(yīng)用，及時(shí)消除運(yùn)行中出現(xiàn)的各類故障和缺陷，加強(qiáng)日常管理和定期維護(hù)，做好常見故障的防范措施，必將大大提高煙氣分析儀運(yùn)行的可靠性，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，有利于運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整與監(jiān)控脫硫、除塵等環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，加強(qiáng)達(dá)標(biāo)排放管理［5］，為環(huán)保部門的監(jiān)督提供科學(xué)有效的檢測(cè)手段，這對(duì)于火力發(fā)電廠氣態(tài)污染物排放點(diǎn)的有效監(jiān)測(cè)與管理有著積極而重要的意義。

［1］ HJ／T 76-2007 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法［S］.

［2］ DL／T 960-2005 燃煤電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)訂貨技術(shù)條件［S］.

［3］ 環(huán)境保護(hù)部.污染源自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查技術(shù)指南［Z］.環(huán)辦［2012］57 號(hào) .

［4］ HJ／T 75-2007 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范［S］.

［5］ GB 13223-2003 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［S］.質(zhì)，2005，30(12): 727-730.

Common Fault Handling and Protection of Online Flue Gas Analyzer

Deng Guangnan，Lin Zaofa
（Fujian Huadian Zhangping Power Generation Co. Ltd.，Zhangping 364400，China）

It was briefly introduced about the working principle of flue gas analyzer. The process of using the instrument of several common failure was analyzed，two repetitive troubleshooting were studied and the feasible retro fi t scheme, solution togethrt with the protection measures were put forward.

fl ue gas analyzer; fault analysis; troubleshooting; fault prevention

O657.33

A

1008-6145(2014)05-0111-03

聯(lián)系人：鄧光南；E-mail: dengguangnan@sohu.com

2014-07-30

10.3969／j.issn.1008-6145.2014.05.036