电厂CEMS仪表原理及维护方法

电厂CEMS仪表原理及维护方法

张艳双

【关键词】CEMS直抽法稀释法

中图分类号：TM6文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2018）07-073-02

CEMS称为"烟气在线监测系统"，电厂依靠它监测生产过程中产生的废气，包括：SO2、NOx、颗粒物、氧含量、温度、湿度、流量等。在监测系统中，国内现在常用的监测设备的原理有两种：一种是：稀释法原理仪表；一种是：直抽法原理仪表。这两种方法各有优劣，根据实际情况，来确定使用哪一种方式测量。在我们厂脱硝侧的CEMS装置采用的是直抽法原理的测量装置，而在脱硫側也就是总排口采用的是稀释法原理的测量装置。

一、CEMS直抽法测量与稀释法测量原理

稀释法测量的原理，采用的是就地采样气体预处理的采集方式。采样探头中有一个音速小孔进行采样，用经过预处理（除水，除油等）的压缩空气在采样探头内部进行稀释。（稀释比通常选择在100：1至250：1之间），一般采样的是100：1的稀释。因为稀释空气已经除水，所以在样气进入分析仪之前不需要除湿处理，经过上面一系列的流程，有效地降低了采样气体的露点温度，从而避免了样气在环境温度下产生的结露现象，另一方面，样气虽然经过稀释，但仍看作为带水的气体，测量属于典型的湿法测量。

直抽法测量的原理，是用采样泵将烟道中的烟气抽到分析仪中的方式测量。在整个气路系统中探头及管线都需要加热，探头加热在150度-200度，而管线需要加热到110度-120度。经过采样管线，进入预处理系统进行除尘除水等流程，最后进去分析仪进行测量，排出烟气。

稀释法测量与直抽法测量的主要区别，直抽法测量对烟气惊醒了除水及降温，所以测量的是干基态的烟气，所以测量的数值不需要再次折算水；而稀释法测量是典型的湿态测量测量出来的数值需要折水，将湿基转化为干基。

稀释法测量与直抽法测量的优缺点，直抽法测量的优点，1.不需要折算湿度，不需要湿度计，减低了设备成本；2.环境适应力比较强，可以适应高颗粒物的烟气，等；缺点：1.系统采用负压采样，而且预处理系统中接头比较多，容易造成系统漏气，以至于数值显示不正确；2.因为采样气体是全部烟气，容易造成探头堵塞。稀释法测量的优点，1.采用探头内采用稀释技术，彻底消除冷凝水影响，无需跟踪加热采样管线；2.系统采用的是正压采样对于系统的密封性要求不高；3.稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题。缺点：1.采样探头较为复杂，对于查找问题比较困难；2.采样气体是经过稀释的，所以对稀释气体要求比较高，需要除去空气中的杂质，对于空气预处理系统维护要求较高。

二、CEMS直抽法测量仪表与稀释法测量仪表的维护方法

1.稀释法测量仪表故障分析及维护方式

我们厂使用的是美国赛默飞42i、43i分析仪及303型稀释法采样探头，现在针对美国赛默飞稀释法测量仪表的检修及维护方式来探讨。

1）常见的故障分析及处理

采样探头安装在吸收塔出入口烟道，出口烟道烟气温度在五十度左右，不能满足采样要求，所以需要在探头側加上加热器。在这里面加热器故障率比较高。加热器出现故障的主要表现是二氧化硫偏低，而且曲线平缓，判断加热器故障的方法就是检查加热温控器的数值是否正确一般设定为220度。加热器出故障的原因有多方面，主要有：a.加热器电阻丝坏，判断的方法有，检查电阻一般为170欧姆；b.加热器绝缘异常，检查绝缘，加热器对地绝缘是无穷大，如果测量绝缘低几千K，那么就说明绝缘出现了问题；c.温度控制器出现问题，检查方法是，用万用表测量电流信号是否正确，如果正确可以判定温控器或者线路故障；d.因为吸收塔水量较多，为了防止加热器频发故障可以在加热器上加防水罩，以此来减少加热器的故障频率。除了探头以外，分析仪显示的数值、CEMS上位机数值与DCS数值存在偏差，判断的方法就是进行比对，检查数值是否一致，存在偏差的原因一般为分析仪输出通道有偏差或者坏点，遇到这种问题我们就要对电流输出与电压输出分别进行通达测试，（电流是进DCS的，而电压是进PLC，数采仪）并选择通道，如果只是存在偏差那么就调整偏差，是输出正确。

2）稀释法测量仪表维护方法

维护周期一般为一个月一次，维护的项目包括：分析仪标定、采样探头检查、通道检查、分析仪内部参数检查等，下面详细说明维护过程。

分析仪标定，按照环保标准分析仪标定采用的是三点标定，有高中低的三种标气，首先用高标气标定，然后用中标气和低标气进行检查，主要是查看线性度是否正确。如果存在偏差就调整分析仪的标定数值，使三种标气的标定值都在误差范围之内，进行标定调整。调整之后线性度仍然不达标就可以更换分析仪。

采样探头检查，对采样探头检查，要停探头加热器，防止触电和烫伤，探头拆下来之后要清理探头的滤网，有条件的还用压缩空气吹扫，更换音响小孔的石英棉，检查音响小孔紧固是否牢靠是否有堵塞及破损。

通道检查和分析仪内部参数检查，通道检查我对通道进行测试，查看输出与现实是否对应，不对应可以调整输出值，使之对应，如果不能调整正确即可更换通道或者更换通道板。内部参数检查主要检查标定前后的本底值和跨度系数。

2.直抽法测量仪表故障分析及维护方式

我们厂使用的是ABB公司生产的分析仪系统，现在针对ABB直抽法测量仪表的检修及维护方式来探讨。

1）常见故障分析及处理

最常见的问题是分析仪的数值是氮氧化物偏低，氧偏高。这种现象有两种可能分别是：a.分析仪系统有堵塞的地方；b.系统微漏。

根据我们厂的现状，针对直抽法分析仪阐述查堵查漏的方法。检查堵塞的方法，投入反吹，关闭压缩空气二次门，观察反吹调压阀压力表下降速度，如果下降速度快，（一般为两三秒）就说明采样管线到探头没有堵塞的地方，如果遇到下降速度缓慢或是不下降就说明采样管线后有堵塞的地方；然后具体检查堵塞的位置，在这里里面主要是管线和探头堵塞，解开管线与探头的接头检查管线是否堵塞，管线无堵塞就说明探头堵塞，清理探头即可。查漏的方法，产生漏的地方分为以下三个地方：a.探头系统；b.采样管路系统；c.分析仪机柜配管系统。检查采样管线和气路系统是否漏气，将采样管线与探头连接处解开（探头侧），用手堵住探头端的采样管线，同时将平衡阀顺时针旋紧，使旁路关闭，然后如看浮子流量计，是否有浮起，如果浮子流量计浮起说明管线可能漏；初步判断出管线可能漏，那么就放一根临时管线：如果判断管线不漏，那么可能就是探头侧漏，探头漏的地方有几个：a.采样管线与探头的连接处；b.反吹接头与校验接头；c.探头法兰处，主要是探头与箱子的连接处；d.探头里的过滤芯上的垫圈老化。把这几个地方修理紧固一下即可。

2）稀释法测量仪表维护方法

维护周期一般为一个月一次，但更具实际情况可一个月两次，维护次数主要取决于运行工况，及备件状态，下面详细说维护过程。

直抽式仪表原理比较简单，但设备比较多，也比较容易出问题，维护时要拆探头更换滤芯，检查采样探杆，并且吹扫冷凝器，检查采样泵、过滤器、蠕动泵等，最后标定分析仪，标定分析仪也是使用三种标气，整个流程与稀释法分析仪一致。

三、结语

对CEMS故障的准确判断，会大大提高消缺的效率，当然要想快速准确的判断故障，需要对仪表的原理有充分的了解，本文从原理到维护消缺的细节都有阐述，并对设备的日常维护也做了详细的说明。