煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)CEMS的組成與維護(hù)

    　摘要：CEMS是用來(lái)監(jiān)測(cè)固定污染源的污染物排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本文結(jié)合山東新澤儀器有限公司的煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)的組成與日常維護(hù)。　

   　國(guó)家環(huán)保部在環(huán)境保護(hù)“十五”計(jì)劃中把實(shí)現(xiàn)污染源在線監(jiān)測(cè)作為工作重點(diǎn)，要求全國(guó)重點(diǎn)城市實(shí)現(xiàn)占區(qū)域污染負(fù)荷65%以上的企業(yè)安裝煙氣和水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并全面實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)能力建設(shè)投入的加大和自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的日益成熟，煙氣自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在全國(guó)得到了廣泛應(yīng)用,其獲取的大量、連續(xù)、完整的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為政府管理和決策部門(mén)提供了及時(shí)、全面的煙氣排放信息。

　　1、CEMS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS,Continuous Emission Monitoring System）,用于連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)固定污染源的污染物排放濃度。將儀器安裝在污染源上，實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)污染物的排放濃度和排放量，同時(shí)，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)控中心。

　　目前越來(lái)越多的國(guó)外CEMS產(chǎn)品進(jìn)入我國(guó)，按取樣方法來(lái)分，有代表性的有3種：稀釋法CEMS，直接抽取法CEMS，及原位直接測(cè)量法CEMS。因我省大部分電廠采用了直接抽取法的CEMS產(chǎn)品，因此本文結(jié)合山東新澤廠家產(chǎn)品，詳細(xì)介紹CEMS在電廠環(huán)保監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及維護(hù)。

　　2、系統(tǒng)描述

　　 2.1總體說(shuō)明

　　 本系統(tǒng)主要用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)，適用于電廠、鋼廠等行業(yè)。監(jiān)測(cè)參數(shù)主要有SO2、NOX、O2、粉塵濃度、流量、溫度、壓力等。煙氣監(jiān)測(cè)參數(shù)經(jīng)過(guò)信號(hào)處理傳輸至PLC再經(jīng)過(guò)特定軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以實(shí)現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、打印、統(tǒng)計(jì)和傳輸?shù)墓δ堋?/span>

　　2.2氣體監(jiān)測(cè)

　　煙氣的氣體分析主要包括SO2、NOX、O2其中SO2、NOX是通過(guò)伴熱管線取樣到氣體分析儀測(cè)量，氣體分析系統(tǒng)由采樣探頭、取樣管線、樣品預(yù)處理系統(tǒng)、氣體分析器、分析儀表柜等組成。

　　 2.3煙氣其他參數(shù)

　　 煙氣其他參數(shù)主要包括粉塵、流量、溫度、壓力等，這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)由安裝在煙道上的儀器直接測(cè)量，測(cè)量結(jié)果以4-20mA電流信號(hào)方式傳至上位機(jī)直接顯示。

　　3、系統(tǒng)維護(hù)

　　3.1SO2、NOX測(cè)量原理

　 首先利用取樣泵，從煙道內(nèi)部連續(xù)抽取煙氣，通過(guò)伴熱管線（由于煙氣溫度比較高，且伴熱管線比較長(zhǎng)，如果不加熱，煙氣樣會(huì)在傳送途中冷卻，從而水分從煙氣中冷凝出來(lái)，而與煙氣中的SO2和NOX反應(yīng)，生成硫酸和硝酸，這樣不僅對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕，而且對(duì)測(cè)量造成影響）傳送到冷凝器。冷凝器的溫度一般設(shè)定在5℃，能使煙氣中的水分迅速冷凝下來(lái)，冷凝的水分通過(guò)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的蠕動(dòng)泵排走，使其不與煙氣中的SO2、NOX發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，冷凝器內(nèi)的蠕動(dòng)泵連續(xù)抽取冷凝水，為了使水分能順利排出系統(tǒng)外，通過(guò)管線與外界相通，空氣通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)入冷凝器內(nèi)，除去水分的煙氣通過(guò)精密氣體過(guò)濾器，傳送到氣體分析儀。氣體分析儀是基于不分光紅外線吸收的原理，利用一定波長(zhǎng)的紅外光的吸收衰減來(lái)測(cè)量氣體的濃度值。　　

　　為了保證系統(tǒng)取樣管路不被煙氣中的粉塵堵塞，氣體分析儀設(shè)定了定期用空氣壓縮機(jī)壓縮空氣通過(guò)電磁閥SV1對(duì)伴熱管線進(jìn)行吹掃。

　　3.2氣體分析儀啟用前的準(zhǔn)備

　　3.2.1啟動(dòng)前的準(zhǔn)備

　　由于該儀器是氣體分析儀所以在啟動(dòng)前首先要檢查氣體是否存在泄漏，檢查氣體是否泄漏通常用一個(gè)U型管壓力計(jì)便可以用最簡(jiǎn)便的方法測(cè)量出壓力。

　　（1）在樣氣路中施加大約0.1bar的壓力；

　　（2）記下壓力，繼續(xù)等15分鐘后再次記下壓力；

　　（3）如果在15分鐘內(nèi)，壓力的變化量不大于1hPa（1mbar），則說(shuō)明氣路具有足夠的防泄漏性。

　　3.2.2分析儀的標(biāo)定

　　在分析儀安裝好之后，可以用標(biāo)定氣來(lái)對(duì)分析儀進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定應(yīng)該使用一種含有足夠濃度被測(cè)組分氣體（在N2或者合成空氣中樣氣的滿量程值的70%至100%之間）來(lái)進(jìn)行。進(jìn)行標(biāo)定時(shí)應(yīng)確保氣體流量在1.2-2.0L/min之間。在開(kāi)始測(cè)量之前，分析儀至少要運(yùn)行30分鐘，因?yàn)橹挥性谶@段時(shí)間之后，分析部分的充分穩(wěn)定才可以得到保證。

　　3.3氣路系統(tǒng)的維護(hù)

　　 3.3.1取樣探頭的維護(hù)

　　 應(yīng)每6個(gè)月檢查一次探頭過(guò)濾器，可以采用壓縮空氣對(duì)其進(jìn)行吹掃清洗。如果濾芯嚴(yán)重堵塞或者裂縫應(yīng)及時(shí)更換。

　　 3.3.2采樣管線的維護(hù)

　　 采樣管線通常為免維護(hù)的，需要注意的是不要使重物壓在管線上，以避免內(nèi)部取樣管與加熱帶接觸而造成取樣管損壞，若取樣管損壞將難以修復(fù)，必須更換。

　　 3.3.3冷凝器的維護(hù)

　　氣體冷凝器維護(hù)量很小，每6個(gè)月更換一次安裝在冷凝器下端的蠕動(dòng)泵泵管。如果發(fā)現(xiàn)冷凝器內(nèi)有粉塵時(shí)可采用人工用水清洗的方法進(jìn)行處理。

　　3.3.4保護(hù)過(guò)濾器的維護(hù)

　　當(dāng)有水汽或粉塵物通過(guò)保護(hù)過(guò)濾器時(shí)，保護(hù)過(guò)濾器中的濾紙會(huì)變色。這時(shí)應(yīng)更換濾芯。如果保護(hù)過(guò)濾器的濾芯變色較快，應(yīng)對(duì)過(guò)濾器前級(jí)氣路進(jìn)行檢查。原因可能是探頭過(guò)濾器失效，冷凝器工作失常所致。

　　3.3.5測(cè)塵儀的維護(hù)

　 正常情況下，應(yīng)每季度檢查一次，如經(jīng)首次檢查發(fā)現(xiàn)儀器運(yùn)行環(huán)境惡劣，不能滿足要求，則需經(jīng)常更換空氣過(guò)濾器。在正常情況下，測(cè)塵儀僅僅需要清潔光學(xué)窗口，清潔液為50%的酒精和蒸餾水的溶液，酒精需要化學(xué)純級(jí)的，不能用含油的酒精，用含油份的酒精溶液清潔光學(xué)窗口時(shí)，當(dāng)酒精發(fā)掉后仍有殘留的油份，會(huì)影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

　　4、常見(jiàn)故障及處理方法

　　4.1流量過(guò)低

　　探頭過(guò)濾器堵塞或取樣泵工作不正常是主要原因，氣體分析儀內(nèi)部為了減緩氣體流速，增加了一個(gè)用塑料做的氣體擴(kuò)容器，在長(zhǎng)時(shí)間有腐蝕性氣體的沖刷下，可能產(chǎn)生破損現(xiàn)象，也應(yīng)檢查擴(kuò)容器完整情況。在檢查清除泄漏后，要及時(shí)處理。

　　 4.2保護(hù)過(guò)濾器故障

　　保護(hù)過(guò)濾器的故障主要表現(xiàn)在積塵過(guò)多和過(guò)濾器變色。積塵過(guò)多的主要原因是探頭過(guò)濾器損壞，應(yīng)及時(shí)檢查清洗或更換。過(guò)濾器變色應(yīng)及時(shí)檢查探頭加熱、取樣管加熱、冷凝器、蠕動(dòng)泵工作是否正常。如果保護(hù)過(guò)濾器異常不及時(shí)處理，可能造成取樣管線的堵塞。那時(shí)清洗的工作量將會(huì)很大。

　　4.3冷凝器故障

　　冷凝器故障主要表現(xiàn)在其后管路有水汽，這時(shí)應(yīng)檢查蠕動(dòng)泵泵管是否正常，如泵管不在正常位置時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整，如泵管損壞應(yīng)及時(shí)更換。

　　4.4自動(dòng)校準(zhǔn)漂移過(guò)大

　　自動(dòng)校準(zhǔn)漂移過(guò)大，應(yīng)檢查使用標(biāo)氣是否過(guò)期，一般的標(biāo)準(zhǔn)氣體的保質(zhì)期為半年左右，另外因?yàn)樾?zhǔn)是在氣體分析室進(jìn)行的，應(yīng)檢查氣體分析室是否被污染，檢測(cè)器是否損壞，紅外光源是否充足。

　　4.5粉塵儀故障

　　當(dāng)看到顯示粉塵儀的測(cè)量數(shù)據(jù)有異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查粉塵儀的保險(xiǎn)絲是否被燒斷或者發(fā)射端的變壓器是否被燒毀，如果確定是，則需寄回廠家維修。另一個(gè)原因是粉塵儀發(fā)射端得燈泡是個(gè)消耗品，當(dāng)連續(xù)使用一段時(shí)間后，燈泡的光強(qiáng)度可能衰減到很低的水平或者燈泡的燈絲被燒斷，如果燈泡還有亮度但強(qiáng)度不夠，應(yīng)及時(shí)更換。

　　5、結(jié)束語(yǔ)

　　在線監(jiān)測(cè)是環(huán)境監(jiān)測(cè)工作發(fā)展的方向，雖然大部分重點(diǎn)企業(yè)已經(jīng)安裝了在線監(jiān)測(cè)儀器，但是在企業(yè)內(nèi)部缺乏專業(yè)的設(shè)備維護(hù)人員，因而常常出現(xiàn)有設(shè)備無(wú)人管，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)很大誤差等現(xiàn)象。希望本文能對(duì)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的維護(hù)人員給予一定的幫助，讓我們共同為我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展多做貢獻(xiàn)。