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基于200MW火力发电厂降低脱硫CEMS在线监测系统故障处理方法研究

牛超

晋控电力山西国电王坪发电有限公司,山西怀仁,038300

摘要: 近年来,随着国民经济的快速增长促使电力事业的迅猛发展,由燃煤所带来的大气污染问题日益严重, 为控制污染加剧,国家环保部门对燃煤电厂污染排放要求越来越高,大型火电厂必须安装脱硫设备,并规定火力发电锅炉必须符合《HJ/T 76-2007》要求的固定污染源排放,烟气连续监测CEMS系统,将实时、准确、可靠的数据传送环保部门,作为污染排放监控用。基于此,本文就CEMS维护中常见的一些故障处理方法进行总结,供大家参考。
关键词: 脱硫烟气;CEMS系统;故障处理
DOI:10.12721/ccn.2025.157022
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引言

脱硫CEMS在线监测系统是发电厂脱硫烟气分析系统的重要运行设备,主要分析锅炉排放烟气中的SO2、NOX、O2和颗粒物等重要参数,并24小时实时向环保部门传送。取样烟气由装在烟道上就地取样装置获得,经带电伴热的取样管路送到CEMS小间的烟气分析仪,各项参数的分析的结果经PLC控制器处理,通过光纤转换器的手段送到环保部门。分析系统如果任一环节出现故障必须在短时间内消除,如果不能及时处理,环保局会按脱硫系统停运处理,取消主机相应的脱硫电价,甚至征收排污费,并要求停机整顿。因此对CEMS的维护消缺也更加重要。

2023年5-8月存在影响#1CEMS在线监测系统故障次数进行了调查,并列表如下:

调查表一:

截图1741664519.png

结论:由图表可以看出取样装置故障、分析仪电源故障和分析仪过滤器堵塞是造成#1CEMS在线监测系统故障次高的主要原因。

针对取样装置故障、分析仪电源故障和分析仪过滤器堵塞我们进行了分析:

1、取样装置故障→取样管路堵塞→管路蒸气凝结积水→伴热带不热→伴热带长时间高温烧毁

2、分析仪电源故障→进线电源跳闸→供电方式单

3、分析仪过滤器堵塞→大量二氧化硫结晶附着在过滤器

1.1取样装置故障处理

为了保证采样器干燥,不堵塞,采样器具有恒温加热装置,加热温度通过温控仪或温控表一般控制在 120℃~150℃之间,当采样器温度超出 120℃ 150℃之间,将输出报警接点,使采样泵停止工作。可通过更换加热棒或温控仪得到处理。

图片1.png加装恒温仪

2.1分析仪电源故障处理

供电方式单一,我们采用双电源投切的供电 图片2.png

图片3.png

现场双电源实物图

2.2失电后无法及时发现,我们通过远传信号到DCS画面,DCS画面做声光报警。图片4.png

2.3电源进线跳闸导致失电,我们通过加装UPS装置保证供电不间断。图片5.png

图片6.png

3.1分析仪过滤器堵塞故障处理

二氧化硫具有附着性,会导致测量迟缓,最终导致过滤器堵塞。我们通过设备改造进行了故障处理,之前分析仪工作原理为冷干法。工作流程为,取样、冷凝、干燥,气体分析测量。

现在分析仪工作原理为稀释法。工作流程大致包含了稀释探头采样、测量、数据传输三个部分。稀释采样探头为气体分析仪提供样气,是固定污染源烟气排放连续监测系统的配套产品和必要组成部分之一。采用音速小孔原理,通过净化后的稀释气对抽引的样气进行稀释,同时探头配有加热,以防止样气的结露,通过选择不同的音速小孔,可以为分析装置提供不同稀释比的样气。稀释探头的过滤器模块中的烧结过滤器通过装置本身的反吹,能达到清洁的作用,烟气运输到达后,将其送入烟气预处理装置,使得烟气充分过滤、干燥后冷凝,并针对冷凝处理后烟气的腐蚀性残液进行收集,最后将于燥完成后的洁净烟气送往气体分析设备进行检测。

截图777777777.png之前分析仪

截图888888888.png现在分析仪

4 粉尘仪系统故障分析及处理对策

4.1烟尘发射端与接收端镜片沉积污垢

烟尘设备还配备了稀释风机和射流风机,稀释风机进行对测量池进行稀释,由于稀释风机露天放置,空气过滤芯长周期使用时,积灰严重,不及时清理也会造成烟尘仪镜片污垢沉积,进而影响发射端红外光的透射。以上问题均可采取实施定期工作清理污垢。

4.2 烟尘取样管路堵塞,导致数据测量不准确

烟尘取样管路配备了加热器,取样点位温度可达到300度,对烟尘起到干燥作用,测量池不具备加热功能,但如果取样管路畅通,温度可达到100度,反之管路堵塞,所以取样管路定期清理也是必要的。

2.3烟尘发射端与接收端对光偏移优化

浊度法测量的烟尘仪安装时需保证发射端观察到的闪烁红外线光点在观察孔圆心处,因烟道受热的变形及烟道流场振动等因素影响均会导致红外光点偏离圆心,进面影响烟尘的测量误差,可将烟尘仪安装支架加固并安装牢固,同时定期标定烟尘仪,避免该问题的发生。保证光心稳定对准,降低缺陷率。

5数据采集系统故障分析及处理

数据采集系统直接向网上发送数据,其工作的稳定性非常重要。数采仪主要有接受数据、储存数据、发送数据、三部分组成,这三部分都有相应的集成模块,模块外部有正常工作指示灯,进行判断是否异常,出现异常进行更换模块,数据采集系统曾存在数据发送不稳定、中断率较高的问题。通过在数据采集系统增加数据补发功能,当通讯中断时,工控机继续采集数据并进行自动存储,一旦通讯正常后,未发送的数据将补发出去。另一方面,因工控机故障导致数据丢失,通过增加数据采集冗余系统,当主工控机故障时,可利用冗余工控机的数据进行补发,同时定期分时段重启主从机,降低工控机死机的概率,防止数据丢失。

对#1CEMS在线监测系统2023年9月-12月运行情况与改造前2023年5月-8月的运行情况进行了比较。

#1脱硫CEMS在线监测系统的主要问题解决情况改造前后对比:

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综上所述,随着脱硫烟气连续在线多污染物监测技术的普遍应用,该技术已经逐渐成为了电厂采取脱硫措施进行排气控制的重要组成部分。同时也成为了环保管理部门对电厂等存在烟气污染的企业进行监督管理的重要手段之一。随着环保要求的不断提高。对烟气排放连续监测系统的新技术、新设备也将不断出现,对CEMS 的维护还需要不断学习,不断总结。

参考文献

[1]杨威,烟气在线监测系统(CEMS)在环境管理中的应用研究[D],大连理工大学,2013.

[2]常虹,烟气排放连续监测系统的分析与改进[D].华北电力大学,2011.

[3]吴涛,CEMS系统验收监测存在问题的探讨[J].环境科技,2010,(2).

-全文完-