浅析TH―890烟气排放连续监测仪应用与维护

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摘 要：随着国家对企业污染物排放的严格控制，用于监测污染物排放浓度及排放总量的烟气监测设备层出不穷，根据现场维护运行经验针对th-890 CEMS的应用维护进行分析。

关键词：CEMS 固定污染物颗粒 氮氧化物 SO

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（a）-0091-02

“十二五”期间我国将加大节能减排力度，电力行业成为节能减排的主战场，火电厂烟气污染物排放受到严格的控制。过去的几年中全国各大火电厂投入了巨大的人力物力来降低烟气污染物排放。为了能对污染源大气污染物排放浓度及排放总量进行连续检测，给各级环保部门监督检测污染物排放浓度及排放总量提供科学依据，烟气连续排放监测系统（CEMS）被广泛的应用于各火电厂及冶金化工等行业。

1 TH-890 CEMS的组成

TH-890 CEMS分别由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。

（1）气态污染物监测子系统：主要用于监测气态污染物SO2、NOX等的浓度和排放总量。

（2）颗粒物监测子系统：主要用来监测烟尘的浓度和排放总量。

（3）烟气参数监测子系统：主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量、烟气湿度等，用于排放总量的积算和相关浓度的折算。

（4）数据采集处理与通讯子系统：由数据采集器和上位机构成，实时采集各项参数，生成各浓度值及折算浓度，生成日、月、年的累积排放量报表。

2 TH-890 CEMS的原理及日常维护故障分析

TH-890 CEMS是将烟气通过加热采样器进行过滤后经过气体制冷器除去样气中水分，抽至气体分析仪测定室后利用分散红外技术测量烟气中的SO2、NOX、O2浓度，并使用烟尘测量仪来对固定污染源颗粒污染物的浓度在线连续测量。

2.1 气体分析仪

气体分析仪的测量是依据不同的原子构成的分子在红外线波长区域吸收光谱，且其吸收强度遵循Lambert-Beer定律的原理，计算出相应的SO2、NOX、O2浓度。

2.1.1 气体分析仪的常见的故障分析

由于进入分析仪测定室的样气要求洁净干燥，所以必须对样气进行过滤并除去样气中所含水蒸气。维护过程中要定期更换分析仪前端的过滤膜，防止水分或灰尘进入。并且要求在2～3个月，定期对分析仪作一次校准。还要定期对测定室进行清理，如果内进入灰尘或水滴，都会污损测定室的内部，结果会漂移。

赤峰热电厂2台135 MW循环硫化机组采用的是炉膛喷钙的干法脱硫方式，所使用的烟气排放连续监测仪即为TH-890 CEMS，由于电厂位于高寒地区冬季气温很低，烟气含水量大因此经常造成分析仪测定室污损及排水管冻结的现象，鉴于该原因维护人员增加清理测定室频次并给排水管路加装伴热带以降低设备故障率，但由于清洗测定室后需要在干燥洁净的空气下放置24 h才能达到最佳效果，因此，如果频繁清洗在一定程度上会降低了设备投入率。

运行过程中的常见故障及处理方法有：

（1）故障现象：锅炉在正常运行工况下，分析仪上的SO2与NOX浓度减小，O2浓度接近21%，采样流量降低。

故障原因：采样泵故障、采样头堵塞、气路漏气。

处理办法：首先检查采样泵工作是否正常，然后检查采样头是否堵塞或者气路存在漏气等现象。

（2）故障现象：在正常运行工况下，分析仪上的SO2与NOX浓度偏高不正常，O2浓度接近21%，通入空气分析仪上的SO2与NOX零点浓度几乎不变。

故障的原因：说明分析仪测定室已有水蒸气或灰尘杂物进入测定室，

处理方法：应立即检查清理测定室。

分析仪测定室结构如图1所示。

2.1.2 气体分析仪的标定

气体分析仪需定期（一周一次左右）进行标定，以保证各测量值的准确（见表1）。

2.2 采样加热器

采样加热器安装在烟道或烟囱上，其作用是对烟道中抽取的样气进行加热并对该样气进行第一级过滤，所以以下日常维护工作非常重要。每运转5～6个月，更换采样加热器内的陶瓷过滤芯，每运转12个月，检查清理伸入烟道或烟囱内的采样不锈钢管，防止烟气中泥浆沉积在采样管中，影响采气。每运转6个月，清洁采样气管。

2.2.1 采样加热器的常见的故障分析

（1）采样加热温低报警。

可能有以下几种原因引起应根据具体情况进行检查处理。

①温控仪损坏（常见现象是：温控仪上加热温度不显示）。

②铂电阻损坏。

③温低开关损坏。

④固态继电器损坏。

⑤加热220v电源跳闸。

（2）采样管或采样气管堵塞，解决的办法有。

①更换过滤芯。

②吹扫采样气管和采样管。

（3）除此之外在日常的巡视过程中应加强对抽气泵、空压机以及系统气密性的检查，从而保证抽气管路畅通。例如赤峰热电厂使用TH-890 CEMS的使用过程中常出现泥浆、杂物、以及冬季结冰导致采样头堵塞的现象。

2.3 气体制冷器的原理与维护

气体制冷器由压缩机和防腐蚀热交换机组成，是对进入分析仪的采样气体制冷，达到除去采样气体中水分的功能，经过冷却后凝结的水经过蠕动泵排出。

在日常维护检修过程中出现显示数值不稳定且闪烁，可能由于系统干扰，应检查接地线是否接触不良。

3 烟尘测量仪

烟尘测量仪是基于烟尘粒子的背向散射原理对固定污染物颗粒进行连续测量的，激光器发出的670 nm束以一个微小的角度射入排放源，激光束与烟尘粒子作用产生散射光，背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。

3.1 烟尘测量仪的日常维护及常见的故障分析

定期清洁烟尘镜头与风机中的过滤器。正常情况下，每季度检查一次型烟尘测量仪，如经首次检查发现仪器环境恶劣，不能满足要求，需经常更换空气过滤器，则需要改变常规的维护时间，根据实际情况而定。在正常维护时，仅仅光学窗口需要清洁，清洁液为50%的酒精和蒸溜水的溶液，酒精要用化字纯级的，注意不要用含有油的酒精，用含有油分的酒精溶液清洁光学窗口时，当酒精挥发掉时仍有残留的油分。当光学窗口表面被烟尘弄脏时，必须进行清洁，否则会影响测量结果的准确性。清洁系统有一个空气过滤器，保证灰尘不进入光学头。空气过滤器要定期更换，一般每2～6个月可更换一次，要经常检查过滤器的工作状态，保证足够的清洁气。另外，要注意清洁过滤器的摆放位置，保证不让雨水等通过过滤器时入风机及仪器内。

运行过程中的常见故障及处理方法有：

（1）正常情况下，烟尘信号为零小于1 V，信号零点漂移，可调整调零，抬高零点。

（2）可能烟尘镜头已污染，清洁镜头与风机过滤芯；

（3）烟尘电源没有供给，检查电源。

以赤峰热电厂所使用的TH-890烟气排放连续监测仪为例，经调取赤峰热电厂2台135 MW循环流化床机组烟尘浓度曲线发现，烟尘浓度值波动剧烈，由于 #2炉除尘系统采用电袋复合型除尘器其烟尘浓度值波动稍缓，除去由于锅炉工况（例如锅炉受热面吹灰、受热面泄露等情况）的原因，经多次观察发现增加光学窗口的清洁频次将大大缓解此种现象。

4 结论

随着国家更加严格污染物排放标准以及脱销的具体规定的出台，烟气连续排放监测仪器的技术需要不断更新进步，需要更多有实际使用维护经验的人提出好的建议想法，以促进烟气连续排放监测仪器的不断更新进步，从而为环保部门提高更加准确有力的数据对污染物排放进行监测。虽然通过我们长期生产运行的实践让我们对TH890烟气排放连续监测仪的性能及在实际生产过程中的表现和优缺点有了一定的认识，但是现在摆在我们面前的是什么样的烟气排放连续监测仪的测量精度能够适应国家在烟气排放标准日趋严格的要求？如何使烟气排放连续监测仪适应高含水量烟气？如何保证进入气体分析的样气室清洁？如何进一步改进排水系统、伴热系统？等方面的问题。

参考文献

[1] 李树珉，刘斌，孙长库，等.烟气排放连续监测系统研究进展[J].激光与光电子学进展，2009（6）.

[2] 杨辉静，张来华，陈冬，等.变频器常见故障分析[J].现代商贸工业，2009（22）.