提高CEMS测量可靠性的方法

1提高CEMS测量可靠性的方法姜波553009贵州省六盘水市大唐贵州野马寨发电有限公司摘要：分析了脱硫CEMS数据的重要性，CEMS测量方法、测量原理以及出现的问题及解决方法，如何提高CEMS测量的可靠性和准确性，为脱硫设施的运行调整提供正确依据，并确保向中调及环保局实时传送脱硫监测数据的准确性。关键词：CEMS；烟气；堵塞；测量；1、前言环境监测作为环境保护的基础，当前已从传统的技术层面全面融合到环境保护工作的整体中，成为推进环境保护历史性转变的重要突破口之一，面对新的历史使命，环境监测迎来了从传统到现代、从粗放到精确、从分散封闭到集成联动、从现状监测到预警预测的全面而深刻的历史性转变。根据国务院文《节能发电调度办法》和国家发改委、国家环保总局文《燃煤发电机组脱硫电价及脱硫设施管理办法》，火力发电厂必须安装并实时运行烟气在线监测装置，并与省级电力调度机构联网，省级电网企业负责实时监测燃煤机组脱硫设施运行情况，监测脱硫设施投运率和脱硫效率。根据贵州中调的管理要求，贵州电网统调电厂需要把脱硫系统的运行信息以硬接线方式接入运行RTU，再由远动设备送至贵州中调以实现中调主站对各电厂脱硫信息的监测及考核。贵州野马寨发电厂2于2007年3月实现#1、2、3机组3台200MW机组脱硫系统信号送至中调EMS，向中调实时传送脱硫监测数据，同时CEMS信号向环保局传输。传送方式如下图：2、概述大唐贵州野马寨发电有限公司#1、#2、#3机组烟气连续排放监测系统（CEMS）在建厂时采用的是某公司的产品，在实际使用过程中，存在较多问题，现场无法继续运行下去。在综合考虑各种方案下，决定采用某公司SMC-9021型烟气连续排放分析系统进行整体更换，进行烟气中SO2、NOx、O2、烟尘、烟气流量及压力、温度、湿度等烟气参数的监测。在经过长期的使用，取得了较好的效果。3系统气路图如下：3、原CEMS存在的主要问题公司以前使用的烟气连续排放分析系统（CEMS）使用中出现如下问题：3.1、取样器、取样管经常堵塞：CEMS取样管为φ8×1PTFE（聚四氟乙烯）管，使用时间长了产生老化、硬化现象，取样管经常由于积灰、积水发生管道堵塞；取样器由于加热装置损坏，造成管道和微孔陶瓷过滤器堵塞。3.2、因用于吹扫的压缩空气带水、油和其它杂质，过滤器不但不能有效的去除，反而造成采样电磁阀和取样管路的堵塞，不得已只能取消了取样管和取样器的自动吹扫功能，这样造成取样器、取样管堵塞变得更加严重。43.3、除湿器温度控制不好，经常结冰，导致烟气无法通过，分析仪表没流量而失灵，真空泵无法抽取到足够的烟气，经常造成真空泵电机和膜片的损坏。3.4、测量烟气流量的元件为阿牛巴流量计配差压变送器，传感器(测杆)经常堵,用压缩空气无法吹通,由于安装方式不合理，必须停运脱硫系统，进入烟道里拆下检修维护，处理相当的麻烦，故障率也很高，严重影响了CEMS系统的数据有效性。3.5、湿度仪的样气是用的净化过的样气，湿度无代表性，测量值不准。3.6、测量SO2、NOx、O2浓度的多组分分析仪为进口仪器，购买周期长，修理时间长，而脱硫烟气浓度的分析与脱硫设施的正常运行及脱硫信息送中调及环保局是耽误不得，万一仪器有故障，怎么办？3.7、Guardian21多组份红外气体分析仪零点漂移大。0-1000mg/m3的净烟气仪表SO2零点误差最大相差160mg/m3,这对脱硫后的净烟气浓度测量影响很大。4、制定对策和实施以上诸多问题与公司把脱硫设备列入主设备，脱硫CEMS表计列入重要表计的方针不适应，必须加以解决。我们在利用已有维护检修经验并参考其它电厂的基础上，和厂家进行协商，对以上问题制定了如下对策，并实施：4.1、针对取样探头、取样管常堵塞问题，我们采取了以下对策：54.1.1、使用CEMS压缩空气自动吹扫功能：由于压缩空气品质不好，我们加装了气源过滤净化装置，在反吹气路中设置储气罐，可以将空气和杂质进行分离，水汽、杂质自动排出。采样电磁阀采用原装进口防腐耐高温电磁阀，消除了电磁阀关闭不严，测量时烟气漏入空气，出现氧量偏高，折算值高等测量不准现象。4.1.2、采样探头使用电伴热自动控温式加热器，温度恒定在130℃。4.1.3、采样探头到CEMS小室仪表柜管线使用微微倾斜布置（倾角在5o左右），避免积水；管道使用复合伴热管线，内含自限温伴热带，运行温度不低于100℃。采取这几种措施后，可以有效避免采样探头和取样管路的积灰、积水堵塞，大大提高了采样部分运行的可靠性。4.1.4、偶尔取样器的管道和微孔陶瓷过滤器堵塞：由于新型采样探头疏通取样器管道及更换微孔陶瓷过滤器时间较短，在此期间我们停止系统采样，仪表气室内样气可以缓慢变化，输出的电流值基本保持分析仪有采样气时SO2、NOx、O2浓度测量值。4.1.5、除湿器冷凝经常结冰:使用德国进口AGT的MAK10冷凝脱水机，工作温度为2℃，自动控温，自动疏水，免维护。4.2、对烟气流量的表计问题，我们采取了以下对策：对#1、2、3机组脱硫烟气流量计换型，采用南京某公司提供的流量测量装置。该公司的流量测量装置使用全截面多点布置，解决了烟气管道截面大，直管段较短，管内流场不均的问题；每个探头采用自清灰设计，可6以自动清除探头内的积灰。此装置适用于各种粉尘浓度比较大，腐蚀性比较强，工况复杂的烟气测量，可有效防止各种巴类（阿牛巴、威力巴等）流量测量装置出现的堵塞现象。经过8个月的运行，利用我厂#3机组大修的机会，进入烟道内对流量测量装置进行检查，没有发现堵塞现象。在实际使用时，要注意处理好测量装置引压接头穿出烟道部位的保温，尽量选用管径￠25及以上的不锈钢管穿过烟道，使用活节在烟道外连接，便于紧急状况下的测量通道清理和恢复。差压变送器应该尽可能近的靠近测量装置引压接头，避免因为使用的引压管较长，增加测量段泄漏和堵塞的风险。保证整个测量管路的完好密封，能够有效的防止因为泄漏导致的粉尘堵塞取样管路现象。4.3、湿度仪测量不准的问题：使用SMC-209C型抽取式水分仪，直接抽取采样管线到仪表柜未经处理过的高温烟气。该烟气湿度仪采用一种能克服烟气粉尘、高温和酸性腐蚀的装置，可以长期在线稳定测量高温烟气中的水汽含量，设备的可靠性大大提高。4.4、对S710多组份气体分析仪可能出现故障的问题，我们采取了下对策：购买了1台ABB多组份气体分析仪作为事故备品，当有S710仪表出现故障时，可以立即投入使用。5、效果检查改造前：原烟气和净烟气采样探头每2-3天就要到烟道上疏通，流量计每周就要疏通一次，工作量和工作强度相当大，加上都是高处作业，7安全风险也较高；表计每周校验一次，标准气体损耗和人员的工作量也较高，仪表的稳定性较差，根本不能长期可靠运行。改造后：原烟气、净烟气采样探头烟气和流量计2-3个月上烟道上检查一遍，基本不会有堵塞的现象，表计每月校验一次，准确度较高，SO2、NOx、O2、烟尘、烟气流量及压力、温度、湿度等烟气参数的监测准确性大大提高，故障时间大大减少，不仅节省了大量的人力物力，也为环保设备的运行监控，二氧化硫排放浓度、脱硫效率分析和计算提供了准确的参考数据。6、结束语我们不仅在设备上保障，而且要在制度上增加另一道防火墙，依据中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》,特制定了《大唐贵州野马寨发电有限公司CEMS运行维护岗位责任制》、《大唐贵州野马寨发电有限公司CEMS运行维护作业指导书》、《大唐贵州野马寨发电有限公司CEMS系统日常巡检制度》、《烟气自动监测设备日常巡检维护记录表》、《烟气自动监控基站设备校验测试记录表》、《烟气自动监控基站设备故障维修记录表》等多种制度和报表，报厂里审批通过后执行，明确各部门职责，从制度上加以保证。在环保工作要求日益严格的今天，我深信，通过大家的努力，烟气CEMS测量准确性和可靠性必将大大提高。8[参考文献]1.吴文龙田晓峰等.火电厂烟气排放连续监测系统技术与应用.中国电力出版社2011年4月2.嵇敬文陈安琪.锅炉烟气袋式除尘技术中国电力出版社2006年08月3.燃煤烟气湿法脱硫设备中国电力出版社2011年01月