烟气在线监测系统的运行维护和故障分析

烟气在线监测系统的运行维护和故障分析
发布时间：2023-02-23T03:27:51.333Z 来源：《中国科技信息》2022年第19期作者：王平
[导读] 做好CEMS的日常维护管理，加强运维人员专业培训，强化管理
王平
陕西龙门钢铁有限责任公司陕西韩城 715405
摘要：做好CEMS的日常维护管理，加强运维人员专业培训，强化管理，确保CEMS稳定运行，确保烟气达标排放，向环境监测部门提供准确有效的监测数据，对提高企业社会经济效益意义重大。

关键词：烟气在线监测系统；运行维护；故障
随着环保型企业及绿色企业的深入开展，企业越来越重视节能减排及环保工作。

烟气达标排放与节能减排已纳入企业绩效考核的重要指标。

烟气在线监测系统(CEMS)是环境监测部门准确高效数据的重要来源，所以企业越来越重视烟气在线监测仪表的稳定运行，投入大量资金及人力。

但由于CEMS监测的特殊性，其故障率较高，导致CEMS运行不稳定，无法向环境监测部门提供有效准确的排放数据，影响企业环保数据的达标。

基于此，本文详细论述了烟气在线监测系统的运行维护和故障。

一、CEMS的组成
CEMS由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统和烟气参数监测子系统以及数据采集、传输和处理子系统组成。

通过采样与非采样方式，测定烟气中颗粒物浓度及气态污染物(SO2、NOx、CO等)浓度，并测量烟气温度、压力、流速或流量、含湿量、氧氧(或二氧化碳)量等参数，监测数据用于工艺控制。

数据采集、传输和处理子系统同时计算烟气中污染物浓度及排放量；显示和打印各种参数与图表，并通过数据、图文传输系统传输到固定污染源监控系统，同时上传到环保局及上级主管部门。

二、CEMS常见故障原因和排除方法
由于CEMS结构复杂，烟气成分特殊，在设备运行中常发生取样管线腐蚀堵塞、数据漂移指示不准等故障。

常见故障、原因及排除方法为：1)采样流量低或无流量，其原因是采样滤芯、采样管、预处理系统管道、电磁阀和采样泵可能堵塞，系统排气不畅，需检查故障点，疏通和清洗。

2)氧含量异常高，SO2和NO异常低，原因是采样预处理系统存在漏气点，管路接头存在漏点，因此需检出漏气点并进行消漏处理。

3)监测数据异常波动或数据异常，因排气管不畅，时堵时通；制冷器温度不稳定，波动大；制冷器排水不畅；伴热管温度异常；分析房环境温度过高或过低。

因此，检查排气管并疏通；检查制冷器温度，必要时添加制冷剂；检查制冷剂排液泵是否正常转动，更换蠕动泵管；检查采样管及分析仪加热器系统的运行情况。

4)SO2和NO分析仪监测数据为零，因分析仪光源熄灭或其零点低。

因此，检查并更换光源并重新标定。

5)氧含量异常高，甚至达到20.9%，SO2监测数据为零。

由于采样管破裂或接头松动，抽入空气，所以要检查采样管线并紧固接头，以消除漏点。

6)分析仪上监测数据不变，由于死机或其他原因，断电重启仍不行，应检查分析仪光源系统及检测器，必要时更换。

7)分析仪上有数据，但工控机上无数据。

由于信号线松脱或信号转换器故障，应正确连接信号线，并检查信号转换器的输出是否正常，若不正常则更换。

8)仪表标定不准确，校定后测量仍不准确。

由于仪器气室被污染，或检测器损坏，或其他原因，应清洗或更换气室，并重新标定。

9)烟尘监测数据异常波动，由于烟尘测量装置的异常振动或烟尘分析仪光源的温度波动，监测安装是否坚固，消除振动；10)烟尘分析仪监测数据偏高，因分析仪镜头被污染；分析仪光源老化，因此要擦洗镜头或调大净化气风量；更换光源。

11)烟尘分析仪光路发生偏移，导致测量误差。

由于烟道内压力变化及热烟气影响，烟道会产生振动或变形，因此要定期准直校准光路。

12)流速监测数据异常波动，因烟气流速不稳；流速测量装置(毕托管)或变送器振动，流速测点选择不当，更换测点；减少振动。

13)流速测量值过小或过大，毕托管堵塞或控制反吹电磁阀漏气，因此要疏通毕托管，修复或更换电磁阀。

三、烟气在线监测系统的优化措施
1、定期开展烟气在线监测系统的更换更新。

烟气在线监测系统的定期更换更新是保证烟气在线监测系统安全稳定运行的有效保障。

一般系统耗材包括采样部件、过滤部件、预处理部件等。

耗材更换更新工作依据设备使用规定结合现场实际情况建立定期工作表，同时做好详细准确的记录，做好在线监测系统预防性维护才能有效开展污染物控制工作。

2、建立质控实验室和运维设备维修实验室。

为对烟气在线监测系统进行流动管理，建立质控实验室是保证采样准确性的有效途径，通过对在线监测系统的优化，能增加烟气在线监测系统测量稳定性，并保证在实际工作中，同时进行质量管理，这是保证烟气在线监测系统的技术保障。

由于运维设备维修实验室的建立，能在第一时间发现在线监测系统的故障问题，并及时进行质量问题排除，既保障了烟气在线监测系统工作的连续性，又能提高烟气在线监测系统的可靠性。

3、建立烟气在线监测设备数据库。

为应对烟气在线监测系统设备的突发性问题，建立烟气在线监测设备数据库是开展动态设备管理工作的有效途径，能在短时间内排除烟气在线监测系统故障问题，并定期维护老化设备，通过建立烟气在线监测设备数据库能有效维护管理烟气在线监测的仪器，增加烟气在线监测系统准确性与可靠性，对更换下来的故障部件进行维修后又能再次投入使用，节省了烟气在线监测工作成本。

4、采样系统堵塞控制。

烟气在线监测系统的采样系统包括三级精密过滤器、冷凝器、加热管、二级精密过滤器和采样探头部分，一旦采样系统被堵塞，会导致样品流量较低，后果严重。

必须确定堵塞的具体部位，可采用以下方法：加热管和取样探头通常在距离地面较高的烟囱或烟道上检验不方便，所以可先将伴热管与柜内连接部分拆开，再通过查看流量进行分析、排查，柜内主要是精密过滤器两级精密过滤器和冷凝器。

然而，对机柜内部检查人员需有很高的专业素质，必须熟悉抽样制度，以确保调查结果的准确性。

四、日常运行维护与注意事项
确保CEMS的可靠稳定运行是环境监测中一项重要且复杂的技术、管理工作，日常运行维护质量及设备运行质量是确保CEMS正常稳定运行的主要手段，为环境监测部门持续提供质量保证、准确可靠的监测数据。

为了确保CEMS的稳定、长期和准确运行，必须认真做好以下日常运行维护工作：①做好定期校准和校验工作。

CEMS运行期间的定期校准是质量保证中的一项重要工作，对于具有自动校准功能的气态污染物，CEMS应至少每24小时自动校准一次零点，每周校准一次量程(全程校准)；对于无自动校准功能的气态污染物CEMS(抽取法)，应使用零气及高浓度标准气体校准一次零点及量程(全程校准)至少15天；每月至少进行一次比对校验。

②加强日常巡检，及时消除及维修影响
系统运行的隐患与故障。

日常巡检的具体内容为：a.烟气监测系统。

探头滤芯、采样管、伴热管是否堵塞；采样探头反吹是否正常，电磁阀和反吹气源是否正常；采样泵、制冷器、过滤器、采样流量是否正常；冷凝除水装置是否正常，制冷温度是否低于10℃；吸附剂与干燥剂是否过期；冷凝水排水管是否畅通，尾气排放管是否通畅并与室外连接；烟气监测数据是否正常。

b.烟尘监测系统。

风管、空气过滤器是否正常工作；定期清洁烟尘仪玻璃窗口，确保窗口清洁。

由于烟道内压力的变化和热烟气作用，烟道会产生振动或变形，从而使烟尘仪光路发生偏移，造成测量误差。

应定期校准光路，以确保数据的准确性；烟尘监测数据是否正常。

c.流速监测系统。

检查毕托管反吹管路及控制电磁阀是否正常工作；检查毕托管是否堵塞，如有堵塞应及时清洗疏通；监测流速值是否正常。

d.其他烟气监测参数。

温湿度及含氧量的测量值是否正常。

e.数据采集传输系统。

分析仪、工控机、数据采集传输仪上数据是否一致；所有通信线路是否连接牢固。

f.其他辅助设备。

空气压缩系统是否正常；储水罐中的水是否被倒出；室内温湿度是否正常；站房卫生清洁。

参考文献：
[1]王彦刚.烟气在线监测系统的运行维护和故障分析[J].化工自动化及仪表，2022(03).。