脫硝CEMS 系統(tǒng)在火電廠的應(yīng)用

郜培剛

(山西臨汾熱電有限公司，山西 臨汾 040001)

山西臨汾熱電2 ×300 MW 燃煤空冷供熱機組，于2011年初投產(chǎn)。同步建設(shè)并運行煙氣脫硝設(shè)施，采用選擇性催化還原法(SCR)脫硝裝置，在設(shè)計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下脫硝效率按不小于80%考慮，目前其脫硝系統(tǒng)已通過環(huán)保驗收，氣體分析儀采用聚光科技CEMS-2000 在線連續(xù)監(jiān)測設(shè)備，其氮氧化物的排放量已實時納入環(huán)保部門的監(jiān)控。CEMS-2000 主要由煙氣參數(shù)測量儀、煙塵測量儀、煙氣分析儀、煙氣采集裝置、煙氣處理單元、標(biāo)氣部分、數(shù)據(jù)采集控制器、凈化空氣單元等主要部分組成。

1 CEMS 系統(tǒng)的安裝注意事項

不管是進口或國內(nèi)的知名品牌CEMS 系統(tǒng)，要想在現(xiàn)場應(yīng)用的穩(wěn)定準(zhǔn)確，離不開現(xiàn)場的認真安裝和調(diào)試。在安裝期間，應(yīng)注意以下幾個問題:

1)CEMS 系統(tǒng)取樣管路一般在現(xiàn)場容易被人忽視，實際上因為取樣管路一般是由一根直徑6 mm 或8 mm 的聚四氟乙烯管包裹以伴熱帶和保溫材料及外殼組成，當(dāng)彎曲半徑較小、人為踩踏時容易造成管路堵塞。所以在安裝時一定要做好專用的橋架，保證彎曲半徑，取樣管路不得有形成U 型管的地方，以防粉塵或冷凝水聚集。同時取樣點和CEMS 間的距離應(yīng)盡可能短。

2)CEMS 在線分析的可靠性，主要決定于測量儀表及樣品處理系統(tǒng)的設(shè)計選型及配置，測量儀表及系統(tǒng)部件的選型必須適用、可靠，材質(zhì)必須滿足防腐蝕要求。例如，與煙氣接觸的管道及部件必須選用耐腐蝕的聚四氟乙烯或316 不銹鋼材質(zhì)，探頭、取樣泵、除濕器等必須耐腐蝕。系統(tǒng)安裝調(diào)試中，特別注意確保煙氣采樣、傳輸中要加熱保溫在煙氣露點之上，同時要保證煙氣除濕過程的快速除水，避免被測組分被水分吸收而流失，以確保樣氣的真實性。

3)CEMS 取樣點附近同一水平面上應(yīng)至少預(yù)留兩到三個用于環(huán)?，F(xiàn)場數(shù)據(jù)比對的取樣法蘭。

4)要注意整個CEMS 取樣系統(tǒng)的伴熱系統(tǒng)都能有效可靠投入。一般不注意的地方是在取樣頭出來的位置。

5)調(diào)試過程中要加強對CEMS 系統(tǒng)反吹掃系統(tǒng)的驗證，保證在實際運行過程中壓縮空氣管路的嚴(yán)密性及反吹掃系統(tǒng)的可靠投入，同時要檢查CEMS 系統(tǒng)內(nèi)PLC 在吹掃、維護、故障時數(shù)據(jù)能否正常保持。

2 脫硝CEMS 系統(tǒng)常見故障處理

◆氣室壓力低

CEMS-2000 氣室壓力報警一般設(shè)定為80 kPa，正常運行中該壓力信號為90 kPa 左右，如顯示屏顯示氣室壓力小于80 kPa，在線分析儀會發(fā)出報警信號，因為在線煙氣流量低，造成各項參數(shù)指示不準(zhǔn)。其主要原因在于:

1)取樣管線堵塞造成取樣氣室壓力低。

由于脫硝CEMS 系統(tǒng)取樣裝置大多采取直接抽取法CEMS，其難點在于被測煙氣高溫、高粉塵、高濕及高腐蝕，造成取樣探頭易堵塞，系統(tǒng)易腐蝕，造成氣室壓力低。

現(xiàn)場在處理氣室壓力低這個問題時，為了節(jié)約時間，一般先把二級過濾器打開，若氣室壓力報警消失、顯示大于90 kPa 時，則斷定CEMS 小間內(nèi)設(shè)備正常，壓力低的原因是二級過濾器堵塞或取樣探頭、取樣管線堵灰;若氣室壓力報警依舊存在，則從CEMS 小間內(nèi)內(nèi)設(shè)備管線查起，順著樣氣流動的反方向一節(jié)一節(jié)查，直到氣室壓力恢復(fù)正常為止。在處理#2 爐脫硝A 側(cè)出口氣室壓力低的問題之后發(fā)現(xiàn)，管線或者各接頭堵塞，其根本原因是取樣探頭濾芯損壞或者耐高溫墊片破損，導(dǎo)致取樣裝置進灰而造成流量低。

2)伴熱管堵塞造成取樣氣室壓力低。

CEMS-2000 測量 伴熱管堵塞是同時要注意整個測量系統(tǒng)的保溫及樣氣加熱裝置，防止在取樣管內(nèi)結(jié)露，和粉塵混合造成堵塞。應(yīng)加強伴熱管的檢查和反吹，對測溫探頭、加熱溫控器進行日常巡檢，確保管線正常。臨汾熱電曾經(jīng)兩次出現(xiàn)由于電加熱板故障，造成采樣預(yù)處理系統(tǒng)溫度報警退出運行，從而影響了在線分析儀的可靠投入。

◆分析儀數(shù)據(jù)顯示不準(zhǔn)

1)分析儀標(biāo)定引起的數(shù)據(jù)測量誤差。

在CEMS-2000 的現(xiàn)場標(biāo)定中，分析儀多次出現(xiàn)零點和量程的漂移現(xiàn)象。特別是在對分析儀標(biāo)定零點時，標(biāo)定結(jié)束后，取樣對空時分析儀畫面顯示NO 為－8 左右。不管大氣或者CEMS 小間內(nèi)是否含有NO，分析儀畫面顯示數(shù)據(jù)都不應(yīng)為負數(shù)。通過現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，主要原因在于未將尾氣排出CEMS 小間，加上我公司CEMS 小間空間較小，CEMS 小間內(nèi)有殘余的NO，這就導(dǎo)致在對空標(biāo)定分析儀時，其測得的NO并不是0，而是大于0，經(jīng)過我們當(dāng)0 進行標(biāo)定后，就造成分析儀數(shù)據(jù)顯示偏低。最好的辦法是將尾氣完全排出CEMS小間，盡可能地減少由于環(huán)境因素帶來的儀表零點標(biāo)定誤差。

2)脫硝出口NOX 與脫硫出口NOX 不對應(yīng)。

一般情況下，脫硫出口NO 要比脫硝出口略小。因為煙氣在整個系統(tǒng)中流過需要一定的時間，所以脫硫出口NO 和脫硝出口NO 存在一定的偏差，在噴氨量沒有急劇變化的情況下，偏差不應(yīng)過大，應(yīng)在－15～15 左右。臨汾熱電#1 爐A側(cè)脫硫出口NO 曾多次發(fā)生數(shù)據(jù)超脫硝出口NO 的現(xiàn)象，經(jīng)過現(xiàn)場測試比對，脫硫出口NO 數(shù)據(jù)正常，但經(jīng)過脫硫CEMS折算后，數(shù)據(jù)明顯較大。分析原因主要有兩個，一是CEMS標(biāo)定不及時，分析儀誤差較大;二是因為脫硫出口因為漏風(fēng)率大或氧化鋯傳感器原因，造成出口氧量指示偏高，從而影響了脫硫出口NO 的折算值。通過長時間的觀察和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)還有其他一些因素會造成脫硝CEMS 的數(shù)據(jù)失準(zhǔn)，如氣體分析儀測量環(huán)境變臟、氣體室光釬性能差、脫硝取樣探頭安裝位置、鍋爐負荷、鍋爐燃燒煤質(zhì)等，都會對脫硝出口NO 的測量造成一定的干擾，這些都需要我們根據(jù)實際情況加以分析和解決。

3 日常運行維護

CEMS 的日常維護是非常重要的，正確的日常維護可以保持和提高儀器的運行效率并延長使用壽命。CEMS-2000系統(tǒng)維護簡潔、方便，主要應(yīng)做好以下幾方面工作:

1)每天進入CEMS 小間(小間要留有通風(fēng)小孔，CO、NO、SO2等對人有很大的傷害)要注意空氣的氣味，如發(fā)現(xiàn)異味，要檢查管路是否泄漏、電器元件是否過熱、燒損。

2)每天對儀表基本情況進行巡檢。內(nèi)容包括:儀器設(shè)備運行情況、數(shù)據(jù)的傳輸情況及運行工況等，如有異常要進行檢查維護。首先檢查工況是否變化，如工況沒有變化，對儀器進行一次標(biāo)定，如還不行，則應(yīng)對電路、采樣路徑等進行分析檢查。

3)每周對儀表作基礎(chǔ)的維護，內(nèi)容包括:要用手逐個地檢查主要易松動的接頭是否松動，如有松動要進行緊固;要觸摸泵等儀器，看溫度是否異常，如異常要停機檢查維護;把手放在冷卻風(fēng)扇出風(fēng)口處，看風(fēng)扇是否正常工作，如異常要停機檢查維護;用手觸摸煙塵分析儀與煙囪連接法蘭，如溫度過高，要檢查鼓風(fēng)機系統(tǒng)是否正常工作，如氣管是否松脫漏氣、氣管是否裂口漏氣、鼓風(fēng)機是否出現(xiàn)故障、濾芯是否堵塞要更換等。

4)要注意檢查反吹氣罐，要定期把氣罐中的水排出氣罐，檢查儀表風(fēng)系統(tǒng)氣路連接是否漏氣，如果漏氣將影響反吹的進行。

5)要定期檢查電磁閥是否正常動作，如果電磁閥不動作，要檢查原因，是否氣路堵塞或者電磁閥損壞，如果損壞應(yīng)該更換電磁閥。煙氣參數(shù)測量裝置中，皮托管每半年要做一次清潔，清除皮托管中的積灰、油污等。

6)認真做好儀器設(shè)備運行記錄和設(shè)備檢修記錄，建立完善的維護檔案。對系統(tǒng)運行狀況、監(jiān)測數(shù)據(jù)和維修維護、設(shè)備檢修情況進行詳細的記錄。維護記錄一式三份，現(xiàn)場一份，公司一份，環(huán)保檢查臺賬一份。

4 結(jié)論

脫硝系統(tǒng)的安全運行是火電廠一個重要的環(huán)節(jié)，不僅是環(huán)保問題，更重要的是與發(fā)電廠發(fā)電效益有著密切的聯(lián)系。做好環(huán)保工作，做好脫硝管理，應(yīng)從根本下手。通過加強脫硝系統(tǒng)的日常巡檢，加強設(shè)備的風(fēng)險預(yù)控，在環(huán)保設(shè)備的問題上做到缺陷無大小之分，做好CEMS 系統(tǒng)的定期標(biāo)定、日常消缺等工作，脫硝數(shù)據(jù)才能做到可靠、準(zhǔn)確。

［1］聚光科技.CEMS-2000 煙氣分析系統(tǒng)用戶手冊［Z］.杭州:聚光科技(杭州)股份有限公司，2013.

［2］王振彪.脫硝CEMS 日常維護與常見故障處理［J］.電力科技通訊，2015(2).