长电脱硫CEMS维护总结20120916

长电FGD系统气态污染物CEMS维护总结

许洪升

（浙能长兴发电有限公司，浙江，长兴，313100）

[摘 要]CEMS的重要性凸显。以热工仪表为传统维护对象的仪控专业作为CEMS维护主体,必须以环保和

化学仪表的角度转变维护思路，深入学习CEMS相关基本概念，保证气态污染物CEMS预处理品质，严格控制分析仪校准质量，提高分析仪的认识水平，最终提升系统的维护水平。

[关键词] 气态污染物CEMS 折算浓度 完整率 预处理 校准 相位调整 光路平衡

Gaseous Pollutants CEMS Maintenance Summary in Changxing Plant Flue Gas Desulfurization System

XU Hong Sheng ，

（Zhejiang Zheneng Changxing Power Generation Co.Ltd.,Changxing Zhejiang 313100，China ） Abstract: The importance of CEMS highlights。 As a CEMS maintenance main body,with thermal instrumentation for traditional maintenance objects，the instrument control specialty must take the environment protection and chemical instrument angle， change maintenance ideas, further study CEMS related basic concepts, ensure the gaseous pollutants CEMS pretreatment quality, strictly control analyzer calibration quality, improve the level of understanding and ultimately improve system maintenance level.

Keywords: gaseous pollutants CEMS，reduced concentration，intact rate ，pretreatment ，calibration，phase adjusting ，optical-circuit balance

1． 概述

长兴电厂4×300MW燃煤机组FGD工程采用一炉一塔的湿法脱硫方案，脱硫后湿烟气经除雾器除水及GGH加热后进入烟囱排放。为了实时监测脱硫效率及相关污染物排放浓度，#1FGD~#4FGD原、净烟气各设一套气态污染物CEMS子系统，其中原烟气气态污染物CEMS的监测参数为二氧化硫（SO2）浓度和氧量（O2），净烟气气态污染物CEMS与原烟气相比还增加了一氧化氮（NO）和一氧化碳(CO)排放浓度。除气态污染物CEMS外，净烟气侧还设有颗粒物CEMS（烟尘浓度）、烟气排放参数测量子系统（温度和湿度）和数据采集系统（上传环保监测平台），从而形成一套完整的CEMS系统。

随着节能减排工作的快速深入，环保已逐步要求按实时上传数据对火电厂征收相关烟气污染物的排污费，新的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）也于2012年1月1日起实施。电厂的环保责任要求和经济运行要求，将CEMS系统提升到一个突出的现实高度，因此对CEMS的监测可靠性和维护水平也提出了更高要求。

由于气态污染物CEMS分析仪原理复杂，系统环节较多、腐蚀性强、可维护性差，是当前提高CEMS整体管理水平的突出难点之一，这需要我们不断地学习、摸索、分析、总结来提高设备可用率，从而达到环保要求的系统完整率和准确性要求。 2． 深入理解CEMS相关基本概念

目前CEMS的维护主体是仪控专业（主要从事热工仪表的维护），而气态污染物CEMS仪表属于化学仪表范畴，执行标准又以环保行政部门发布为主，因此一些CEMS相关的基本概念需要仪控专业人员深入理解。

1） 折算浓度

用于脱硫效率计算的SO2浓度及环保考核的SO2、NOX浓度都是指干标状态下，并且折算到基准含氧量时的排放浓度。干标状态烟气指温度273.15K（0℃）、压力101325Pa下不含水汽的烟气，燃煤锅炉基准含氧量标准规定取6vol%。

目前使用的气态污染物CEMS仪表为ABB公司生产的AO系列分析仪，其输出信号已为干标状态下的烟气质量浓度，故只需进行氧量折算，折算公式如下：

C=C'X21%- OS21%- O'

3

Cˊ―实测排放质量浓度，mg/m

3

C―折算后排放质量浓度，mg/m

Oˊ―实测烟气体积百分比氧量，vol% Os―排放标准中确定的基准含氧量，vol%

当标准气体采用ppm单位时，需要转换至质量浓度，转换系数为分子量与气体摩尔体积之比。标准气体的温度、压力参数是否与标准状态一致也需关注，否则必须进行折算。

2） 分析仪校准与比对

用标准装置或标准物质对烟气CEMS进行零漂、满漂、线性误差和响应时间等的检测称校准。每周一次使用标准气体判定分析仪误差的方法属于校准工作。

比对指采用人工监测作为参比（标准）方法，验证污染物自动监测设备监测结果的准确性及有效性的监测行为。省级监测机构负责承担辖区内装机容量300MW以上火电厂污染源自动监测设备比对监测工作，周期为每季一次。

3） 有效数据与联网率完整率

有效数据指符合HJ/T75-2007标准的技术指标要求，经验收合格的CEMS在固定污染源排放烟气条件下CEMS正常工作所测得的数据。整点1h内不少于45min的有效数据的算术平均值为有效小时均值。1d内不少于锅炉、炉窑运行时间（按小时计）的75%的有效小时均值的算术平均值为有效日均值。1月内不少于锅炉、炉窑运行时间（按小时计）的75%的有效小时均值的算术平均值为有效月均值。有效均值的规定要求CEMS每季度有效数据捕集率应达到75%，因此应控制反吹频次和反吹时间，合理选择分析仪校准时间。

《浙江省污染源自动监测数据有效性审核实施细则（修订）》要求的联网率、完整率高于HJ/T75-2007标准的75%指标，均要求90%以上。联网率是一个月内数据采集系统在线的小时数（实际联网时间）与企业当月正常生产的小时数（应联网时间）之比。完整率为正常数据获取数与应获得数据数之比，应获得数据数为站位在正常情况下应得的监测数据个数，正常数据获取数为站位所有获得数据减去无效数据。 3． 保证预处理品质是分析仪正常工作的前提

预处理系统将脱硫烟道内烟气加热过滤取样、加热输送、冷凝去湿，为分析仪提供洁净的干样气。由于烟气存在一定的烟尘颗粒、水分，且采样过程包含冷热、气水（酸）状态转换，使整个采样管线易堵、易漏、易老化、易腐蚀，其缺陷频率大大高于分析仪。只有预处理系统的处理品提高了，才能给分析仪采样气室一个良好的工作环境。

1） 采样加热温度检查控制

参照《GB/T-16157-1996 固定污染源排气中颗粒物与气态污染物采样方法》表4“16种气态污染物所需加热的最低温度”，采样伴热管温控值要求二氧化硫大于120℃、氮氧化物大于140℃，但考虑到温度对气体成分转化的影响以及防止连接管的损坏，加热温度应不

超过160℃。因此，选择采样探头及样气输送电伴热管工作温度为150℃左右，运行中至少每周一次手摸采样探头加热温度正常，每天巡检时手摸样气输送电伴热管加热温度正常。

2） 预处理系统除湿品质控制

只有将样气中水分全部去除，避免管路积水，才能降低样气对分析仪气室的腐蚀程度，保证得到准确的烟气参数干标测量值。由于SO2易溶于水，管路积水、冷凝不佳、排水不畅时将使样气水分增加，易被认定为有偷排嫌疑。

如图1所示，绿色SO2趋势频繁出现下跌现象，此时预处理除湿异常，现场发现分析仪柜内样气管路已形成水滴或水柱，当SO2开始溶于水滴或水柱时，趋势下跌，当水滴或水柱被蠕动泵排出或溶解的SO2已经饱和，则趋势回升至正常值，形成一条条的“尾巴”状。图2所示为整改后的趋势，上部蓝色SO2曲线相当光滑，因为分析仪柜内样气管路水滴已消除。因此，除湿品质判别最简单的方法就是每天查看SO2趋势曲线，并且查看管路是否有明显凝水现象。

图1 除湿异常时SO2趋势

图2 除湿正常时SO2趋势

为减少样气含水量、避免积水，我们必须采取一系列技术措施。如：制冷器温控值要求不高于5℃。更换蠕动泵、更换冷凝器，特别是冷凝器前后样气管路已发生过积水现象时，必须要求清除积水、通标气校准后才能重新投运分析仪。电伴热管布管需保证一定的倾斜度，

防止凹处积水。分析仪柜内连接到一级冷凝器的气路管道也应有一定的倾斜度（宜45°以上，垂直最佳），使冷凝水单靠重力便能自流到冷腔内，电伴热管接口、采样电磁阀、空气校零三通阀、冷凝器、蠕动泵、蠕动泵排水管、集液罐应保证自上而下的安装高度差，最好安装在机柜同一侧面板上，且接头间管路长度不超过10cm。柜内气路连接管道在保证斜度、高度差的同时，应尽可能短，进入一级冷凝器前样气管路应做好保温措施，减少样气冷凝。一级、二级保护过滤器要高于冷凝器，抽气泵要高于保护过滤器。改进冷腔排水口与蠕动泵的接头连接方式，避免积成死水溶解SO2。在采样探头箱内电伴热管入口处加装一个采样电磁阀，当反吹时关闭此阀防止反吹空气将水分带入伴热管内。

当上述措施都已正常实施后如发现SO2还有下跌现象，则必须检查冷凝器或其冷腔是否存在制冷量偏低现象。

3） 预处理长期停用后的启用

预处理系统长时间停用后重新投入时，脱开电伴热管两侧接头，用压缩空气吹除管内凝水及其它脏物，再用氮气吹扫分析仪柜内样气管路一分钟。然后恢复除分析仪外全部接头，分析仪、采样探头加热器、电伴热管、冷凝器、蠕动泵送电运行，恢复系统采样，抽气泵直接排空运行。若蠕动泵来不及排空凝水将进入保护过滤器，此时应注意及时停抽气泵做好临时排水措施。当水量恢复正常后，要用氮气吹扫分析仪柜内样气管路几分钟以带走残留水分。预处理正常投运五分钟后，手摸采样探头加热器、电伴热管温度正常，冷凝器显示温度不超过5℃，确认样气流量正常，最后将样气接入分析仪。

另外，如分析仪长期停用，要先断电冷却，然后通氮气一分钟，封住进、出气口保养，分析仪柜内样气管路接头也要全部封死。

4） 坚持开展预处理系统周期工作

由于预处理系统各部件易堵、易漏、易老化、易腐蚀，分析统计各部件的损耗周期或故障周期，利用分析仪周期校准退出运行时段或机组停机定检机会，有计划地开展周期性预维护工作，可提高联网率和完整率指标。

预处理系统周期性预维护工作应包括以下内容：分析仪入口膜式过滤器更换、分析仪样气流量检查、保护过滤器滤芯更换、冷凝器排水蠕动泵管更换、冷凝器风扇及散热器清灰、采样探头滤芯及密封垫更换、采样探头探杆疏通、电伴热管断电吹扫积水及腐蚀性颗粒物。

5） 利用PI工具判断采样探头堵塞程度

定期分析PI中采样探头不同时间反吹趋势可以比较判断采样探头堵塞程度。图3为#1FGD原烟气某时段变化趋势，绿色线为SO2蓝色线为O2，反吹后SO2数据比吹前较大幅度偏低，且测量数据恢复时间过长，期间导致脱硫率计算值偏低，表明采样探头已有堵塞现象。后来检查发现采样探头探杆（1.5米长）中间部位接近堵死，结块严重无法疏通。更换探杆后反吹过程正常，如图4所示，反吹后SO2数据很快恢复正常，整个反吹过程不超过2min。