脱硫CEMS（共3篇）
脱硫CEMS 篇1
CEMS是Continuous Emissions Monitoring Systems的英文缩写, 意即污染源排放连续监测系统, 污染物主要包括SO2、NOX、颗粒物以及HCL等。连续测定颗粒物和/或气态污染物浓度和排放率所需要的全部设备, 一般由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系。
烟气中的颗粒物大量排入大气, 造成空气污浊, 使人的可视范围变窄, 不但影响景观效果, 而且对人的心情影响较为严重, 甚至使交通事故增加。粒径小于等于10um的颗粒物为可吸入颗粒物, 吸入人体后会导致喘息性支气管炎、慢性气管炎、肺功能下降等疾病, 严重危害人体的健康。大气环境污染直接关系到生态环境的总体面貌和人民群众的身体健康, 已到了非整治不可的地步。所以, 必须严格控制排放烟气中的颗粒物和SO2、NOX的含量, 保护空气质量。
CEMS的作用:监测并提高污染物治理设施的工作效率, 针对环保部门的监测需求, 在线监测污染物的排放浓度和排放总量。
下面就从四方面谈谈作者在现场维护时总结的方法和实际经验。
1 定期检查的项目
1.1 取样探头:
根据实践情况, 建议每六个月对探头过滤器进行一次检查。通常情况下通过压缩空气对其进行吹扫清洗 (滤芯内侧) 。如果滤芯堵塞或裂缝比较严重, 在这种情况下, 需要进行及时的更换。
1.2 采样管线:
通常情况下, 为了避免维护, 在管线上不要覆压较重的物体, 或者人员的踩踏, 进而在一定程度上避免内部取样管与加热带精密接触, 进一步损坏取样管, 如果取样管出现损坏, 并且修复存在一定难度时, 必须进行更换。
1.3 气体冷凝器:
对于气体冷凝器来说, 由于维护量比较小, 对于安装在致冷器下端的蠕动泵泵管每六个月更换一次。在致冷腔上, 如果观察到有粉尘物, 通过人工用水进行清洗。
1.4 取样泵:
当降低采样气体流量时, 需要对调节针阀 (RV1) 和取样泵膜片进行检查。必要的情况下进行清洗或更换。
1.5 保护过滤器:
当过滤器有水汽或粉尘物通过时, 通常情况下保护过滤器中的滤纸发生变色。这时需要更换滤芯。如果保护过滤器滤芯变色较快, 这时需要检查过滤器前级气路。
1.6 电磁阀:
气路预处理中电磁阀Y2, 用于零点校准切换。Y1用于量程气切换, Y3 (净烟气) 用于流路切换。
1.7 气体分析仪器U23:
一般无需日常维护, 每六个月可用量程气校准一次仪器。U23必须设置为自动校准, 非专业人员请不要操作U23的内部设定参数。
1.8 测尘仪:
在正常维护时, 仅仅光学窗口需要清洁, 清洁液为50%的酒精和蒸馏水的溶液, 酒精要用化学纯级的注意不要用含有油的酒精。
2 现场常见故障及处理方法
2.1 流量低:
通常情况下, 主要原因是:探头过滤器堵塞, 泵工作不正常, 在这种情况下, 需要对二者进行检查。必要的情况下, 需要检查系统的气密性。
2.2 保护过滤器积尘多:
造成积尘较多的主要原因是:探头过滤器出现损坏, 这时需要对其进行检查清洗或更换。
2.3 保护过滤器变色:
探头加热及取样管加热是否正常及压缩机冷凝器、蠕动泵工作是否正常。
2.4 致冷器后管路有水汽:
应检查致冷器及蠕动泵, 尤其要检查蠕动泵泵管, 如泵管不在正常位置时应及时调整。
3 颗粒物CEMS的干扰
若颗粒物CEMS安装在湿法脱硫设施下游或者在颗粒物CEMS的测量点上, 烟气夹带水滴或可冷凝的盐, 干扰可能发生。若不采取必要的预防措施, 冷凝水滴或冷凝酸液滴将影响颗粒物CEMS的测量。现场采用抽取并加热烟气的方式测量, 应确保:在样气传输中, 没有任何新的颗粒物或颗粒物沉积发生;在样品流量测量设备内无冷凝累积。
4 现场实例
某电厂的#3机组脱硫采用湿式脱硫法, 在机组负荷变化不大的情况下, 烟气监测中存在测量波动大问题。为了查找原因, 先从现场设备排查, 检查探头是否堵塞, 拆下探头后, 发现设备法兰固定处有少量的冷凝水流出, 查看此处的测量参数, 发现净烟气温度45℃, 净烟气湿度15%, 看来, 在温度偏低的情况下, 湿度偏大。清理探头, 为了防止水倒流入探头, 影响测量准确度, 把探头安装角度稍微向下倾斜5度, 保证水不会滞留在探头处。再次检查全程气密性、反吹、标定后, 发现问题基本解决。但是还有小量的偏差, 继续查找原因, 发现电缆的敷设长度略大于70米 (厂家规定不超过70米) , 在一个CEMS间, 要同时兼顾原烟气和净烟气, 按理论上的设计是够的, 但现场的电缆桥架布置往往不是那么理想, 要根据现场的实际情况布置。所以, 依作者在别的电厂考察的情况看, 也同样存在这种现象。拿出解决的方案是:把原烟气和净烟气分开布置, 净烟气布置在烟囱的下面, 测点设计在烟囱的40米平台, 这样就远远低于70米的限度, 而且距离越近, 测量越准, 管路越不容易堵塞。大大缩短了设备的维护周期。我看这种方案很实用, 应该推广, 而且最好在设计时就考虑进去, 不需要再次改造, 从而大大降低建设的成本。
参考文献
[1]袁宏伟.脱硫系统PH值及脱硫率偏低的原因分析及处理[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) , 2009 (06) .
[2]姜森, 古景光, 张丹.国内首台2×300MW机组锅炉同步上脱硫、脱硝、“烟塔合一”锅炉系统设计特点[J].价值工程, 2010 (36) .
[3]王勇.谈火力发电厂烟气连续监测系统[J].大众科技, 2013 (09) .
脱硫CEMS 篇2
CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写, 是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置, 被称为"烟气自动监控系统", 亦称"烟气排放连续监测系统"或"烟气在线监测系统"。宿州电厂是2*630MW燃煤机组, 采用石灰石-石膏湿法脱硫, 脱硫烟气在线监测系统采用北京雪迪龙公司的SCS-900型系统, 测量采用直接抽取法。
1 脱硫CEMS系统组成及测量原理
脱硫CEMS采用雪迪龙公司的SCS-900烟气连续监测系统主要由烟气成分分析系统、颗粒物监测系统、烟气流量监测系统及数据采集与通讯四部分组成。如图1
1.1 烟气成分分析系统
主要用于监测烟气中SO2, NOX, CO以及O2的分析仪表) , 采样方法采用直接抽取加热法, 分析仪表选用德国西门子多组分红外分析仪ULTTRAMAT23。其中气态污染物SO2, NOX, CO测量原理:NRIR不分光红外法。红外气体光谱测量方法是以非分散性IR辐射的吸收为基础的。测量相关波段红外线的衰减幅度即可测量相应气体的浓度。O2测量原理:电化学法。氧含量测量是根据一个燃料池的工作原理来工作的。氧气在阴极与电解液的分界面被转换成电流, 并且所产生的电流与氧气的浓度成正比。
1.2 颗粒物监测系统
采用德国SICK的FW300系列粉尘仪, 应用光透射的测量原理;用一个发光二极管 (测量距离小于2米时) 或用一个激光二极管 (测量距离最大可到15米) 作为光源, 光线在可见光的范围 (波长大约为650nm) , 光线发射到反射器上并经反射器反射回到接收器, 光线两次通过含有烟尘的烟道, 衰减后的光线信号被检测器接收 (光电二极管) , 信号经放大后传送到微处理器上进行处理, 微处理器是测量、控制和分析系统的主要部件。如图2
1.3 烟气流量分析系统
包括烟气流量、烟气压力和温度检测。流量测量采用皮托管差压测量原理, 测量时将皮托管流速计探头插入管路中, 并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致, 全压探头测孔正面应对来流, 检测流体总压, 并将其传递给差压变送器;同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器, 变送器读取总静压差值并将其转换成相应的电流信号 (4~20m A) 可传送给显示仪表。温度采用一体化温度变送器测量, 压力采用西门子扩散硅微压变送器。
1.4 采集、处理和控制系统 (PAS-DAS)
PAS-DAS烟气连续监测系统软件是SDL根据国家环保标准, 并针对本公司的CEMS烟气连续监测系统的硬件开发的用于烟气连续监测的数据采集和数据处理软件, 可实时显示整套烟气监测系统的各项污染物参数的数值和整套系统的运行状况, 直观看出烟气SCS-900烟气连续监测系统 (烟气分析仪) 使用说明书的排放污染物浓度, 并且根据有关标准和方法, 对数据进行筛选计算和统计, 按照环保报表的格式自动生成日报表、月报表及年报表。
2 脱硫CEMS常见故障及处理方法
2.1 分析仪显示SO2、NOX数值偏低, O2显示偏高
分析仪预处理系统有漏气, 检查漏点处理。可能原因是采样管路、连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管等密封不严, 可将所有接头螺帽拧紧;将针阀顺时针旋到底 (关死旁路) , 堵死截止阀上端的进气口, 如果浮子流量计小球到最低, 且仪表出现报警说明柜内各装置密封良好, 则对采样系统进行漏点检查, 若流量计有读数测对分析柜内系统进行检查。
2.2 分析仪流量计读数显式过低
正常情况下流量计读数显示在1.0-1.2ml之间, 调整旁路针型阀读数指示能否正常, 若读数低, 检查取样泵是否工作常, 分析柜内管路、滤芯及采样探杆、探头滤芯是否堵塞。
2.3 SO2读数自动吹扫后显示过低或过高, 经过十几分钟左右恢复正常。
(1) 通常U23分析仪表出厂设置自动吹扫周期为6小时, 吹扫时间为360S。采样探头加热温度在140°C左右, 探杆长度1.5米, 正常测量过程中, 探杆在烟道的位置, 探杆中的水以液态形式存在, 与SO2反应消耗一部分, 吹扫过程中将探杆中的水分吹走, 使得SO2显示偏高, 经过十几分钟后水分重新聚集在探杆内, 读数逐渐恢复正常。建议将探杆探头改为带加热装置, 阻止探杆中的水分与SO2反应。
(2) 自动吹扫过程中, 如果吹扫用的压缩空气带有水、油等杂志, 吹扫完毕, 加热管线温度还立刻恢复的设定温度 (出厂设定在140°C) , 采用管线中压缩空气中的水以液态形式存在, 与SO2反应造成读数偏低。带伴热管线温度升高水变为气态不再与SO2反应, 读数显示正常。处理方法, 将压缩空气气源改造, 气源从脱硫压缩空气出口改为主厂房压缩空气母管处引入, 并在脱硫CEMS吹扫用气中加装一套空气净化装置, 保证气源品质合格。
2.4 分析柜故障指示灯亮, PAS-DAS系统中显示故障报警
(1) 气体分析仪发故障报警导致分析柜故障灯亮。分析仪故障时, 液晶屏右缘显示“F” (故障) , 故障信息会被记录在日志中, 在输入模式中用菜单路径“分析仪状态-状态-日志/故障”可调用故障信息。根据提示的信息选择响应的处理程序。表1为常见故障信息、故障的起因以及故障排除措施的总结表。
(2) 制冷机故障导致分析柜故障灯亮。正常情况下制冷剂工作温度在2°C-5°C之间, 当温度过高或过低时, 预热管线除水系统不能正常工作, 管路中的水分与烟气反应行程酸性液体, 对分析仪造成损害。建议检查制冷剂电源接线是否松动, 制冷机设备是否损坏。
(3) 伴热管线加热温度偏差大或者采样探头导致分析柜故障灯亮。出厂时设定伴热管线及探头加热温度在140°C左右, 超出范围故障报警;建议检查探管线伴热及探头加热空开电源是否正常, 检查探管线伴热热电阻探头是否在伴热管线内接触正常。
2.5 粉尘仪测点偏大, 参数波动
有可能静头脏污或光点偏移造成。处理方法:镜头污染可用清洁的纸巾或者软布清洁镜头, 粉尘仪风机滤芯用压缩空气吹扫干净;光源偏移, 可重新调整发射端的法兰盘螺丝, 使得光点位置在接收端法兰处中心。
2.6 分析仪有数据DAS系统数据无法显示
有可能数据线松动或电脑死机造成。处理方法:将信号线接好, 重启电脑, 若仍没有数据显示, 联系厂家处理。
3 提高脱硫CEMS系统可靠性和准确性的日常维护和管理办法
烟气在线系统的维护应以故障预防为主, 故障检修为辅。在实际的烟气在线系统维护中, 定期校验和定期检查最为重要, 力求将故障杜绝在萌芽状态。
3.1 定期对脱硫CEMS系统校验并完善设备故障记录。
每月对脱硫CEMS系统的原烟气、静烟气分析仪及粉尘仪进行校验, 按照环保局要求的格式, 详细填写校验报告, 包括:设备型号、工作原理、校验前后的参数变化、校验日期, 最后由负责人签字, 使校验报告完整规范。对当天发生过的缺陷, 填写《烟气自动监测设备维修记录表》, 记录中包含有缺陷发生的时间、现象、详细的处理过程。
3.2 定期对CEMS设备巡检维护
(1) 每天巡检事项:检查脱硫CEMS系统电脑、环保局信号数采集仪数据传一致, 传输正常, DAS系统电脑当日报表数据正常;检查分析仪表显示是否正常, 处于检测状态, 无故障报警;检查分析仪表流量计指示在1.2ml左右;检查设备开关全部送电, 取样管路伴热及一次元件正常加热;检查蠕动泵、取样泵工作正常, 排水桶积水未超过2/3, 过滤器滤芯颜色正常无污染;检查标气是否处于有效期内, 室内温湿度是否正常。
(2) 每半个月定期检查事项:检查分析仪内SO2、NOX诊断值, O2电压值是否正常;检查粉尘仪风机工作是否正常, 清洁风机滤芯、粉尘仪镜头, 检查粉尘仪光点是否偏移;检查风量一次元件是否堵塞, 检查反吹管路、电磁阀是否正常工作。
(3) 停机期间定期检查事项:对分析仪进行返厂检查, 以检查分析仪红外线反应室是否受污染能否正常工作;对DAS系统程序和数据进行备份, 严防数据丢失。
4 结束语
烟气在线系统对电厂的环保工作有着极为重要的意思, 通过运行当中的及时消缺和故障处理, 以及日常校验和定期检查, 必将大大提高脱硫环保数据传输的稳定。
摘要：文章以华电安徽宿州电厂为例, 介绍了脱硫CEMS的系统的主要组成部分, 以及其常见故常处理方法, 并提出了一系列日常管理方法, 以减少脱硫CEMS系统的故障率。
关键词：脱硫CEMS,常见故障,管理办法
参考文献
[1]HJT_212-2005_污染源在线自动监控 (监测) 系统数据传输标准[S].
[2]雪迪龙公司培训讲义[J].
[3]陈启福.王摊电厂脱硫CEMS常见故障分析及提高可靠性对策[J].化学工程与装备, 2011 (10) .
脱硫CEMS 篇3
关键词：燃煤电厂,超低排放,湿法烟气脱硫系统
烟气连续监测CEMS系统由颗粒物监测单元和气态污染物监测单元、烟气参数监测单元、数据采集与处理单元组成。CEMS系统测量烟气中烟尘浓度、气态污染物度,烟气参数(温度、压力、流速或流量、湿度、含氧量或二氧化碳浓度等),同时计算烟气中污染物排放量,通过CEMS数据采集系统显示和打印各种参数、图表,并通过数据、图文等方式传输至管理部门。
燃煤电厂超低排放湿法烟气脱硫系统CEMS系统包括脱硫装置入口和出口,脱硫装置入口一般监测SO2、O2、温度、压力、流量、烟尘等;脱硫装置出口监测烟气SO2、O2、NOx、温度、压力、流量、烟尘、湿度等。
烟气采样方法有直接抽取法、稀释抽取法和直接测量法。目前CEMS系统多采取直接抽取法。
SO2分析常用的分析方法有:非分散红外吸收法、紫外吸收法、稀释紫外荧光法、电导法、恒电位电解法等。非分散红外吸收法是以对非分散性IR辐射的吸收为基础的。测量相关波段红外线的衰减幅度即可测量相应气体的浓度。紫外吸收法通过SO2对紫外特征光谱的吸收原理进行测定。稀释紫外荧光法是采取稀释抽取+紫外荧光法。
氮氧化物NOx的分析方法主要有:非分散性红外吸收法(NDIR法)、恒电位电解法和稀释-化学发光法等。非分散性红外吸收法用选择性监测器测定NO,利用5.3μm波长的红外线吸收量的变化量,求出NO浓度。对于NO2,则要用还原式变换器还原成NO在测定。紫外吸收法是以光电变换形式测定NO或NO2对紫外线吸收量的变化量,求出NO或NO2浓度。非分光红吸收收法缺点是灵敏度较底,但其适用于NO较高浓度检测,但是若需要测量NO2时要增加钼转化器。紫外吸收法可以同时分别检测NO和NO2,从而得到NO2总量。
检测O2大多采用电化学氧化锆法或热磁法测量烟气中O2,也有采用电化学原电池法测量O2,氧化锆法分为直插式和抽出式,直插式是氧化锆探头直接插入烟道,测量的是湿烟气中的湿氧,抽出式通常是在烟气干燥、净化后进行干氧测量,也可以交替测量湿烟气中的湿氧。氧气传感器是根据一个燃料池的工作原理来工作的。氧气在阴极与电解液的分界面被转换成电流,并且所产生的电流与氧气的浓度成正比。
CEMS系统气态污染物的测试量程应设置双量程或多量程,低量程范围一般在相应污染物排放限值的1.5~2倍,高量程范围一般为原烟气的1.5~2倍,污染源正常排放时使用低量程,污染物排放浓度超过低量程上限值时仪器自动切换成高量程。
单从CEMS系统选型来说,可以选用离散式单组分分析仪,也可以选用多组分分析仪(最多可以选用四组分分析仪)或者模块化多组分分析仪。考虑到CEMS的成本等因素,目前国内电厂的主流选型一般是选用多组分分析仪。多组分分析仪的优点是,当系统出现故障时,只需处理单台分析仪,而不需要应对多台不同的分析仪,也不需要准备多套备品备件。缺点是一旦这台分析仪故障,所有组分的分析将中止,会导致整套CEMS不可用。
对于烟尘测量,目前采取的方法是抽取法,它从排放的烟气中抽取一定量的气尘浓度。其产生的测量信号强弱取决于排放烟气中的粉尘浓度。散射光信号,散射的信号强度与烟尘浓度成正比,因此可以计算出烟道中的粉尘浓度。经过持续加热以及空气稀释后,在测量池内通过光学原理(前散射)测量粉前散射测量原理:发射光源穿过烟道,照射烟尘粒子,被照射的烟尘粒子将散射光信号,散射的信号强度与烟尘浓度成正比,因此可以计算出烟道中的粉尘浓度。目前基本采用的是进口品牌。
需要安装在烟道变径处,有的在烟道拐弯处,流量测量准确度不理想。根据环保部相关文件:对普遍存在的烟气流速(流量)测量不准等问题应按技术规范要求调整采样点位,不具备调整条件的,换装矩阵式流速仪等新型设备。目前在电厂的改造工程中,有一部分电厂已经在采用矩阵式流量计测量烟气流量。矩阵式流速仪是基于类孔板原理,测量装置直接安装在烟道上,烟气流量测量探头插入烟道,一般布置在距离烟道顶部500mm以下和烟道底部500mm以上区域。当烟气在烟道内部流动时,迎风面的取压管压力较高,其压力成为动压,背风侧的取压管由于不受气流冲击,其管内的压力相对较小,成为静压,动压和静压之差成为差压。差压的大小与烟气流速有关,烟气流速越块,差压值越大;反之,烟气流速越慢,差压值越小。根据差压值和流速有对应的函数关系,通过测量差压值准确地测量烟气流量。由于烟道截面面积比较大,烟道直管段较短,单个测点无法准确测量出烟气流量。故采取在烟道截面上布置多个测点的测量方式。目前,在30万机组和60万机组的烟气脱硫过程中,根据烟道的大小,一般布置32个测点、48个测点或者64个测点。这些测点一般采取分组测量差压值,把测点的正压侧相连在一起,负压侧的测点连在一起,采用差压变送器测得烟气流量。
CEMS系统应在就地设置CEMS小屋,小屋面积不小于3x3m2,高度不小于3m。内应有空调和冬季采暖设备,室内温度应保持在(10~30)℃,湿度应≤60%,空调应具有来电自动重启功能,站房内应安装排风扇。CEMS系统仪器设备的工作电源应有良好的接地措施,接地电缆应采用大于4mm2的独芯护套电缆,接地电阻小于4Ω,且不能和避雷接地线共用。
随着国家对环保监管的不断深入,监管手段也逐渐规范和成熟。目前,已经要求脱硫装置出口的CEMS需要联网当地的环保部门,从而使环保部门可以实时地监管电厂的排放情况。部分省份的电网已要求将脱硫装置出口CEMS信号传送到电网的监管网络,从而将电厂的脱硫运行补贴与脱硫装置是否正常运行关联在一起。随着科技的进步和人民生活水平的提高,人们对环保问题会更加关注,也将更加注重CEMS的可用性、可靠性等指标。
参考文献
[1]王森,张广文,蔡井刚.燃煤电厂湿法烟气脱硫废水“零排放”蒸发浓缩工艺应用综述[J].陕西电力,2014(8):94-98.