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干貨丨CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)常見問題大匯總
閱讀：7538 發(fā)布時間：2022-6-15
氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)組成。通過抽取式連續(xù)監(jiān)測采樣方式和現(xiàn)場連續(xù)監(jiān)測直接測量方式,測定煙氣中污染物濃度,并按要求顯示與記錄。同時，系統(tǒng)對煙道中的煙氣溫度、壓力、流量進行實時監(jiān)測，從而計算出煙道中煙氣的氣態(tài)污染物和顆粒物的實時排放濃度和排放總量。
一、CEMS安裝及規(guī)范問題
CEMS出口安裝位置：應(yīng)該選取在前面四倍于煙道當(dāng)量直徑后面二倍于當(dāng)量直徑的位置，如果無法滿足的，要選在煙道長度的二分之一處，裝設(shè)露天的要增設(shè)防雨棚。脫硫CEMS原煙氣和凈煙氣流量測點是：是凈煙氣稍大于原煙氣，在塔內(nèi)循環(huán)中有氧化風(fēng)機在給塔內(nèi)吹風(fēng)，塔外循環(huán)基本上兩者差不多的。
國家標(biāo)準對CEMS監(jiān)測位置的規(guī)定：顆粒物CEMS的安裝位置
1、顆粒物CEMS應(yīng)安裝在能反映顆粒物狀況的有代表性的位置上，必須優(yōu)先安裝在垂直管段。
2、位于所有顆粒物控制設(shè)備的下游，且監(jiān)測位置處不漏風(fēng)。
3、光學(xué)原理的顆粒物CEMS所在測定位置沒有水滴和水霧，且不受光線的影響
4、便于日常維護，安裝位置易于接近，有足夠的空間，便于清潔光學(xué)鏡頭、檢查和調(diào)整光路準值、檢測儀器性能和更換部件等。
5、測定位置應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位，設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍直徑，和局上述部件上游方向不小于2倍直徑處，當(dāng)安裝位置不能滿足要求時，應(yīng)盡可能選擇氣流穩(wěn)定的斷面，但安裝位置前直管段的長度必須大于安裝位置后管段的長度。
常見問題
1)CEMS中為什么要測氧含量？這是環(huán)保要求的，so2的濃度要折算到6%的含氧量后，才能折算效率。測量氧含量的作用是確定煙氣的空氣過剩系數(shù)，以方便計算折算后的SO2濃度
2)凈煙氣出口SO2波動大？主要應(yīng)該是粉塵濃度波動大。因為出口含水量高，影響粉塵的測量結(jié)果。
一般SO2波動，如果是直接測量法的，有可能是流速不穩(wěn)定。如果是取樣的，那要檢查一下取樣系統(tǒng)中取樣流量是否不穩(wěn)定、測量池里面是否積灰、煙氣預(yù)處理部分是否有損壞或老化、還有就是測量池內(nèi)是否由于溫壓補償不好等等。關(guān)于氧氣和so2，有時也會產(chǎn)生波動，是由于反吹和儀器自動校零兩個過程造成的。建議熱工的適當(dāng)改變邏輯，在這兩個過程中，保持氧氣和so2值。
3)目前CEMS測量流速的方法都是按照皮托管原理設(shè)計的，即測量煙氣的動壓差，然后根據(jù)公式計算出流速。一般現(xiàn)場都是通過一個安裝在皮托管頭部的壓差變送器來實現(xiàn)流速的測量與傳輸。這種測量方法對煙氣流場的穩(wěn)定性要求很高，有條件的一定要按規(guī)定安裝。
4)CEMS系統(tǒng)中如果入口O2高而SO2含量低是什么原因，出現(xiàn)這種情況，可以肯定的一點是抽取的氣體中空氣的成分較多。看看取樣泵進口管道是否有松動的接口，取樣探頭位置的取樣管是否有松動。取樣泵工作是否正常，泵體是否漏氣等等。
二、抽取法CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)維護
1.看數(shù)據(jù)：主要看氧是否正常，如果高過10%就說明可能有漏氣的地方，漏氣主要檢查采樣泵負壓側(cè)的氣路部分。如果感覺數(shù)值不準確就聯(lián)系運行人員驗證，需要標(biāo)定分析儀。如果標(biāo)定后仍然是開始的數(shù)值，就說明該數(shù)值是準確的。
2.檢查所有氣路：觀察排水是否流暢，管路中是否有積水，過濾器中是否有水汽，采樣泵工作是否正常。玻璃冷凝罐內(nèi)的水應(yīng)每天清空。浮子流量計的指示應(yīng)在1.5~1.7，過大或過小都應(yīng)及時調(diào)整。浮子流量計中是否有水，如果有水，說明蠕動泵排水不暢，需要維護，并把管路中的水用反吹氣吹干。每天要用壓縮空氣對取樣管路進行吹掃，以防堵塞。(將壓縮空氣來氣門打開，按住柜門上的反吹按鈕。)
3.蠕動泵排水不暢主要原因：
(1)排水管路阻塞
(2)泵的軸心滾輪部分不能跟好的將軟管壓死。導(dǎo)致不能形成真空，無法將水吸出制冷罐。如果是第2個原因，需要把泵里面的壓管彈簧螺絲調(diào)松，使?jié)L輪將軟管壓死。如果蠕動泵的軸心過于松動則需要更換蠕動泵。
4.檢查伴熱管線是否加溫正常，用手摸采樣管線是否有溫感。控制伴熱管線溫度的溫控器是否工作正常，調(diào)節(jié)溫度(一般設(shè)定為100度)，把溫度調(diào)高，看否加熱(測電源是否有220V)。把溫度調(diào)低，看是否不加熱。
三、抽取測量法煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的故障判斷
煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，簡稱CEMS。目前國內(nèi)的CEMS測量方式包括：直接測量法、稀釋法、抽取法等。
直接測量法的發(fā)射接收裝置容易受粉塵污染，也容易因高溫損壞。一種是單側(cè)測量，
一種是一端發(fā)射一端接收測量，還有一種是一端發(fā)射一端反射測量。
稀釋法因為數(shù)據(jù)修改非常方便，有可能被環(huán)保部門禁用。
抽取測量法也存在著一些問題：
1、測量儀器遠離測量源，存在著一定的測量滯后；
2、煙氣預(yù)處理比較復(fù)雜，容易產(chǎn)生泄露；
3、分析儀容易因進水而損壞；
4、環(huán)節(jié)較多，維護麻煩。
綜合來看，各種測量方法都有自己的特點。目前，似乎抽取法在國內(nèi)應(yīng)用較為普遍。下面就抽取法經(jīng)常存在的問題和故障現(xiàn)象，作個分析，以利于維護工程師快速判斷故障點，快速消除故障。
一、最重要的故障——SO2檢測不準。
一般的分析儀有幾種情況：單組分——只測量SO2或者NOX；雙組分——測量SO2\NOX；三組分——測量SO2\NOX\O2。
檢查辦法：把故障分為分析儀故障和儀器外故障兩大類。如果是儀器故障，一般只有SO2不準，如果是儀器外故障，另外的組分也會顯示不準，數(shù)據(jù)要高一起高，要低一起低。
1、如果數(shù)據(jù)偏高怎么辦？發(fā)生機率★☆☆☆☆
數(shù)據(jù)偏高有兩個可能：一是分析儀需要重新標(biāo)定；二是可能在分析管路內(nèi)積累有比較濃稠的氣體或者液體(下面統(tǒng)稱積垢)。判明斷方法很簡單：先把樣氣隔斷，用分析儀直接測量標(biāo)準氣體。如果測量結(jié)果偏高，屬于第一種情況，重新標(biāo)定就可以了；如果測量結(jié)果正常，應(yīng)該屬于第二種情況，需要檢查分析管路。下面介紹檢查方法：
管路應(yīng)該從分析儀的入口開始檢查，直到取樣探頭的入口。一般的管子都是透明的耐腐蝕管子，積垢容易看到。比較麻煩的是浮子流量計、采樣泵、制冷器、過濾器、樣氣閥、伴熱管線、取樣探頭的積垢比較不容易判斷。下面告訴大家簡單的判斷消除辦法。
我們遇到復(fù)雜問題，辦法有兩個原則：
一、把問題分成兩大段，然后分段檢查。確定哪一段問題后，再把那一段分成兩大段，如此下來，幾個步驟就能夠搞定；
二、先從最容易檢查的地方入手。這個問題應(yīng)該首先遵循第二個原則再遵循第一個原則：從簡單的地方入手：看分浮子流量計帶水沒，帶則解體流量計，清洗管路；不帶則把樣氣閥斷開，把標(biāo)氣與樣氣閥入口處接通，測量標(biāo)氣，如果只是偏高屬于機柜問題，否則屬于機柜外部問題。
如果是機柜內(nèi)部問題，浮子流量計就不說了，如果有調(diào)節(jié)閥門，可以先檢查；管路外觀也能看見；過濾器可以打開看看。采樣泵、制冷器樣氣閥的可能性都不大，實在不行再檢查后者。
如果是機柜外部問題，先檢查取樣探頭。打開取樣探頭檢查濾芯，看積累水分多否，多則清洗吹干或者干脆更換。如果取樣探頭沒有問題，則有可能是伴熱管線有尖銳彎折的地方，檢查到以后把這個地方弄平緩，然后把伴熱管線兩側(cè)斷開，一端對大氣，另一端注射一些清水，然后用壓縮空氣吹干即可。或者干脆更換伴熱管線，這個，代價太大。
2、如果SO2偏低怎么辦？發(fā)生機率★★★★★
SO2數(shù)據(jù)偏低往往帶來的是分析儀所能測到的數(shù)據(jù)都偏低。數(shù)據(jù)偏低有兩個可能：一是分析儀需要重新標(biāo)定；二是采樣管路存在泄漏情況。
確認辦法：加標(biāo)氣到分析儀的入口，看測量結(jié)果與標(biāo)準氣體的含量是否相同。相同，則采樣管路泄漏；不同則重新標(biāo)定。
采樣管路泄漏分兩大步驟：確認機柜內(nèi)部泄漏還是還是機柜外部泄露。判斷方法，把樣氣閥入口斷開，用手堵死，此時分析儀面板上的流量計和浮子流量計知識應(yīng)該到零。到零擇機柜內(nèi)部無問題，不到零則機柜內(nèi)部問題。
如果是機柜內(nèi)部問題，則依次把過濾器(采樣泵前)、采樣泵入口斷開，看流量到零否。哪一段到零，則是那段之前的問題。為什么不對采樣泵出口、制冷器、浮子流量計采用相同方法檢查？因為這都屬于采樣泵出口的環(huán)節(jié)，采樣泵出口是正壓，打開管路后，流量一定到零，因為沒有壓力了。
采樣泵出口環(huán)節(jié)最大的可能是蠕動泵泄漏。堵住蠕動泵入口，如果分析儀顯示正常，說明蠕動泵泄漏。更換泵管或者泵。其它的環(huán)節(jié)一一檢查。
需要注意的是：采樣泵本身也可能存在泄漏；各個連接管件也可能存在泄漏。
機柜外部問題的判斷與解決：斷開采樣強于伴熱管線的接頭，堵住伴熱管線，流量應(yīng)該緩慢到零。到零則伴熱管線泄漏，否則檢查取樣探頭。泄漏機率比較大的情況是取樣探頭的濾芯堵頭容易泄露。
3、浮子流量計流量偏低。發(fā)生機率★★★★☆
流量到零最大的可能是蠕動泵進灰。如果進灰，蠕動泵出力降低。蠕動泵出口噴射無力，蠕動泵入口吸力降低。打開清洗。
也要檢查流量發(fā)開度
檢查采樣泵到分析儀之間的管路、設(shè)備(包括過濾器、制冷器、蠕動泵、流量閥、浮子流量計)，看有無泄漏。
還有可能使分析儀出口堵塞。不管蠕動泵出口壓力再大，如果分析儀出口堵塞，流量也不會上去的。當(dāng)然，這個可能性比較小，可以最后檢查。
4、越來越重要的數(shù)據(jù)——NOX測量不準發(fā)生機率★★★★★
2010年后，國家會把NOX納入考核范圍，這個數(shù)據(jù)就越來越重要了。判斷方法通上。
5、不重要但受關(guān)注的數(shù)據(jù)——O2測量不準發(fā)生機率★★☆☆☆
氧量之所以受關(guān)注，是因為它一方面是數(shù)據(jù)折算的重要參數(shù)，另一方面可以籍此判斷數(shù)據(jù)是否作假。
如果是三組分分析儀，故障判斷方法同上。如果不是，判斷步驟如下：
需要重新標(biāo)定
氧化鋯用時間長了數(shù)據(jù)會發(fā)生漂移，重新標(biāo)定就會準確。
如果數(shù)據(jù)偏高，可能有泄漏
泄漏包括兩種情況：系統(tǒng)泄漏和測點泄漏。
系統(tǒng)泄漏是整個脫硫或者煙氣管道中發(fā)生泄漏，不容易檢查。
測點泄漏一般是法蘭盤固定不緊導(dǎo)致。緊固即可。
6、第二重要數(shù)據(jù)——粉塵不準
國內(nèi)大多數(shù)測塵設(shè)備屬于光學(xué)測量。光學(xué)測量法數(shù)據(jù)很不準確，誤差較大，故障率高，維護量大。目前國內(nèi)尚沒有非常可靠的數(shù)據(jù)檢測方式。
1、對于靜電除塵，易受除塵電場的干擾。安裝部位應(yīng)盡可能遠離靜電除塵位置，并且應(yīng)該有法拉第籠過濾掉靜電。
2、不易進行標(biāo)定。真正要嚴格標(biāo)定，方法有二：1、購買貴重的實驗室級測塵儀，進行標(biāo)定；2、委托有資質(zhì)的單位，比如環(huán)保局協(xié)助標(biāo)定。
光學(xué)測量包含對射式和向后反射式。不管哪種方式，其判斷思路大致一致。
1)、光學(xué)測量法粉塵偏低發(fā)生機率★☆☆☆☆
粉塵數(shù)據(jù)偏低的情況比較少。一般是信號處理的問題，調(diào)試信號處理，或者干脆重新標(biāo)定即可。
2)、光學(xué)測量法數(shù)據(jù)偏高發(fā)生機率★★★★★
最大可能是鏡頭堵灰。應(yīng)該定期清洗發(fā)射和接受鏡頭。
也有可能是信號處理的問題，清洗之后，如果數(shù)據(jù)還有問題，可以重新標(biāo)定。
四、CEMS系統(tǒng)主要參數(shù)及計算公式
1、流速Vs=Kv*Vp其中Vs為折算流速，Kv為速度場系數(shù)，Vp為測量流速。
2、粉塵
①粉塵干基值DustG=Dust/(1–Xsw/100)其中，DustG為粉塵干基值Dust為實測的粉塵濃度值Xsw為濕度。
②粉塵折算DustZ=DustG*Coef其中，DustZ為折算的粉塵濃度值DustG為粉塵干基值。
Coef為折算系數(shù)，它的計算方式如下:Coef=21/(21-O2)/Alphas其中為實測的氧氣體積百分比。Alphas為過量空氣系數(shù)(燃煤鍋爐小于等于45.5MW折算系數(shù)為1.8;燃煤鍋爐大于45.5MW折算系數(shù)為1.4;燃氣、燃油鍋爐折算系數(shù)為1.2)
③粉塵排放率DustP=DustG*Qs/1000000其中DustP為粉塵排放率Dust為粉塵干基值Qs為濕煙氣流量，它的計算方式如下：Qs=3600*F*Vs其中，Qs為濕煙氣流量F為測量斷面面積Vs為折算流速。
3、SO2
①SO2干基值SO2G=SO2/(1–Xsw/100)其中SO2G為SO2干基值SO2為實測SO2濃度值Xsw為濕度。
②SO2折算SO2Z=SO2G*Coef其中SO2Z為SO2折算率SO2G為SO2干基值Coef為折算系數(shù)，具體見粉塵折算。
③SO2排放率SO2P=SO2G*Qsn/1000000其中SO2P為SO2排放率SO2G為SO2干基值。
Qsn為干煙氣流量，它的計算方式如下：Qsn=Qs*273/(273+Ts)*(Ba+Ps)/101325*(1–Xsw/100)其中Qs為濕煙氣流量Ts為實測溫度Ba為大氣壓力Ps為煙氣壓力Xsw為濕度。
4、NO
①NO干基值NOG=NO/(1–Xsw/100)其中NOG為NO干基值NO為實測NO濃度值Xsw為濕度。
②NO折算NOZ=NOG*Coef其中NOZ為NO折算率NOG為NO干基值Coef為折算系數(shù)，具體見粉塵折算。
③NO排放率NOP=NOG*Qsn/1000000其中NOP為NO排放率NOG為NO干基值。
Qsn為干煙氣流量，它的計算方式如下：Qsn=Qs*273/(273+Ts)*(Ba+Ps)/101325*(1–Xsw/100)其中Qs為濕煙氣流量Ts為實測溫度Ba為大氣壓力Ps為煙氣壓力Xsw為濕度。