摘要：針對(duì)目前部分電廠已安裝的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的選型、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行及維護(hù)等問題進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)性闡述。

關(guān)鍵詞：火電廠；煙氣污染物；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

煙氣污染物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)是實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)污染物參數(shù)的系統(tǒng)，主要監(jiān)測(cè)煙氣中的顆粒物濃度（或濁度）、氣態(tài)污染物濃度（SO₂、NO_x、CO、CO₂）、輔助參數(shù)（煙氣溫度、流速、氧量、濕度、壓力）等。顆粒物濃度監(jiān)測(cè)方法有激光透射法、激光反散射法及電荷感應(yīng)法，氣態(tài)污染物濃度監(jiān)測(cè)方法主要有完全抽取法、稀釋法、電化學(xué)法3種。在電力行業(yè)中，顆粒物監(jiān)測(cè)主要采用激光透射法，氣態(tài)污染物濃度監(jiān)測(cè)主要采用完全抽取法。

1 系統(tǒng)組成及功能

1.1系統(tǒng)組成

一個(gè)完整的CEMS主要包括顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)、氣源電源通訊等輔助設(shè)施子系統(tǒng)。

1.2主要功能

顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要對(duì)煙氣中的煙塵濁度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并通過試驗(yàn)標(biāo)定轉(zhuǎn)換為煙氣濃度參數(shù)。氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要對(duì)煙氣中SO₂、NO_x、CO、CO₂的濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，常見的分析原理為紅外吸收法（或紫外吸收法）。煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)主要測(cè)試煙氣溫度、流速、壓力、濕度、氧量等參數(shù)，通過流速可以得出煙氣流量，同時(shí)根據(jù)煙氣溫度、壓力、濕度得出標(biāo)準(zhǔn)干煙氣量，通過氧量將濃度換算為規(guī)定過�？諝庀禂�(shù)下的濃度。系統(tǒng)控制子系統(tǒng)主要對(duì)反吹、采樣進(jìn)行控制，數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)對(duì)信號(hào)采集、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并生成報(bào)表等。氣源為系統(tǒng)提供反吹氣體，電源為系統(tǒng)提供相應(yīng)電壓等級(jí)的電能，通訊系統(tǒng)進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信等。

2 設(shè)備選型應(yīng)注意的問題

目前各電廠安裝的CEMS系統(tǒng)均由設(shè)備廠家全權(quán)負(fù)責(zé)，已安裝的CEMS系統(tǒng)不能正常投運(yùn)的重要原因之一是CEMS選型中存在著各種不完善之處，因此選型時(shí)應(yīng)有針對(duì)性地從源頭進(jìn)行質(zhì)量控制。
2.1監(jiān)測(cè)參數(shù)應(yīng)實(shí)用、全面

標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)參數(shù)主要有8個(gè)，包括3個(gè)污染物參數(shù)（SO₂、NO_x、煙塵），3個(gè)濕流量參數(shù)（流速、溫度、壓力），2個(gè)換算參數(shù)（換算干基的濕度、折算濃度的氧量）。

CEMS系統(tǒng)至少應(yīng)包括上述8個(gè)參數(shù)，但是在實(shí)際中，設(shè)備廠家為了降低成本，在實(shí)際投標(biāo)中少一個(gè)或幾個(gè)參數(shù)的情況時(shí)有發(fā)生，例如沒有濕度測(cè)量裝置而規(guī)定一個(gè)數(shù)值，甚至部分系統(tǒng)沒有氧量測(cè)量裝置而人為地輸入一個(gè)值，這都不能真實(shí)反映煙氣中實(shí)際污染物的濃度值。而有的系統(tǒng)又多增加設(shè)備以測(cè)量參數(shù)，如目前流量計(jì)大多都有測(cè)量煙氣溫度參數(shù)的功能，而在CEMS系統(tǒng)中又額外增加熱電偶來測(cè)量溫度，增加了設(shè)備投資。

2.2聯(lián)鎖保護(hù)及報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)完善

有的設(shè)備廠家為了能中標(biāo)，在標(biāo)書中將各種聯(lián)鎖保護(hù)功能加入很多，報(bào)警功能也很多，但在實(shí)施中根本未實(shí)現(xiàn)，或有些報(bào)警系統(tǒng)根本不需要。例如：當(dāng)采樣管線堵塞時(shí)樣氣流量降低造成采樣泵負(fù)荷加大，系統(tǒng)在無低流量報(bào)警或有低流量報(bào)警而無停泵聯(lián)鎖時(shí)，泵長期在低流量下運(yùn)行而損壞。

2.3儀表量程及校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)氣應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選用

某些煙氣分析儀表未結(jié)合實(shí)際選定量程。在已經(jīng)安裝CEMS系統(tǒng)的電廠，出現(xiàn)某些煙氣分析儀表因SO2量程選擇偏低而無法正常監(jiān)測(cè)污染物濃度的問題，或某些分析儀表量程選擇偏高，如對(duì)于某些CFB鍋爐煙氣中NOx濃度較低，一般為100 mg/m3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下）左右，而分析儀表選擇的量程又偏大而造成監(jiān)測(cè)精度不高。

對(duì)于校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)氣濃度，一般應(yīng)選滿量程的70%～100%，而部分電廠標(biāo)準(zhǔn)氣濃度選擇過低或過高。如選擇過低則降低了系統(tǒng)值的準(zhǔn)確性，過高時(shí)又根本無法用此標(biāo)氣進(jìn)行標(biāo)定。

2.4系統(tǒng)監(jiān)視畫面及組態(tài)

由于CEMS標(biāo)準(zhǔn)中并未對(duì)上位機(jī)中的監(jiān)視畫面做出具體、詳細(xì)的規(guī)定，所以各個(gè)設(shè)備廠家設(shè)計(jì)的CEMS的畫面水平差異很大。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用高級(jí)語言編程或采用組態(tài)軟件，兩種方式各有優(yōu)劣：采用高級(jí)語言編程方式報(bào)表功能較強(qiáng)，但當(dāng)系統(tǒng)配置變化時(shí)軟件修改不方便;采用組態(tài)軟件對(duì)配置變化后重新組態(tài)及修改非常方便,但對(duì)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的報(bào)表功能相當(dāng)弱化。故應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方式。

3 安裝與調(diào)試

3.1安裝

安裝及調(diào)試質(zhì)量是CEMS良好運(yùn)行的基本保障。安裝主要包括煙道處的現(xiàn)場(chǎng)安裝及CEMS上位機(jī)間的安裝兩部分�，F(xiàn)場(chǎng)的主要煙道上安裝濁度儀、煙氣采樣器、流量計(jì)或氧量計(jì)等，但由于現(xiàn)場(chǎng)條件比較惡劣，所以應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況將各設(shè)備安裝牢固、合理布局。CEMS間內(nèi)主要安裝機(jī)柜、電源箱、上位機(jī)監(jiān)視系統(tǒng)及標(biāo)準(zhǔn)氣等。在安裝中，還應(yīng)注意煙氣采樣儀、煙塵濁度儀以及流量計(jì)等的安裝位置、安裝角度等。如對(duì)于煙氣采樣儀，當(dāng)為水平煙道時(shí)，安裝采樣槍時(shí)應(yīng)向下傾斜一定的角度，并順向煙氣流的方向。對(duì)于煙塵濁度儀，由于采用一條線處的濁度來代表整個(gè)采樣斷面的濁度，要根據(jù)煙道具體情況來確定。當(dāng)煙道為垂直矩形煙道時(shí)安裝要求較低；若煙道為水平煙道，則一定要考慮煙塵的自然沉降對(duì)測(cè)試帶來的影響，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選于煙道的中下部。除安裝位置外，采樣管線的懸吊、電氣接線、控制接線等也均應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如某些電廠系統(tǒng)中的電源線與控制線布于同一根電纜內(nèi)，這不僅會(huì)對(duì)控制信號(hào)產(chǎn)生干擾，還會(huì)帶來較大的安全問題，這是嚴(yán)格禁止的。

3.2調(diào)試

主要對(duì)氣路系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及控制通訊系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。應(yīng)保證氣路內(nèi)通暢、無雜物、無漏氣，采樣泵運(yùn)行正常，采樣流量正常、可調(diào)，伴熱采樣線加熱正常，采樣器加熱正常。電源及控制系統(tǒng)查線后分體試上電，進(jìn)行控制及通訊系統(tǒng)的調(diào)試。各部分調(diào)試完畢后應(yīng)消缺，對(duì)分析儀校零、校標(biāo)，系統(tǒng)通樣氣試運(yùn)。

4 驗(yàn)收

系統(tǒng)安裝調(diào)試完畢后必須經(jīng)過電廠等相關(guān)單位的驗(yàn)收，使系統(tǒng)能夠正常移交使用單位。除了以上層面的驗(yàn)收外，為保證設(shè)備的可用、實(shí)用，還需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定或比對(duì)驗(yàn)收，即單個(gè)在線監(jiān)測(cè)分析儀表雖然經(jīng)計(jì)量檢定，但系統(tǒng)仍是常規(guī)表計(jì)及相應(yīng)輔助設(shè)備的整體，還需要經(jīng)過標(biāo)定及比對(duì)試驗(yàn)才能夠反映煙氣中污染物的真實(shí)值。例如煙塵數(shù)據(jù)只是以百分比表示的濁度信號(hào)，不能反映出真實(shí)的排放濃度，還應(yīng)通過至少3個(gè)工況的比對(duì)試驗(yàn)，以標(biāo)出濁度與濃度之間的關(guān)系。并且，煙氣污染物監(jiān)測(cè)也應(yīng)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的方法進(jìn)行比對(duì)，以保證測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5 運(yùn)行與維護(hù)

5.1運(yùn)行

運(yùn)行即系統(tǒng)的啟動(dòng)、投運(yùn)與停機(jī)。系統(tǒng)啟動(dòng)前首先應(yīng)投入采樣器加熱與伴熱采樣線加熱，達(dá)到要求的溫度后才能啟動(dòng)機(jī)柜電源，以消除低溫腐蝕和由于溫度低樣氣含濕引起監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)，甚至由于過高濕分的煙氣進(jìn)入分析儀表造成儀表的損壞。正常投運(yùn)后，應(yīng)根據(jù)鍋爐及電除塵器的運(yùn)行狀態(tài)對(duì)CEMS系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)整，如當(dāng)鍋爐投油時(shí)，均應(yīng)將煙塵、煙氣采樣裝置從采樣狀態(tài)切換到反吹狀態(tài)；當(dāng)電除塵器運(yùn)行不佳或鍋爐吹灰時(shí)，煙塵、煙氣采樣裝置也應(yīng)切換到反吹狀態(tài)。根據(jù)季節(jié)的不同，可調(diào)整伴熱線的溫控裝置以調(diào)節(jié)伴熱溫度。另外，運(yùn)行中還應(yīng)注意分析儀表等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的正常合理性，為維護(hù)打下基礎(chǔ)。當(dāng)系統(tǒng)需停機(jī)時(shí)，不應(yīng)直接關(guān)閉電源，而應(yīng)該按關(guān)機(jī)程序進(jìn)行關(guān)機(jī)：先將采樣氣路排空，用壓縮空氣對(duì)伴熱采樣線進(jìn)行反吹以清除管線內(nèi)的殘余氣體，關(guān)閉氣路入口，關(guān)閉系統(tǒng)電源。對(duì)于煙塵采樣系統(tǒng)中的反吹氣系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況維持鏡片清洗或停運(yùn)。

5.2維護(hù)

主要應(yīng)對(duì)超細(xì)過濾器、蠕動(dòng)泵、氣體流量計(jì)、采樣泵、采樣器、伴熱線加熱及溫控裝置、反吹系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)，以保證CEMS正常、穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)于過濾器，應(yīng)根據(jù)煙道內(nèi)含塵濃度的狀況及時(shí)更換。對(duì)蠕動(dòng)泵應(yīng)檢查其連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)及排水狀況。根據(jù)氣體流量計(jì)顯示的流量變化判斷采樣泵的抽力情況，并根據(jù)需要更換泵膜�？傊瑧�(yīng)加強(qiáng)CEMS各部分的維護(hù)，使問題解決在萌芽狀態(tài)。

6 結(jié)束語

煙氣污染物在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供了監(jiān)測(cè)煙氣中污染物的簡便、有效的方法，在煙氣脫硫系統(tǒng)中是不可缺少的環(huán)保設(shè)備，但目前已安裝的CEMS大都不能正常投運(yùn)。以上對(duì)CEMS的選型、安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等幾個(gè)關(guān)鍵質(zhì)量控制因素進(jìn)行了經(jīng)驗(yàn)性闡述，以減少CEMS運(yùn)行故障，為系統(tǒng)良好運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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