某电厂脱硫CEMS升级改造概述

某电厂脱硫CEMS升级改造概述
【摘要】对于火电厂锅炉，结合锅炉固定污染源烟气排放连续监测系统（CEMS）运行实际，进行CEMS系统运行精确度升级改造，实现了CEMS系统合规、稳定、高效运行，提升了环保管控水平，为企业经营发展提供了保障。

【关键词】脱硫CEMS；火电厂；精确性
一、运行现状
某火电厂脱硫烟囱外排口属环保重点监控点位，要求外排污染物在线监测，
数据需实时上传国控环保监管平台。

主要监测因子包括SO2、NO X、烟尘、流量、
温度、压力、氧含量等。

2018年3月1日起执行HJ+75-2017固定污染源烟气排
放连续监测技术规范，新规范对烟气排放连续监测系统运行的要求更高，导致原
监测系统分析系统的疑难问题凸显。

为此，需要消除影响CEMS系统日常稳定运
行的故障，并结合工艺及排放指标按照新规对实施升级改造。

二、改造前存在的主要问题
2.1管路、设备异常
（1）长时间连时间连续运行和管路老化，监测系统一级过滤器和伴热管弯
折处易形成湿烟尘堆积堵塞，造成气路不畅，致使SO2、NO X和氧含量测量值变化
缓慢，出现实测值失真。

（2）烟气分析仪出现零点或量程漂移，造成实测值失真。

（3）转换炉长期在高温介质运行，内易产生颗粒物堆积凝结，会造成NO X实
测值失真。

（4）烟气湿度过大，管路中易形成冷凝液，影响取样气路通畅，冷凝液会
造成烟气中SO2水溶，导致SO2实测值异常偏低。

同时，锅炉中逃逸的氨在CEMS
中发生二次脱硫，生成的铵盐易吸附SO2。

2.2氧含量折算值超标
污染物实测浓度真实的情况下，氧含量监测的准确性直接影响污染物折算结果。

氧含量监测异常情况主要有以下几点：
（1）外部因素。

氧含量监测仪及管路安装在烟道和监测平台，平台、烟道钢结构连接加之脱硫区域设备运行振动传播影响，导致分析仪及管路接头经常出现松动漏气现象，空气进入取样管路会使氧含量升高。

（2）冷凝器运行异常触发联锁保护，自动停止抽气泵的运行，造成分析仪至伴热管、烟道间形成负压状态，空气通过分析仪排气口吸入气室内，造成氧含量升高。

（3）分析仪内氧电池异常，造成氧含量测量数据异常，影响环保数据折算值异常。

三、升级改造方案
鉴于锅炉平台和站房监测设备的测量、传输模块均出现了不同程度老化及设备升级导致的不兼容问题，结合锅炉当前排放指标情况，按新规范要求对CEMS 系统进行了升级改造和优化配置，重点更换了采样探头、气体分析仪、伴热管、FT91分析机柜等主体部件，通过软件优化升级和部件的更换，保证CEMS系统的准确性和稳定性，提高了测量精度和准确度。

3.1取样探头
为防止烟气在取样探头部位凝结，采用加热型采样探头取样，取样探杆也采用加热型的，保证样气在取样探头处不凝露，并将探头温度、管线温度通过信号电缆引入机柜内显示。

3.2取样管线
采用一体式加热型取样管；样品传输管线全程采用150℃高温伴热，并选用抗腐蚀和惰性化的材料，以减少样品吸附。

冷凝器冷却后，高温烟气进入光室进行分析，产生的冷凝水从仪表中排出，而测量的烟气不含冷凝水。

双管结构，具
备全系统校正回路，满足环保标准化的要求。

整条采样管线的铺设采用桥架敷设，保证整条管线具有良好的支撑。

管线倾斜度≥5°防止积水，在每隔4～5m处装
线卡箍。

3.3预处理系统
预处理系统是对样品气进行处理的环节。

功能包括除尘、降温、流量调节、
采样控制等，所有功能集成在机柜中。

为满足超低排放要求和减少样气预处理中
的损耗，预处理系统采用新技术进行升级，采用压缩机制冷除水+渗透干燥器的
预处理方式，有效保证测量值的准确。

3.4加装反吹系统，
在探头吹扫的进口加装过滤反吹设备，每24小时吹扫一次，减少烟气中的
杂质污染。

3.5 独立UPS电源
每间站房独立供电并安装UPS不间断电源，确保稳压不间断供电。

3.6 抗雷干扰
现场机柜电源处直接增加防雷击抗浪涌功能，保证系统内部的防雷击能力。

3.7 环保备案
升级更换装置后，通过请第三方环评公司对企业进行数据采集验收对比实验。

四、可继续改善方面
目前，主流在线监测仪器采用非色散红外吸收法，具有精度高稳定性好等特点。

其原理为根据朗伯－比尔定律定量测定SO2的浓度。

同时，紫外吸收法表的
原理与非色散红外吸收法相同，但两种方法的特征波长不同，前者基本上不受
H2O的干扰。

紫外吸收法采用了高温全程加热气化所有液滴，但没有配置冷凝器。

高温烟气直接进入光室进行分析，测量的烟气也没有冷凝水。

由于没有冷凝过程，可以有效地减少冷凝水对SO2浓度测量的影响。

研究结果显示，烟气分析仪采用紫外吸收法测定数据与冷凝预处理装置数据
基本一致，测得的平均值误差小于1 mg/m3，两者的非分散红外吸收率均低于1 mg/m3。

随着CEMS监测标准的规范化、标准化，人工维护存在一定的局限性，系统
自动和远程标气调零校核智能功能，能有效地排除日常性的仪表误差。

在实际应
用维护中，可增加智能反吹控制，当系统受到外部强干扰、意外断电等情况导致
程序中断时，可提高异常情况自动恢复能力，如实现自启动、自动恢复运行状态，记录故障发生时间，启动后系统可通过自动标定来确定校准偏差等。

五、结语
通过对电厂CEMS系统实施技术管理措施及升级改造，CEMS监测数据与上传至DCS中控系统数据、环保监控平台数据偏差小于1%，提高了环保监测设施本质化水平，具有显著的社会、经济效益。