1、消除烟气监测（CEMS）预处理系统安全隐患提高环保效率 【摘 要】本文针对烟气连续监测系统中预处理部分不能满足对样气的处理功能，导致分析仪异常，影响环保数据的问题，进行研究和改造，以及改造后取得的效果。【关键词】CEMS 预处理 烟气监测 样气 冷凝Continuous Emission Monitoring System Reform【Abstract】In this paper, part of flue gas monitoring system can not meet the pre-processing functions of the sample gas, leading to
2、 abnormal analyzer, the issue of environmental data, research and reform, and the results obtained after transformation.【Key Word】CEMS pre-processing flue gas monitoring the sample gas Condensation【引言】：“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
3、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。一、设备及系统概况国家电投吉林电力股份有限公司白城发电公司660MW超临界空冷发电机组脱硫塔烟气在线监测采用的是某公司生产的PS型烟气排放连续监测分析系统，该系统由以下部分组成：样气取样装置；样气传输装置；样气冷凝装置；冷凝物排放装置；分析仪器等。主要设备包含：气体冷凝器；气体抽气泵；蠕动泵；膜式过滤器（带湿度报警）；流量计（带流量报警）；电磁阀；取样探头；电加热取样管道等。该系统的工作流程是：启动系统后抽气泵工作，烟气从取样探头处
4、被抽出，先经过探头过滤器过滤掉粉尘等杂质，然后由加热管道到达分析柜，通过采样电磁阀，进入气体冷凝器进行冷凝脱水，冷凝下来的水经过一台蠕动泵定时排掉。干燥后的样气经过一个样气过滤器后到达抽气泵，再从抽气泵到三通电磁阀和五通切换阀，最后通过膜片过滤器进入分析仪。见图一。 图一二、 改造前CEMS系统存在的问题2.1、 探头过滤器过滤孔径大，过滤效果差，部分细小颗粒物无法过滤掉，进入取样管路后附着在取样管壁上，造成管路阻塞，减小了抽气量，造成分析仪测量数据不准确，甚至流量低至报警值后，CEMS系统将停止工作，从而引起烟气参数异常。而且样气中含有的颗粒物进入分析仪后，对分析仪的损害也是很大的，轻则影响
5、测量传感器的准确度，导致烟气数据不准确，重则损坏分析仪。2.2 、原样气中含水多，部分酸性气体融入水中后形成强酸液体，腐蚀性极强，而原气体冷凝器通流部件采用的是不锈钢材质，很容易就被腐蚀掉，因此导致空气漏入样气管路污染样气，从而引起烟气参数异常。2.3、 样气中含水多，经常导致膜片过滤器湿度报警，由于要保护分析仪表的安全，湿度报警后分析柜内抽气泵立即停止工作，分析仪不再通气，烟气无法分析，烟气数据异常。2.4 、样气的品质差，含水和杂质多，进入分析仪后，分析仪测量传感器老化快、易损坏。反映到分析仪就是零点和满量程漂移大、测量不稳定，标定时测量值与标气值偏差大，数据不稳定，跳变大，精确度低，两次
6、标定的时间间隔很短，否则无法保证测量数据的准确性，所以需经常标定。经过对现有CEMS系统的多次检测和分析，问题的关键在于系统的样气处理单元，预处理设备已不能保证进入分析仪的样气是干燥、洁净的烟气，从而导致了上述的一系列问题的产生，CEMS系统可用率达不到环保要求，不仅造成较大的经济损失，也带来了较多的负面影响。三、改造方案及实施针对该系统存在的问题，从提高烟气样气品质、降低样气含水率、防止取样管路堵塞、减少设备腐蚀入手，对样气处理单元进行如下改造：3.1、 更换原取样探头过滤器，采用过滤细度更小的过滤器（2m 孔隙），过滤掉烟气中的粉尘和其它颗粒物，减少进入样气管路样气的杂质含量，避免在管壁上
7、结垢后堵塞取样管路。3.2、 在取样探头处加装电加热装置，不让样气冷凝，以免样气在探头处和取样管线内冷凝后阻塞管路。3.3、 因压缩空气的品质很差，含水含油很大，原先的空气过滤器不能满足过滤的要求，样气中含水率高与其也是有关系的，而且油份容易附着在探头上造成积灰，影响抽气量，严重时甚至无法抽下来空气。因此我们在取样探头反吹压缩空气管道上加装空气过滤器组件，该空气过滤器组件可以过滤掉压缩空气中的水份和油份，不让探头反吹时将压缩空气中的水和油吹入附着在取样探头内。3.4、 增加一个大容积的积水罐，通过扩大气体体积，温度降低，可以冷凝掉一小部分水。3.5、 将原不锈钢气体过滤器更换为玻璃冷腔，该玻璃
8、冷腔采用一进一出双排水方式，内部采用螺旋管道，增大了冷凝面积，冷凝效果很好。因为采用了玻璃材质的冷凝器，被腐蚀的情况也得到解决，杜绝了样气被空气污染。3.6 、冷凝效果增强后，冷凝水增多，原先的单泵定时排水不能满足需要，因此改用两台蠕动泵连续排水，不让液体在管道内积存，保证了样气品质。3.7 、最后在进入分析仪处加一个无菌换气过滤器，作为进入分析仪的最后一层保护，过滤掉剩余的微细颗粒物和水份，从而保证进入分析仪的样气干燥、洁净。四 、改造效果所有的改造工作都是围绕改善样气品质、保证分析仪可靠准确运行来做的。表一是改造前后单台塔一个月的故障情况的统计表，把改造前的十二月份发生故障的次数和改造后的
9、三月份发生故障的次数进行比较，十二月份总计发生了53次，三月份只发生了5次，故障率降低了90%，故障次数大幅下降。序号故障名称改造前发生次数（十二月）改造后发生次数（三月）1颗粒物堵塞取样管路912管路被腐蚀导致漏气303膜片过滤器湿度报警3734因分析仪测量不准，单台需每月标定的次数315氧传感器故障10合计535表一：改造前后#1塔CEMS系统每月故障统计表4.1、 首先，更换为过滤细度更小的过滤器后，样气的含尘率大大减少；其次，加热取样探头和取样管线，有效的防止了样气在探头和管道内冷凝后积液积垢，通过这些措施，取样管路因杂质造成的堵塞没再发生过，对整个取样管路进行反吹扫来看管内的清洁程度
10、，从取样管吹出来的只有一点点水，可以说管路是很干净的。4.2、 将原不锈钢冷凝器更换为玻璃冷腔后，因玻璃能防止酸性腐蚀，原先冷凝器的不锈钢管路被腐蚀坏造成管路漏气的情况不再发生。而且冷凝面积的扩大，冷凝效果比以前大为提高，样气中的水份含量更少。两台蠕动泵连续排水也保证了冷凝器内不再积液。再加上探头加热和增加过滤器，使得改造后样气的含水率显著减少，膜片过滤器湿度报警基本不再发生，改造前是每天需更换过滤膜片，有时还要换两次,现在我们只需每周定期更换一次，大大减少了维护工作量，也极大的提高了设备可靠性和测量准确率。经过运行检验，由于提高了样气的品质，提高了分析仪的使用寿命和测量精度，系统的故障率大幅
11、降低，从以前的每天维护到现在只需每周定检一次。同时提高了环保参数的准确性和稳定性，对我厂的环保工作带来巨大的好处。其次，取得的经济效益也是明显的。下面的两张表可以对比出创造的经济效益。表二是自投产以来损坏的设备，表三是改造单套CEMS系统的材料消耗设备名称规格型号数量单位单价总价气体分析仪型号：测量NOX；量程：0-1500mg/m32台54,280.00108560.00气体分析仪型号：测量SO2、O2；量程：0-10000mg/m32台65,555.00131110.00探头过滤器滤芯2只800.001600.00分析仪氧电池3只1,880.005640.00抽气泵2台2,140.0042
12、80.00冷凝器5台6,850.0034250.00过滤膜片若干张样气过滤器2只340680合计285440.00表二：改造前CEMS系统设备损坏清单设备名称规格型号数量单位单价总价蠕动泵2台5,83211664.00空气过滤器1套960.00960.00探头过滤器滤芯1只1,200.002,400.00冷凝器1台8,550.008,550.00冷腔1只1200.001200.00无菌过滤器1只320.00320.00合计25094.00表三：改造单套CEMS系统物资消耗五、 结论通过以上数据的比对，证明这次改造是成功的，改造后整个系统的故障率是大大的降低，CEMS系统的稳定运行，保证了向环保传送的数据准确、连续，避免了因数据出错造成的环保排污费用增加，同时能顺利通过环保检查审核，获得监测许可证书。而且改造后设备不易损坏，不易发生故障，减少了备品的消耗和维护的工作量，节约了生产成本和人力资源。通过本次改造，我厂技术人员也得到一次很好的学习机会，对整个CEMS系统的工作原理和状况有了更加深入的了解，水平也得到极大的提升。作者简历：作 者：夏庆庆职 称：工程师 电 话：18104362258邮 箱：416507505作 者：徐振军职 称：工程师 作 者：高金龙职 称：高级工程师 单位地址：吉林电力股份有限公司白城发电公司邮 编：137000
