烟气在线监测系统分析王建羽

烟气在线监测系统分析王建羽

王建羽

单县深能环保有限公司274300

摘要：本文阐述分析了在烟气在线监测系统中容易出现的问题及对策，并根据长期的实践，对烟气在线监测系统在火电厂的应用及维护进行深入探讨，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：烟气在线监测系统；固定污染源；火电厂；应用

引言

随着我国经济的发展、国际地位的不断提升，环境问题也越发严重，环境监测成为了环境保护的必要保障。烟气在线监测系统是根据特定的仪器进行环境参数的采集，并且对空气中或者烟气中的颗粒物、氮氧化物进行在线监测，因此面对日趋严重的环境问题，研究烟气在线监测系统具有强烈的现实意义。

一、烟气在线检测系统介绍

烟气在线监测系统是利用特定的仪器对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测，同时各种相关的环保设备如脱硫、脱硝等装置也依靠烟气在线监测系统进行监控和管理，从而实现控制污染的情况。烟气在线监测系统由气态污染物检测子系统（用于对烟气中气态污染物进行连续监测）、烟气参数监控子系统（用于对烟气温度、压力、流速等状态参数进行测量）以及颗粒物检测子系统（主要用于烟尘浓度进行实时测量）、数据采集和处理子系统（主要用于烟气数据处理及传输）四个主要部分组成。火电行业监测的气态污染物通常为二氧化硫和氮氧化物，二氧化硫与氮氧化物漂浮在空气中，会造成一系列的环境问题。污染源废气排放的监测是环境保护的数据来源和基础工作，也是衡量环境污染程度、进行污染的控制的重要依据。

二、烟气在线监测系统容易出现的问题及解决方法

2.1采样管路发现液态水

如果系统采样管路中出现超过固定数量的液态水，系统中的湿度报警装置会自动报警。同时，采样泵的工作将停止。虽然影响很大，但在烟气在线监测系统中安装湿度报警是必要的。因为如果不安装湿度报警器，很难发现系统采样管路中是否存在过多的液态水，一段时间后，采样泵就不能正常启动，无法工作，气体分析仪等其他部件也将逐渐被腐蚀，在很大程度上影响烟气在线监测系统的科学性和准确性，所以安装湿度报警器具有非常重要的意义。

2.2取样管路吹扫时数据无法保持

在烟气在线监测系统中，二氧化硫的含量也涉及到脱硫系统的自动调节工作。因此，在烟气在线监测系统中吹扫取样管道时，系统检测到的数据会发生较大变化，从而影响脱硫系统的自动调节。如果用半干法进行脱硫工作，脱硫率仍然会在取样管路吹扫时发生更大的变化，由于脱硫塔中喷入的消石灰量是以烟气中二氧化硫含量的计算结果为基础，所以对烟气在线监测系统取样管道吹扫时，由于二氧化硫的计算结果并不准确所以消石灰量也是不正确的，这在很大程度上影响了实际脱硫率。在实际工作过程中，如果要得到准确的脱硫率，需要在烟气监测系统的取样管路吹扫之前，就退出消石灰的给定自动。但由于烟气在线监测系统取样管道吹扫频率为每隔两个小时一次，所以你需要退出消石灰给定自动操作将更加频繁，为了有效地解决这个问题，可以在烟气在线监测系统取样管道吹扫时，将吹扫指令交给可编程序逻辑控制器发出，同时在集中控制室的分散控制系统中引入该指令，使分散控制逻辑中回路，从而达到数据自存的目的。

2.3采样系统堵塞

烟气在线监测系统的采样系统主要由三级精密过滤器、冷凝器、伴热管线、两级精密过滤器、采样探头等组成。采样系统一旦堵塞，就会导致采样流量较低，后果严重。有关部门已发现采样系统堵塞时，必须首先确定堵塞的具体部分，可以采用以下方法：由于伴热管线和采样探头通常是在烟囱或者烟道等距离地面较高的地方，检查不方便，所以我们可以分析在内部的三级精密过滤、二级精密滤器和冷凝器等进行仔细检查。但是，对机柜内部检查人员要求具有较高的专业素质，并且必须熟悉采样系统，以确保排查准确的结果。

三、烟气在线监测系统在火电厂的应用和维护

3.1对于颗粒和烟气基本参数的监测

激光粉尘仪器用于监测颗粒物。该装置利用激光透射原理和反射光学设计，将颗粒浓度信号转换成电学量，然后将其传输到测量仪器，再计算出初始浓度值。该设计不仅可以提高测量精度和灵敏度，还可以增加测量光路，保证所有器件的温度一致，达到良好的稳定性。此外，由于反射光学设计中的高性能发射材料，大大减少了光学系统的调整，提高了搞震能力。还增加了吹扫装置、保护风机和微处理装置，操作方便，且清洗维护简单，自动化程度高。烟气基本参数监测有对温度、湿度、流量、氧气、压力这些参数在同一条件标准下监测。对于温度监测，通常使用热电偶或热电阻测量法。湿度上的测量通常通过干湿氧测量计算法和电容法。对于流量，有三种方法：超声波，热式和皮托管微差压法。相比之下，皮托管微差压法是最方便、最经济、应用最广泛的方法，但测量精度水平不高，流速上面受限。对于压力，它可以用压力变仪监测。

3.2对于气体污染物浓度的监测

火电厂气体浓度监测有三种方法：直接提取、现场安装和稀释取样。直接提取的方法是用加热管将提取的样品气体保温，使其不会凝结成露珠，然后用干燥设备将其除湿，送到分析装置进行分析。该方法有脱水步骤，所以对于硫化氢、氨气、氯化氢等含量低的易溶性气体测量不成。该方法的优点是不需要稀释气体，可对气体多组分检测，价格适中，测量准确，维护简单。缺点是需要使用电伴热、脱水器材和取样泵，需要较高的气体脱硫水平，如何高湿度高温度的气体则成本会很高。现场安装法是指将分析的探头装置在烟道上，差分吸收式测量气体。其基本原理是将单束光线照射到烟道内的气体中，然后采集不同波长的分子吸收光谱，利用吸收系数的差异来确定各种分子的浓度比值。该测量具有抗干扰性强的优点。缺点是维护不方便、光源损耗大、后期维护成本高、灵活性差无法随时在线校准等。稀释采样方法是使用大量的干净干燥的空气将除尘烟气进行100-250比例的倍数稀释，使待检测的气体露点温度一般达到负三十摄氏度以下，然后到微量分析仪上分析，结果乘稀释比例可得实际值。该方法包括临界孔技术，这种技术允许气体流体以恒定流速流动，以确保稳定准确的稀释比例。这种方法的优点是它可以用于少量和微量气体测不需预处理，维护经济方便、运行稳定可靠等。缺点是为结果需要修正（因为是湿法测量），空气净化设备和微量分析仪是必须需要的，而且价格相对较高。

3.3数据采集以及处理应用

数据采集与处理系统由CEMS监控组件、DCS数据传输单元、工控机、集线相等部件组件组成，对整个监测过程的数据进行采集与综合分析。其中集线相可以采集所有器件在4~20毫安时的信号，通过处理单元转换为RS485类别信号传输到工控机。CEMS监测组件是安装在工控机内部，可以监测和收集各种气体含量数据和工作中的信息，并进行存储。记录并生成报表和环境保护相关行政单位进行信息传递等。DCS还具有信息通信功能，可以将CEMS监测数据传输到客户的DCS。

3.4对CEMS进行日常维护的方案

在火电厂的CEMS测试应用过程中涉及到的器件较多。虽然火电厂在不同条件下使用的设备类型不同，但为了保证检测的稳定准确运行，需要对这些设备进行日常维护和检修，发现异常运行时应及时采取措施。例如，在流量检测部分，时常检查气体通道、探头等部位是否有堵塞。如有必要，更换滤芯或其他措施。检查取样泵的运行情况，泵膜是否需要更换。在压缩制冷器设备中，检查温度是否在限值范围内，超过范围及时停机，仔细检查是否发生故障。在分析仪上，看一下二氧化硫与氧气的比率。如果二氧化硫含量过低而氧气含量过高，检测系统的某些部分就有可能出现气体泄漏。如果显示值不正常，首先检查分析仪是否需要校准。在取样管路电伴热的运行中要保证温控在150℃范围附近，如出现跳闸等状况，要暂停运行检测；另外，一定要时常清洗管路。除了上述这些仪器外，其他仪器也需要经常进行测试，如确保清洗管道、小心更换阀门、膜等精细部件及时更换、仪器注意校准等。操作人员应严格按照仪器的说明来进行日常维护。这在很大程度上保证了监测系统的正常稳定运行，以及监测参数的准确性，降低了仪器的维护成本。

四、结束语

本文阐述分析了在烟气在线监测系统中容易出现的问题及对策，对烟气在线监测系统在火电厂的应用及维护进行深入探讨。

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