提高脱硫CEMS烟气在线监测系统可靠性处理案例.doc

提高脱硫CEMS烟气监测系统可靠性处理案例（逯全阳 高峰）摘要：介绍CEMS烟气连续监测系统（CEMS）故障率高问题的处理方案及过程通过长期运行跟踪记录、以及历史曲线，对比分析，找出CEMS故障率高的问题所在，并在日常维护过程中通过故障处理以及缩短表计标定周期，基本解决了因CEMS系统故障造成脱硫效率异常次数过多的问题关键词：CEMS 故障分析 处理 1 概况1.1脱硫设备概况1.1.1我厂一期2×220MW机组脱硫于2006年底投产，采用石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气连续监测系统也正常投运，烟气连续检测系统使用的是南京瑞唐科技公司生产的RTST-9000CEMS系统，存在故障率高，维护量大，备品消耗量大等缺点，按照环保要求，于2009年12月已经进行全部更换为北京雪迪龙生产的scs-900C型烟气监测CEMS系统，测量采用完全直接抽取法1.1.2我厂二期2×300MW机组脱硫于2007年底投产，同样采用石灰石——石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气连续监测系统也正常投运，烟气连续检测系统使用的是北京雪迪龙生产的scs-900-1型CEMS系统，测量同样也采用完全直接抽取法CEMS烟气连续监测系统（CEMS）优选世界上成熟的先进技术主要用来连续监测烟气中烟尘、二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。

1.1.3脱硫CEMS烟气监测系统主要测量参数有：SO2、NOx、O2、粉尘浓度、流量、温度、压力等；其中SO2、NOx、O2通过红外线气体分析仪检测，粉尘浓度、流量、温度、压力等参数通过安装在现场平台的仪表检测这些参数经过信号处理传输至PLC.DAS(计算机数据处理系统)与PLC进行通讯（RS485）采集到环保要求的数据通过PAS.DAS软件对数据进行处理，以实现环保数据的存储、打印、统计、传输的功能脱硫CEMS烟气监测系统电源条件：AC 220V±10% 50Hz+5%，采样气体条件：压力0～98Kp，温度：0～500℃，流速：0～30m/sCEMS红外线气体分析仪样气采集及处理现场仪表及计算机显示采样箱及采样管温控器及制冷器温度压力流量湿度粉尘仪表RS485/232转换器西门子U23分析仪抽气泵及排水泵电磁阀及吹扫系统EM231232AI/AO模块计算机及DAS组态软件图1 CEMS系统结构示意框图1.2 脱硫仪表在现场长期运行存在故障率高现象统计：1、09年因CEMS系统电源系统故障造成故障7次/年2、09年因CEMS系统采样系统故障（电磁阀、采样管路、采样探头等原因）造成脱硫效率＜90﹪的情况累计为234小时/年。

3、因CEMS系统分析仪表故障（零点漂移、仪表偏差、标定不准）造成脱硫效率＜90﹪的情况累计为126小时/年4、因CEMS系统通讯故障（数据传输、上位机故障）造成脱硫效率＜90﹪的情况累计为167小时/年1.3 在我厂的09年运行维护中发现主要有以下不足需要改进1、测量SO2等可溶性气体时，必需采用加热采样管线，温度应该控制到110℃～130℃之间，否则容易造成采样管线结露，影响测量准确性；2、采样的样气流量较大，样气还需进行预处理，比如经过冷凝器，过滤器等；3、整个采样、预处理系统都必需采取防腐措施，采样管线用聚四氟乙烯，预处理用防腐的过滤器、冷凝器，连接用不锈钢接头；4、还要有管线程控反吹扫装置，不然管线、采样探头极容易堵赛，影响测量准确性2 故障率高的主要原因综合分析本节对CEMS烟气连续监测仪在我厂使用过程中可能产生的故障、原因及排除方法做出详细说明一种现象的背后往往会有多种原因我们要根据现场情况判断分析下面介绍我在我厂烟气分析系统所发现的常见故障及处理方法：2.1 烟气SO2分析仪表显示数值太小或不变（1）当现场锅炉工况是否偏底或停炉时，现场锅炉工况对出口SO2有很大影响，负荷高时燃煤量大，含硫份就大，负荷低时燃煤量少，含硫份就小，在负荷量变化大时，出口SO2变化幅度相应就大。

当然停炉时旁路挡板快开，入口SO2会变低，出口SO2也会相应变高这种情况下就应该检查运行工况，并进行必要的表计检查2）当采样气体流量偏低时，采样气体流量对SO2有很大影响，一般要求流量保持在0.8ml/min～1.2ml/min之间即可，流量太低就会造成进入气体分析仪的气量过小，使测量数据偏低一般为采样探头或管路堵赛，控制采样电磁阀堵赛，冷凝器堵赛或有冰冻现象发生这样的情况就应该调整采样气体流量在正常范围内3）当管路存在泄漏现象时，首先会从O2含量上可以直接表示出来，采样系统管路、各连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管等处任何密封不严都会造成O2含量数值偏高，SO2数值偏低出现这样的现象时要检查管路密封，否则将直接影响该机组的脱硫效率4）当数据突然变化时，为防止采样管线堵赛，系统必需具有定时管路反吹扫功能，所以管线程控反吹扫装置一定要可靠，有时反吹电磁阀关断不严密或吹扫刚完成采样时间及数据保持时间调整不好，抽取的气体含量往往浓度偏低（氧含量较高），数据过一会才能逐渐显示稳定这时就要重点检查反吹电磁阀严密性及重新调整反吹时间及数据保持时间了2.2 采样气体流量过高或过低（1）管路有漏气现象时，流量计显示会变高，仪表O2含量数值偏高，此时应检查采样管路密封，检查连接件接头等处有无漏气。

2）管路有堵塞现象时，流量计显示偏低且调整螺钉无效果，仪表SO2含量数值偏高，此时应检查采样管路密封或真空泵出力是否够；还应检查采样探头是否堵赛；另外还有过滤器、冷凝器、采样电磁阀和各接头是否堵赛；最后判断采样管路是否畅通当清理真空泵，更换采样探头、过滤器、冷凝器、采样电磁阀和各接头之后流量还达不到1.0ml/min时就可判定采样管路不畅通，因为长期抽取烟气管路内壁会越来越窄，造成气路堵赛我们一般用通水法疏通，把下面管线接头拆开，从采样测点处通入呈弱碱性的循环水，因为采样管线有电伴热通入水后会被迅速加热，热水会慢慢溶解管线内壁的SO2积垢，顺着下面管线出水，水量会逐渐变大，最后通入压缩空气吹干即可恢复管线畅通3）气体流量计也易堵赛，流量计出入口接头处容易堵赛，浮子小钢珠、玻璃管、上下弹簧容易被污染，这些都会影响流量此时清洗或更换新的流量计即可2.3 烟气测量数据偏差（1）烟气采样位置不当 当烟气采样位置安装不当时会对测量数据的准确性有很大的影响，要求是一、测点离烟道或管道壁距离不小于1米；二、测点应位于或靠近烟道的距心区域且安装在原烟气及净烟气交汇的中心线处；三、安装位置应设置在距最近的控制装置、产生污染物和污染物浓度或排放率可能发生变化部位下游不小于两倍直径。

离排气或控制装置上游不小于半倍直径，也就是说不能装在气流变化大的回流区或旋流区域，尤其是入口测点，入口SO2测量低直接影响效率相应降低2） 煤质影响 当燃煤煤质含硫分高时，测出SO2就相应大，我厂用义马煤时含硫分相应低，用小窑地方煤含硫量就偏高，一般用义马煤配地方煤，运行时由于配煤不均匀会出现入口SO2测量值波动比较大，此时运行人员如果调整不及时就会直接影响效率3）系统故障的影响 采样分析系统如果运行不稳定将直接影响脱硫效率，管线伴热要求保持一定温度持续加热，冷凝器冷凝温度要合适、排水通常，反吹保持时间控制合适，工控机运行可靠，采样管线通畅，探头反吹控制电磁阀可靠性等，都直接造成脱硫效率下降4）分析仪表误差的影响 分析仪表误差连续测量，对运行稳定性要求高，我们使用的西门子U23分析仪可以设定自动标定时间，一般设定为6小时自动标定一次，此外还要定期校验表计，用标气对各测量组分进行校验，以消除分析仪表的自身误差，我们一个月校验一次5）水分影响 样气含水量大也会对测量准确性造成影响，我厂在夏季和秋季样气含水量较大，冬春季烟气含水量较少，SO2极易溶于水，二氧化硫大约是1：40（1体积水能溶解40体积二氧化硫），而且，二氧化硫还能和水反应生成亚硫酸（SO2+H2O=H2SO3），如果入口样气含水量大，或管线伴热温度不够水汽在采样管路内凝结，或冷凝器排水不畅的话就会造成入口SO2显示偏低，也就影响了脱硫效率。

所以系统除湿情况是我们每天脱硫检查的重点6）负荷影响现场锅炉工况对出口SO2有很大影响，如果负荷高时燃煤量大，含硫份就大，反之负荷低时燃煤量少，含硫份就小，在负荷量变化大时，出口SO2变化幅度相应就大当然停炉时旁路挡板快开，入口SO2会变低，出口SO2也会相应变高，由于一期脱硫采用的是两炉一塔方式，当一台机组负荷变化较大时运行人员调整不当也会造成出口SO2突升，直接影响脱硫效率7）流量影响 采样气体流量对SO2有很大影响，流量太低就会造成进入气体分析仪的气量过小，使测量数据偏低，流量过大容易损坏分析仪，一般要求流量保持在0.8ml/min～1.2ml/min之间即可8）系统严密性影响 系统是否严密是测量准确的基础，如果样气管路存在泄漏现象会从分析仪O2含量表示出来，采样系统管路、各连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管、真空泵等处任何密封不严都会造成O2含量数值偏高，SO2数值偏低一般检查出口系统O2含量比入口一些，不能超出正常范围，正常5﹪～8﹪，如果超过8﹪就应检查各点的密封3 2010年1～9月脱硫异常事件分析3.1我们对4台机组异常小时数进行了统计：　1月2月3月4月5月6月7月8月9月合计#1机组310222240548#2机组360110300243#3机组163231090034#4机组1031000140191～9月统计故障小时统计表 从表中可以看出 按机组分：#1机组：48小时；#2机组：43小时；#3机组：34小时；#4机组：19小时。

1、2机组故障小时数最高3.2 2010年1～9月份出现的异常进行、分类、分析，从以下几方面重点入手3.2.1取样位置：通过就地测量孔位置的对比试验，确定合理的取样位置3.2.2取样管路：检查取样仪表管，确保仪表管及各接头不出现；漏气现象3.2.3分析仪表：采购SO2含量为100mg/l或200mg/l的标气对出口SO2进行标定，确保仪表在工作区域测量准确3.2.4CEMS上位机：主要是水位计与PLC、DCS之间通讯问题3.2.5干扰源：主要是电磁和静电对测量的干扰3.2 #1～#4机主要异常分析及处理结果：1、 #3机组脱硫效率数值跳变分析2010年01月19日16：40脱硫工控机显示脱硫效率指标从96%--1%频繁跳变，发现#3塔入口二氧化硫含量从-300mg/m3--2600mg/m3跳变联系热工检查就地CEMS测量显示正常原因分析：就地热工CEMS间数据显示正常，传输至工程师站不正常，分析可能为CEMS间至工程师站这一段传输电缆屏蔽性不好，受到外部磁场干扰，造成数据传输失真外部磁场干扰源如#3、4炉吸风机变频器、电除尘节电模式运行等）防范措施：1、信号电缆更换为屏蔽性较强电缆；2、查找干扰源，消除对其他信号传输电缆的影响；3、由于环保部门对企业的脱硫效率合格率要。