火電廠煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)異常情況分析及改進(jìn)研究

李登峰

摘 要：本文將詳細(xì)介紹火電廠煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)，并針對(duì)該系統(tǒng)的異常情況，提出加強(qiáng)電源配置、完善器件密封性、安裝報(bào)警系統(tǒng)及校正測(cè)試儀器四項(xiàng)煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)的改進(jìn)措施。通過(guò)煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)的排放與監(jiān)測(cè)，可完善火電廠的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，有效實(shí)現(xiàn)其煙氣脫硝，不但能改善周遭的環(huán)境污染，還能使火電廠中的能源獲得最大化應(yīng)用，促進(jìn)能源發(fā)展。

關(guān)鍵詞：火電廠;煙氣脫硝CEMS系統(tǒng);異常情況;改進(jìn)措施

中圖分類號(hào)：TM628 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）06-0144-02

0引言

煤炭能源在我國(guó)生產(chǎn)中占據(jù)較重要的地位，因煤炭燃燒而產(chǎn)生的污染物較多，火電廠大多以煤為主，且其用煤量占我國(guó)煤炭總量的70%，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力要求的提升，相關(guān)部門(mén)引入了煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)的發(fā)展與建設(shè)，有效控制了火電廠帶來(lái)的環(huán)境污染，保障了電力建設(shè)。

1火電廠煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)介紹

1.1儀表

煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)中的儀表較為重要，其主要使用光譜氣體分析儀，該儀器可采用吸收光譜法，在分析的過(guò)程中，其可同時(shí)開(kāi)展多個(gè)組分的分析工作。該儀器還能測(cè)試多項(xiàng)氣體的濃度，以分析其濃度是否超標(biāo)，如氮氧化物、氧氣等，并帶有數(shù)字通訊與自動(dòng)診斷功能，使用該儀器的優(yōu)勢(shì)為穩(wěn)定性強(qiáng)、精度準(zhǔn)，且打開(kāi)儀器后，其預(yù)熱時(shí)間通常只需5分鐘。

1.2監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)中同樣含有監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，可測(cè)試其氣態(tài)污染物的含量，以了解其污染狀態(tài)，而通過(guò)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，也能有效測(cè)出其煙氣排放指數(shù)，通過(guò)該系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，相關(guān)技術(shù)人員可了解火電廠的污染狀況與空氣指數(shù)的變化。

1.3樣品處理單元

針對(duì)樣品處理單元，其內(nèi)部的分析儀可承載火電廠的干凈程度、流量、溫度及壓力，并能及時(shí)處理火電廠煙道中的氣體。該儀器通常負(fù)責(zé)冷凝除水、抽取樣品，再經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵將其排出，此后再對(duì)其實(shí)行精密過(guò)濾，進(jìn)而保證其過(guò)濾精度不到0.5um?；痣姀S中的技術(shù)人員要定時(shí)或定期對(duì)儀器進(jìn)行零點(diǎn)以及量程標(biāo)定，與此同時(shí)，還要適當(dāng)調(diào)節(jié)流量，進(jìn)而保證儀器中的流量進(jìn)度[1]。

1.4數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)

對(duì)于數(shù)據(jù)的處理、收集與傳輸，在煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)中含有系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，在其機(jī)柜中，一般都安裝一個(gè)較小的PLC，其主要作用為控制系統(tǒng)中的反吹、脫水與抽氣等工序，同時(shí)還能有效處理現(xiàn)場(chǎng)分析表中的信號(hào)，其生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通常由PLC途徑通訊接口，再由該接口傳送到系統(tǒng)中，進(jìn)而有效收集相關(guān)數(shù)據(jù)。在采集部分中，還有一臺(tái)工業(yè)PC，其內(nèi)部包含著數(shù)據(jù)處理的相關(guān)軟件，通過(guò)該軟件可快速、準(zhǔn)確地處理相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

2火電廠煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)異常時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題

2.1安裝過(guò)短

在火電廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，依照煙氣檢測(cè)技術(shù)的要求，系統(tǒng)安裝需預(yù)留出較長(zhǎng)的位置，但多數(shù)火電廠由于煙道比較短，因而經(jīng)常產(chǎn)生電源問(wèn)題，該問(wèn)題已成為當(dāng)前火電廠的普遍問(wèn)題。在煙道過(guò)短的情況下，其流量或煙塵的探頭安裝很難設(shè)置在合理位置上，對(duì)其探頭的使用也會(huì)帶來(lái)不利影響?；谄洳缓侠淼陌惭b位置，煙氣數(shù)據(jù)的計(jì)量與收集也會(huì)有較多不足。因煙道內(nèi)部煙氣流動(dòng)方向的不確定性，該系統(tǒng)的安裝位置的不同會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的不同，并且對(duì)煙塵的影響也比較大，因煙道中顆粒物分布極不均勻，且其流量也會(huì)隨著安裝位置的變化而發(fā)生改變，也會(huì)對(duì)流量數(shù)值的準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大影響。因而特定的采樣位置很難具備代表性，其數(shù)據(jù)也不能將煙氣濃度及顆粒物含量真實(shí)的狀態(tài)體現(xiàn)出來(lái)。

2.2管路及探頭污染

煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)雖能將部分煙氣有效吸收與洗滌，但在煙囪入口處仍存在含有水分的煙氣，除霧器并不能將所有的霧滴除去，且水滴中還帶有氨鹽、氨氣、二氧化硫等物質(zhì)。此類型的煙氣在流過(guò)CEMS探頭及取樣管路的過(guò)程中，由于其內(nèi)部含有的水霧或水珠，高溫干結(jié)后，會(huì)附著于取樣管路中，造成探頭污染，產(chǎn)生阻塞，進(jìn)而影響采樣結(jié)果[2]。

2.3缺乏報(bào)警裝置

在進(jìn)入煙囪前，正常煙氣的排放通常為134℃，在室外，經(jīng)過(guò)布置與取樣管路以后，其散熱溫度會(huì)有效降低。由于煙氣中一般含有水汽，若外部的溫度小于露點(diǎn)溫度，其水汽會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)，進(jìn)而形成液體。

技術(shù)人員將管線實(shí)行伴熱，其目的在于利用加熱管對(duì)煙氣進(jìn)行一定的保溫，切記其抽取的煙氣已全面除塵。與此同時(shí)，使煙氣保持不結(jié)露，將其輸送到干燥裝置中進(jìn)行除濕，并發(fā)送其到分析單元，針對(duì)氣態(tài)污染物的濃度進(jìn)行仔細(xì)分析。但若伴熱管線中的電源出現(xiàn)些許問(wèn)題，在管線中的煙氣會(huì)顯現(xiàn)結(jié)露腐蝕的采樣管，其分析儀會(huì)被嚴(yán)重腐蝕。由于報(bào)警裝置的缺乏，使問(wèn)題不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，從而導(dǎo)致事故的擴(kuò)大，比如煙氣中的取樣管路過(guò)熱，使電纜形成短路，進(jìn)而產(chǎn)生爆炸。

2.4儀器測(cè)量問(wèn)題

CEMS系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試中，分析儀出現(xiàn)零點(diǎn)和量程漂移的現(xiàn)象較多，究其原因，分析儀在零點(diǎn)標(biāo)定的過(guò)程中，其數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，待標(biāo)定結(jié)束以后，其分析儀中的畫(huà)面顯示NO值為-8。不論CEMS系統(tǒng)或大氣空間中內(nèi)有無(wú)NO，該分析儀中畫(huà)面數(shù)據(jù)顯示都不應(yīng)產(chǎn)生負(fù)數(shù)。通過(guò)相關(guān)檢查與調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，其原因?yàn)镹O沒(méi)能將其尾氣排出，再加上CEMS系統(tǒng)空間不大，在該CEMS系統(tǒng)空間中發(fā)現(xiàn)留有殘余的NO氣體，因而在分析儀測(cè)試標(biāo)定時(shí)，會(huì)出現(xiàn)其NO值并不為0，甚至比0還大。若技術(shù)人員將其標(biāo)定為0，會(huì)使分析儀中的數(shù)據(jù)有效偏低。通常來(lái)講，應(yīng)將NO的尾氣全部排出，在CEMS系統(tǒng)空間中，無(wú)殘留的NO氣體，進(jìn)而將環(huán)境因素引起的儀表誤差降到最低。

3火電廠煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)的改進(jìn)措施

3.1加強(qiáng)電源配置

若因CEMS系統(tǒng)安裝位置太短而產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量的問(wèn)題，一方面，技術(shù)人員可設(shè)置一套較為完整的CEMS系統(tǒng)，由于煙道過(guò)短，而產(chǎn)生的數(shù)據(jù)測(cè)量出入的相關(guān)問(wèn)題，技術(shù)人員可檢測(cè)火電廠內(nèi)爐子的探頭與相關(guān)分析儀，經(jīng)過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試后，得到準(zhǔn)確的位置信息，再將其組成一套全新的CEMS系統(tǒng)，使煙囪入口的數(shù)據(jù)與相關(guān)位置一致，有利于火電廠的運(yùn)行、管理與生產(chǎn)。

另一方面，在系統(tǒng)安裝的過(guò)程中，除了要安在正確的位置防止配置不合理外，還要注意其電源的配置，位置安裝合理的情況下，也有可能產(chǎn)生斷電現(xiàn)象，其原因在于安裝時(shí)電源未穩(wěn)定，由于過(guò)去火電廠的電源大多為MCC，因而火電廠可將電源置換成UPS，其電源更加穩(wěn)定與安全，有力保障生產(chǎn)中的安全與正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2改進(jìn)取樣管路及探頭裝置

為了降低取樣管路及探頭污染帶來(lái)的影響，技術(shù)人員應(yīng)改進(jìn)取樣管路及探頭裝置，其取樣管路及探頭內(nèi)部可設(shè)有煙塵反吹裝置，并增加清理探頭和沖洗取樣管路的頻率，及時(shí)對(duì)其清理，既能使探頭變得更加潔凈，又能延長(zhǎng)其使用壽命。此外，火電廠管理人員可設(shè)置專門(mén)的清理人員，在不使用時(shí)，也要定期檢查并清理，如清理的頻率可在每周兩到三次，進(jìn)而有效降低取樣管路堵塞及探頭污染的概率。

與此同時(shí)，探頭污染的原因還來(lái)自于CEMS系統(tǒng)的空間較小，因而導(dǎo)致其抽氣泵等器件容易損壞，且更換頻率較為頻繁。因此，技術(shù)人員在清理取樣管路及探頭的同時(shí)，也要檢查CEMS系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備如抽氣泵、氧傳感器、氧變送器及電磁閥等是否完好正常，若空間具備密封性，確認(rèn)后可重新設(shè)置電纜，進(jìn)而更為合理的建立CEMS系統(tǒng)。

3.3安裝報(bào)警系統(tǒng)

一方面，針對(duì)相關(guān)電纜短路問(wèn)題，為了避免電纜在伴熱時(shí)發(fā)生短路現(xiàn)象，機(jī)組在停運(yùn)時(shí)，其煙氣排放的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一定要及時(shí)斷電，而伴熱電纜的終端部分應(yīng)立即實(shí)行絕緣措施，將伴熱電纜終端置放在恒溫箱以外。技術(shù)人員需重新對(duì)伴熱電纜進(jìn)行測(cè)算，包含其限流器中的容量與電源的開(kāi)關(guān)，與此同時(shí)，還要及時(shí)安裝相關(guān)漏電的保護(hù)裝置，技術(shù)人員將其他電纜與取樣管分別敷設(shè)入控制柜，使機(jī)柜進(jìn)一步得到完善與修正。而針對(duì)進(jìn)線電纜中的孔洞也要進(jìn)行防火封堵。

另一方面，針對(duì)不完善的報(bào)警系統(tǒng)，管理人員需采取相應(yīng)措施，設(shè)置科學(xué)、合理的報(bào)警系統(tǒng)。基于此，正常煙氣的排放需顯示反應(yīng)器的溫度，相較于室外的管路，其散熱溫度會(huì)急速降低，且煙氣帶有水汽，因而其溫度比露點(diǎn)溫度低時(shí)，就會(huì)形成水汽凝結(jié)，進(jìn)而產(chǎn)生液體。伴熱管線在該環(huán)境中的作用，即利用加熱管保溫抽好的煙氣，并由溫控器對(duì)加熱電源進(jìn)行控制。管理人員可將把溫度設(shè)置在160度左右，當(dāng)溫度低于此溫度時(shí)，就會(huì)自動(dòng)將加熱器電源聯(lián)通。但若現(xiàn)場(chǎng)的溫控器出現(xiàn)故障，或溫控器中的熱電阻遭受故障時(shí)，就會(huì)使加熱電源失去效果。若形成煙氣結(jié)露，其問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重。因此，為了改善伴熱電源的相關(guān)問(wèn)題，火電廠需安裝報(bào)警裝置，使報(bào)警系統(tǒng)得到完善。

3.4維護(hù)測(cè)試儀器

針對(duì)CEMS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)測(cè)試儀器問(wèn)題，相關(guān)管理人員應(yīng)大力開(kāi)展日常維護(hù)工作，首先，技術(shù)人員需每日前往CEMS設(shè)備系統(tǒng)處，在檢查期間要在該系統(tǒng)周圍設(shè)置一些通風(fēng)小孔，因?yàn)镾O2、NOx等氣體都會(huì)給人身體留下較大的傷害。在檢查的過(guò)程中，需留意空氣中的氣味，若發(fā)現(xiàn)空氣中帶有異味，應(yīng)及時(shí)檢查管路的泄漏情況，或電器元件的過(guò)熱程度，甚至相關(guān)器件是否存在燒損的情況。與此同時(shí)，針對(duì)各項(xiàng)儀表的情況也要及時(shí)巡檢記錄，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，可及時(shí)檢修或更換。其檢測(cè)的內(nèi)容包含運(yùn)行工況、數(shù)據(jù)傳輸情況、設(shè)備或儀器運(yùn)行情況等，如果發(fā)現(xiàn)異常需及時(shí)維護(hù)。針對(duì)工況變化也需時(shí)刻關(guān)注，若工況并未發(fā)生改變，則標(biāo)定相關(guān)儀器;若發(fā)生數(shù)據(jù)上的變化，則應(yīng)及時(shí)分析與檢查采樣路徑與應(yīng)對(duì)電路。

其次，火電廠的管理人員日常需對(duì)儀表進(jìn)行基礎(chǔ)性維護(hù)，其維護(hù)的主要內(nèi)容包含接頭是否出現(xiàn)松動(dòng)，若出現(xiàn)松動(dòng)，技術(shù)人員要及時(shí)加強(qiáng)與緊固，并用手觸碰相關(guān)儀器，如抽氣泵，檢查其是否工作正常，出現(xiàn)異常時(shí)，需立即對(duì)其停機(jī)維護(hù)。針對(duì)風(fēng)扇出口，巡檢人員應(yīng)將其手置于風(fēng)扇冷卻處，若正常工作可繼續(xù)檢測(cè)。同時(shí)，管理人員還要進(jìn)行反吹氣罐的檢查，應(yīng)定期把氣罐內(nèi)的水排出氣罐，檢測(cè)儀表中的系統(tǒng)氣路連接是否存在漏氣現(xiàn)象，若出現(xiàn)漏氣，將會(huì)對(duì)氣罐的反吹產(chǎn)生較大影響。

最后，管理人員需定期檢測(cè)電磁閥的動(dòng)作是否正常，若電磁閥不產(chǎn)生動(dòng)作，需及時(shí)檢查相關(guān)原因，氣路是否存在堵塞或電磁閥有無(wú)損壞，如果顯示損壞，管理人員應(yīng)立即將電磁閥更換。針對(duì)煙氣的相關(guān)參數(shù)，其皮托管需半年做次清潔，以清除皮托管內(nèi)的油污與積灰等。此外，管理人員還需做好設(shè)備檢修記錄與設(shè)備運(yùn)行記錄，并設(shè)置較為科學(xué)的設(shè)備維護(hù)檔案。針對(duì)設(shè)備檢修情況、維修維護(hù)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及系統(tǒng)運(yùn)行狀況，進(jìn)行詳細(xì)記錄。其維護(hù)記錄通常為四份，即巡檢臺(tái)賬一份、檢查臺(tái)賬一份、標(biāo)定記錄臺(tái)賬一份與缺陷臺(tái)賬一份。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤炭屬我國(guó)較為重要的能源，使用效率的高低直接影響著我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)效率，為了改善火電廠煤炭能源使用的現(xiàn)狀，技術(shù)人員積極引進(jìn)煙氣脫硝CEMS系統(tǒng)，但在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)些許問(wèn)題與異常，在查找出問(wèn)題后，技術(shù)人員對(duì)其加以改進(jìn)，促進(jìn)了我國(guó)火電廠的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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