CEMS维护工作总结

工作总结我厂 CEMS 系统由江苏方天电力技术有限公司安装设计调试，自 2010 年 8 月以来，在长期运行过程中，我们通过不断地维护保养， 目前各仪表运行比较稳定，能够满足在线连续监测功能。该系统主要 由烟气采样处理系统、分析系统、数据采集处理系统组成。下面分别 介绍各系统的组成、原理和检修维护方法：一、设备系统简介1. 烟气采样处理系统：采样系统主要是对样气通过特定的方法送至分析仪表。主要包括 采样探头、滤芯、采样伴热管、冷凝器、采样泵、流量计、蠕动泵、 烟气分析仪等。烟气采样流程为：通过采样探头对烟气进行采样（加 热恒温过滤），烟气再通过伴热管路（恒温加热）到达冷凝器进行二 级冷凝脱水，接着再进入到采样泵入口（采集样气的动力源），接着 进入空气过滤器（对样气进行再次过滤，防止样气带水分进入分析仪 表），再进流量计（显示进入分析仪表的样气流量大小，有旁路可调 节样气流量的大小），最后进入分析仪的S02N0X气室进行分析后排 空。2. 烟气分析系统：烟气分析系统主要使用德国ABB AO2020仪表，出入口单独控制， 采用非分散红外吸收法、电化学法对烟气中各成分进行分析；烟气压力和温度采用VPT311NF系列烟气参数监测仪，采用皮托 管差压法测量烟气流速，并可对烟气压力、温度直接进行测量，采用江苏吉纳波电气有限公司生产的HMS535C+阻容式传感器进 行烟气湿度测量，利用烟气中水分的含量与电容变化成线性的关系， 用高分子薄膜电容湿度敏感元件测量烟气水分。同时用铂电阻温度传 感器测量烟气温度，进行温度补偿和伴热，并设有自动控温功能，伴 热主要为防止冷凝造成酸腐蚀，防传感器结露；采用DSL-350烟尘浊度仪对出入口烟尘进行测量，主要利用光透 射原理，当可控光源穿过带有微小颗粒的气体时，光强度由于吸收和 漫射而削弱，使接收光和初始光的比率发生变化，从而可测量出烟气 透光度，然后在转化为电信号。3. 数据采集处理系统：各类数据通过一套PLC系统进行统一数据处理和管理，此系统主要由西门子系列CPU卡、通讯卡、AI卡、A0卡、DI卡、DO卡和上位机组 成，通过采集现场各设备信号，修正转换为统一单位后，传输给脱硫DCS系统进行监控，同时通过上位机与环保数据采集仪通讯将相关参 数以GPRS方式发送至环保监测部门。在CEMS监测站可对相关数据报 表进行打印。二、CEMS各设备的工作原理及维护要点1. 采样探头：是用来加热、过滤烟气的，其加热温度一般控制在 150度，探头内置有陶瓷粉末滤芯，是由来过滤烟气中的颗粒物，过 滤芯需要定期清洗、更换。2. 采样伴热管：在采样管内有电伴热，目的是为了提高烟气温度， 使烟气内的水分完全汽化，防止SO2等气态污染物溶入水中，产生测 量误差。所以要求温度控制到150度左右。在选用伴热管时必须知道 其类型，是自限温式还是恒功率式，这样在维护的时候可以方法也就 不同，自限温的需要进行温度控制，加热温度一般很高，温度控制系 统要保证可靠，防止造成管线烧损，日常维护过程中需要检查两端加 热温度是否一致，自限温伴热管一般不会出现中间开路或不加热现 象，但在温度计安装时接触探头一定要要与伴热带紧密接触，防止造 成测量不准，烧损取样管线；恒功率伴热管日常维护过程中，同样需 要监测两端温度，定期需要检查管路中间加热情况，如果发生仪表参 数跳变也可能是这一原因。3. 冷凝器：为防止样气水分进入分析仪，造成气室污染，用冷凝 器来脱去采样烟气中的水分的。冷凝器内有两个热交换器，我们要关 注冷凝器的运行情况，看温度，手摸热交换器。玻璃太脆容易损坏， 在拆装时不能使用蛮力，必要时可使用木制工具拆卸，在冷凝器上还 有一个用来控制温度的温控器，当温度低于3°C时不进行冷凝当温度 高于4°C时启动冷凝。4. 采样泵：采集样气的动力源，一般我们需要检查采样泵的接头 是否松动，泵膜需要定期进行清洗，否则会造成堵塞损坏泵体。采样 泵外壳塑料制成，在拆装时掌握好力度，防止接口断裂，同时要定期 进行清洗，保持泵出力满足最低流量（1L/Min）要求。如果换泵膜后 泵出力依然不足，则需更换。5. 蠕动泵：冷凝器冷却的水通过蠕动泵排出，一般蠕动泵管容易 破裂或脱落，因此我们必须坚持每天检查，并定期更换；蠕动泵电机 内有大量的油脂，而环境中的S02等会与其进行部分反应，造成变质， 需要定期拆开用汽油清洗并更换油脂。如果发现蠕动泵管内部冷凝水 有回流现象，证明泵管有漏气现象，必须进行处理，防止造成冷凝器 失效仪表进水。6. 分析仪：我厂出、入口的分析仪一样，都是ABB的AO2020系 列多模块气体分析仪，测量精度高，但零点、量程漂移量大。气体分 析仪我们应该注意在上电前，先不要接气管，让仪表预热一个小时后， 再插气管。对分析仪检查时，看分析仪上的指示灯，当黄灯亮时，表 明分析仪有故障，可以通过分析仪的提示了解，当红灯亮时，表明分 析仪有错误，可以通过分析仪的提示了解。再就是标定分析仪，由于 长时间使用，分析仪会发生零点漂移，所以我们要定期校准分析仪， 标况下可以每半月校准一次，但因为工作环境差，我厂现每7 天校准 一次，CEMS房内的空气不流通，温差变化大，对分析仪有一定的影 响，所以必须坚持每天巡视，保证空调工作正常。7. 烟尘仪：它是用来测量烟尘的含量的，它有一个信号端和一个 反射端，信号端发射可见氖光，光线在穿过烟气时，会被烟气中的灰 尘散射、折射而衰减，反射端将光反射回信号端，从而测出烟尘的含 量。测尘仪自身配备探头吹扫系统，在定期巡检时需要检查吹扫空气 的压力，因为此烟尘仪工作在正压区，如果压力小，就会造成镜头污 染甚至损坏。测尘仪安装位置不科学，也是后续需要调研解决的问题。8. 流量温度仪：采用皮托管法测量原理，根据柏努利方程可知， 流体流动过程中的能量包括位能、动能和静压能。对于气体流动，位 能的变化通常忽略不计，动能和静压能在一定条件下可以互相转化。 皮托管的两个采样头分别代表气体的总能量和静压能，两者的差值为 动压能，动压能与气体流速的平方成正比，所以皮托管是测量压差来 测得流体速度的，特别设计的防堵元件借助测量介质的动能进行取压 管道的全壁自动实时清灰，达到防堵的目的，在高粉尘的情况下，可 以选择自动反吹模块，实现自动反吹，反吹的程序内置在智能反吹模 块内（可选），可以灵活设置反吹的频率和周期。9. 湿度仪：主要通过湿度感应芯片完成湿度比较测量作为默认，自动校准在HMS535C+中是打开的。在这种模式下，如果露点或温度 改变明显，通常超过10°C,校准自动发生。当然，如果环境条件没 有变化，校准就会在上次发生一个小时后周期性进行。三、CEMS设备的维护及技术管理1. 校准程序正常情况下气体分析仪应处于测量状态下，通过NDIR红外法检 测烟气中SO2和NOX的浓度。但气体分析仪也需要定期的校准。系统 校准分成两部分即零点校准和量程校准：零点校准（零标）：零点理论上不需要外部干预，当分析仪进入零点气（即空气）校准时，采样泵抽取的是环境空气，但是现实环境空气并不纯净所以我们用完全不含某种组分的气体氮气来进行零标。量程校准（跨标）：在进行量程校准时，操作人员要进行如下操作： （1）先在仪器屏幕上选择量程校准菜单，（2）再缓慢打开标准气瓶 上的减压阀，并观察流量计的指示，调整减压阀，使通入量程气流量 在 1 升/分钟；（3）如果分析仪读数稳定后的数值与气瓶标定读数误 差超过 10%，应启动分析仪的校准功能，消除量程漂移；（4）关闭气 瓶减压阀。注意：操作气瓶减压阀时应使输出压力小于0.02Mpa，应避免输出压 力过大，防止对预处理装置和分析仪造成损害。标准气体应定期更换，确保标气在生产有效期内，同时标气在采购过 程中一定要张贴生产厂家的合格证，注明日期、标气组份含量等参数。2. 维护与保养a）取样探头：设置自动反吹扫，防止滤网堵塞。每三个月检查 一次探头过滤器，如滤芯严重堵塞或裂缝请及时清洗或更换。严禁在 不安装探头过滤器的情况下使用取样探头。否则将会导致探头及采样 管线的严重堵塞，那时的清洗工作会非常困难；严禁在不关断探头加 热电源的情况下更换滤芯，以免造成对人体的伤害。b）采样管线：通常为免维护，要注意不要使重物体压在管线上， 或人员踩踏，以避免内部取样管与加热带精密接触而造成取样管损 坏，若取样管损坏，将难以修复，当系统在意外的情况下出现取样管 堵塞时，建议采用人工的方法对其清洗疏通，同时应保护人身安全及 系统设备。如果，烟尘较多应缩短管线清洗的周期。c) 气体制冷器：气体冷凝器维护量很小，每三个月更换一次安 装在致冷器下端的蠕动泵泵管。如果观察到在致冷腔有粉尘物时，可 采用人工用水清洗的方法进行处理。d) 采样泵：当采样气体流量降低时，应检查取样泵膜片。如需 要请予以清洗或更换。一般每三个月年检查并更换一次泵膜。e) 保护过滤器：当有水汽或粉尘物通过保护过滤器时，过滤器 中的滤芯会阻挡它们。如果保护过滤器滤芯变色较快，应对过滤器前 级气路进行检查。原因可能是探头过滤器失效，致冷器工作失常所致。 一般每三个月更换一次过滤器滤芯。f) 气体分析仪器：一般无需日常维护，每7 天可用量程气校准一次仪器，为确保主要分析仪器安全，定期检查冷凝系统工作情况， 防止气室进水。g) 烟尘仪：每半月擦拭一次镜片，大小修期间进行零点检查调整。h) 在就地设备检修时，首先要切除设备工作电源，断开PLC端子进线，做好绝缘处理，主要为防止检修中可能发生短路、接地现象 损坏设备、PLC卡件或通道。3. CEMS后台管理a)CEMS 后台作为数据处理交换的管理中心，在脱硫系统运行过程中，必须保证运行正常。控制后台在每次环保部门比对监测时会 随机检查，所以内部参数必须与验收时一致，在日常管理中后台登陆 有两级密码保护，防止人员随意修改其参数和设置，另外控制后台要 保证工作电源可靠，如果电源中断则数据采集仪无数据上传。四、CEMS参数的显示与计算大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度(ppm)。而按我国规定，特别是环保部门，则要求气体浓度以质量浓度的单位(mg/m3 )表示，我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位 (mg/m3) 表示。使用质量浓度单位作为空气污染物浓度的表示方法，可以方便计 算出污染物的真正量。但质量浓度与检测气体的温度、压力环境条件 有关，其数值会随着温度、气压等环境条件的变化而不同，实际测量 时就需要同时测定气体的温度和大气压力。而使用体积浓度表示，就 不会出现这个问题。所以分析仪表使用都是体积浓度ppm。换算关系 式如下：质量浓度（mg/m3）二物质分子量（M） /22.4（标准状态下气体的摩尔 体积）*体积浓度（ppm）如：SO2 分子量为 64，所以 lppm 的 S02=64/22.4=2.86 mg/m3。NO 分子量为 30，所以 lppm 的 SO2=30/22.4=1.34 mg/m3。NO2 分子量为 46，所以 1ppm 的 SO2=46/22.4=2.05 mg/m3。其中：22.4m3是由啊伏加德罗定律得来，在相同压力和温度下，1Kmol 的各种气体占有相同的容积均为22. 4m3。五、待完善的后续工作l. 烟尘仪无法校准，使用周期较长，数据测量不是很准，后续 考虑检修或更换新烟尘仪。2. CEMS 系统维护需要备件较多，像采样泵、蠕动泵、聚四氟 乙烯管、采样管、热交换管、温控仪等费用较低，都应储备 一定库存。蔡飞 2011-1-1