文/伍友武

廢液焚燒裝置煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成、常見故障以及處理方法等——CEMS系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛，在環(huán)保治理中的作用非常明顯，本文詳細(xì)介紹了中石化巴陵分公司己內(nèi)酰胺部廢液焚燒裝置煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成、測量參數(shù)及檢測方法、常見故障以及處理方法等，為CEMS系統(tǒng)的應(yīng)用和維護(hù)提供了一定的經(jīng)驗(yàn)。

煙氣是指企業(yè)在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢氣，煙氣的無序排放是造成大氣污染的重要因素之一。目前對工業(yè)煙氣一般采取脫硫脫硝技術(shù)措施進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，以保護(hù)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。因此，對煙氣實(shí)行在線監(jiān)測是一種十分重要的手段。CEMS（Continuous Emission Monitoring System）系統(tǒng)是指對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測并將信息實(shí)時傳輸?shù)街鞴懿块T的裝置,被稱為 “煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)”。己內(nèi)酰胺部廢液焚燒裝置于2018年10月建成投產(chǎn)，其CEMS系統(tǒng)同期投用。本文詳細(xì)介紹了該CEMS系統(tǒng)的測量參數(shù)、系統(tǒng)組成、測量方法、常見故障及處理等。

測量參數(shù)

廢液焚燒裝置CEMS系統(tǒng)測量的參數(shù)有：煙氣流量、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣濕度、煙氣含氧量、煙塵濃度、氣態(tài)污染物SO2、NOx的濃度以及NH3逃逸濃度等。

系統(tǒng)組成

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。前3個子系統(tǒng)用于測量煙氣的各項(xiàng)參數(shù)，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(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)時采集各項(xiàng)參數(shù)，生成各濃度值對應(yīng)的干基、濕基及折算濃度，生成日、月、年的累積排放量報表，并將報表實(shí)時傳輸?shù)街鞴懿块T。系統(tǒng)構(gòu)成見圖1。

圖1 CEMS系統(tǒng)構(gòu)成圖

測量方法

預(yù)處理系統(tǒng)

本項(xiàng)目是采用直接抽取法進(jìn)行測量。由于直接抽取的樣氣溫度高、濕度高，煙塵濃度大，不能進(jìn)入直接進(jìn)入分析儀分析，需要先經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行過濾除塵、冷卻降溫脫水后才能進(jìn)入分析儀檢測系統(tǒng)。

預(yù)處理系統(tǒng)的原理見圖2。如圖中所示，反吹掃系統(tǒng)是為了保證采樣暢通，反吹掃控制由CEMS系統(tǒng)自帶的PLC完成；樣氣管線伴熱是要確保樣氣的溫度保持在120～160 ℃，以防水分冷凝析出與SO2、NOx發(fā)生反應(yīng)，生成稀硫酸和稀硝酸，對管線造成腐蝕；真空泵是用于冷卻器抽真空,以保證冷凝效果；兩級冷卻是要確保樣氣中的水分盡可能脫除干凈。

圖2 預(yù)處理系統(tǒng)原理圖

煙氣參數(shù)的測量

煙氣溫度采用雙支絕緣鎧裝K型熱電偶測量，測量范圍：0～500 ℃。

壓力采用壓力變送器檢測，測量范圍：-10-4～5×10-4MPa；濕度采用干/濕氧法，測量范圍：0～75 %。

流量是采用差壓原理，利用皮托管配差壓變送器進(jìn)行測量，測量范圍：0～2 mL/s。

煙塵濃度由抽取干燥式散射法測塵儀測量，其優(yōu)點(diǎn)是能夠克服煙氣濕度的影響，適合測量低濃度顆粒物的煙氣，測量范圍：0～35 mg/Nm3。

氣體污染物的測量

本項(xiàng)目，煙氣中O2含量是采用順磁式測量原理,測量范圍：0～15%；SO2、NOx都是采用非分散紅外法進(jìn)行測量，其原理是基于氣體分子對特定譜段的紅外光的吸收，吸收關(guān)系服從朗伯-比爾吸收定律(Lambert-Beer law)，該定律是分光光度法的基本定律，是描述物質(zhì)對某一波長光吸收的強(qiáng)弱與吸光物質(zhì)的濃度及其液層厚度間的關(guān)系。

在這里，針對被測氣體特定波長的紅外濾光片的輻射探測器，通過測量該譜段紅外光的衰減度，結(jié)合探測器所得到的電信號與被測氣體吸收掉的光能量成對應(yīng)關(guān)系，再通過計算得到對應(yīng)煙氣的濃度。SO2濃度測量范圍：0～250 mg/Nm3，NOx濃 度 測 量 范 圍：0～500 mg/Nm3。另外，還專門配置了一臺對射式、原位安裝激光分析儀，用于檢測NH3逃逸濃度，測量范圍：0～30 ppm。

常見故障及處理方法

預(yù)處理系統(tǒng)

1.取樣探桿使用壽命短，原因是材質(zhì)不對，應(yīng)選用316 L材質(zhì)。

2.樣氣管線易被腐蝕，原因是伴熱效果不好，檢查伴熱系統(tǒng)；或管線材質(zhì)不對，更換為316 L材質(zhì)。

3.長時間不排水或排水量少，原因是蠕動泵故障，檢查維修或更換。

4.樣氣流量低，可能是過濾器、電磁閥或管路有堵塞，檢查疏通；或者是取樣泵有故障，檢查維修或更換。

5.霧過濾器濾紙變色，應(yīng)及時更換濾芯；若變色較快，應(yīng)更換前端的采樣過濾器。

6.冷卻器后的管路有水汽，應(yīng)檢查冷卻器是否正常，蠕動泵是否正常，排水是否暢通。

分析系統(tǒng)

1.SO2/ NOX的指示偏低，對照此時的O2含量指示是否在2%～8%的正常范圍。若超出，則表示管路有漏氣，檢查氣密，排除漏點(diǎn)；若O2含量指示正常，則用標(biāo)氣對分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)；

2.SO2/ NOX分析儀校準(zhǔn)時漂移過大，檢查標(biāo)氣是否過期，儀表電源電壓是否正常；

3.每次反吹掃后，SO2/ NOX分析儀指示偏低，說明吹掃空氣帶水，應(yīng)保證壓縮空氣的干燥；

4.粉塵儀誤指示，應(yīng)檢查儀表的保險絲是否燒斷，鏡片是否臟污，發(fā)射端的燈泡和變壓器是否完好；

5.NH3逃逸分析儀指示偏大，一般先用標(biāo)氣進(jìn)行校準(zhǔn)，如果儀表正確，則要排查脫硝工藝情況，是否投氨量過大或脫硫塔反應(yīng)狀況差，造成氨過剩等；若分析儀無指示，則要檢查儀表的發(fā)射端與接收端是否對中。

數(shù)據(jù)采集及通訊系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集及通訊系統(tǒng)的常見故障是數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，通訊不暢，數(shù)據(jù)丟失等，一般應(yīng)檢查電纜線的絕緣是否滿足要求，接線端子有無松動或被腐蝕，接線端子處是否進(jìn)水，工作環(huán)境是否存在較強(qiáng)的電磁干擾，安裝位置有無振動，通訊模塊或接口是否完好等。

結(jié)語

黨的十八大作出了“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的戰(zhàn)略部署，加強(qiáng)環(huán)境治理的要求越來越高，對工業(yè)煙氣進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)有序達(dá)標(biāo)排放是環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要舉措。煙氣排放連續(xù)在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)都要實(shí)時上傳到國家環(huán)保部，以便全程監(jiān)控污染物的排放濃度和排放總量，要求十分嚴(yán)格，因此，使用和維護(hù)好CEMS系統(tǒng)是一項(xiàng)重要的日常工作任務(wù)。雖然各企業(yè)煙氣的組分基本類同，但在種類和含量上還是有一些差異，所以在選配CEMS系統(tǒng)時，企業(yè)要根據(jù)自身的情況作出合理選型。