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CEMS烟气在线监测系统采样和预处理单元问题检查方法

2019.5.27
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韩金龙

致力于为分析测试行业奉献终身


CEMS烟气在线监测系统采样和预处理单元问题现场检查方法

一、采样点位

常见问题:

流速和颗粒物采样点位于烟道弯头、阀门、变径管处、弯道或前后直管段不足。

影响:

这些位置流场不稳定,流速和颗粒物浓度无规律剧烈波动。

规范要求:

1.应优先选择在垂直管段和烟道负压区域。

2.距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍烟道直径,距上述部件上游方向不小于两倍烟道直径处(HJ/T75—2007)。

核查方法:

现场观察。

备注:采样点位对气态污染物的影响较小,但也应尽量满足HJ/T 75—2007规范中“距弯头、阀门、变径管下游方向不小于两倍烟道直径,以及距上述部件上游方向不小于0.5 倍烟道直径处”的要求。

常见问题:

采样点设置在净烟道,但旁路烟道未安装烟气流量和烟温监测装置。

影响:

旁路开启情况无法有效监控。

规范要求:

1.固定污染源烟气净化设备设置有旁路烟道时,应在旁路烟道内安装烟气流量连续计量装置(HJ/T75—2007)。

2.应在旁路烟道加装烟气温度和流量采样装置(环办〔2009〕8号)。

核查方法:

1.现场观察旁路烟道是否安装了流量和烟温测量装置。

2.开启旁路,观察DCS和CEMS上流量和烟温变化情况,净烟道流量应下降,旁路流量应上升,旁路烟温应接近原烟气温度。

备注:目前,许多燃煤电厂不设旁路或已取消旁路,不存在此问题。但烧结机脱硫等仍设有旁路,需予以关注。

常见问题:

参比方法采样孔设置在CEMS采样孔上游,或距离CEMS采样孔较远。

影响:

测定结果可比性差。

规范要求:

在烟气CEMS 监测断面下游应预留参比方法采样孔,采样孔数目及采样平台等按《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》要求确定,以供参比方法测试使用。在互不影响测量的前提下,应尽可能靠近(HJ/T 75—2007)。

核查方法:现场观察。

备注:参比方法采样孔与CEMS采样孔距离一般控制在1米以内。

常见问题:

颗粒物采样孔设在气态污染物采样孔的上游。

影响:颗粒物监测时需连续吹扫,吹扫空气会使气态污染物被稀释,监测结果偏低。

核查方法:

现场观察。

备注:采样孔的正确布置顺序为:沿烟气流动方向,依次布置气态污染物、温度压力流速、颗粒物采样孔。相互距离最好不小于0.5米。

二、采样管路

常见问题:

1.采样管线未全程伴热。

2.采样探头加热温度或采样管线伴热温度不足。

影响:

导致采样管内烟气温度低于露点,水汽结露,二氧化硫溶于水中,加大测量误差,使测定结果偏低。

核查方法:

1.观察采样管线,是否全程伴热。

2.用手触碰采样管线,感觉是否有温度异常偏低的部分。

3.检查采样管两端,恒功率伴热管是否预留1米伴热带。

4.检查探头加热温度(温度显示仪表在采样探头旁或分析仪机柜内),一般加热温度不低于160℃。

5.检查伴热管伴热温度(温度显示仪表在分析仪机柜内),一般伴热温度不低于120℃。

备注:1.只有完全抽取法(包括热湿法和冷干法)仪器使用伴热管。稀释抽取法不需要伴热,但探头需要加热。

2.采样探头加热温度和伴热管伴热温度需根据烟气露点温度确定,必须保证能够将烟气加热到露点温度以上。对垃圾焚烧尾气等露点温度较高的烟气,采样探头加热温度和伴热管温度宜设置更高的温度,一般不低于180℃。

3.根据对某型伴热管实际试验,裸露管段长在30厘米时,烟气温度降低可达70℃左右;裸露管段长在60厘米时,可达90℃左右。也就是说,裸露管段长度超过60厘米时,烟气温度已经降低至接近室温。在此过程中,将产生大量冷凝水,吸收烟气中的二氧化硫,使测定结果偏低。在二氧化硫浓度较低时,对测定结果的影响更大(如普通湿法脱硫烟气浓度低于50ppm时,二氧化硫损失率可达10%甚至更高)。因此,在安装过程中,应尽量缩短采样管裸露管段的长度。

常见问题:

采样管形成U型管段。

影响:

冷凝水易蓄积在U型管段,加大测量误差,使气态污染物测定结果偏低。

核查方法:现场观察。

三、预处理

常见问题:

颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头未正常反吹。

影响:

不正常反吹将导致颗粒物测试仪镜片污染,使浓度偏大;气态污染物采样探头和皮托管探头堵塞,数据异常,严重时设备无法运行。

核查方法:

1.观察平台上颗粒物测量仪反吹风机叶片是否转动,听风机是否有运转的声音,用手感觉风机是否振动,判断风机是否正常运行。

2.观察平台上气态污染物探头和皮托管探头反吹管是否正常连接,平台上反吹气阀门是否打开。

3.观察监测站房内或平台上反吹气源压力表,压力一般在0.4~0.7MPa。

备注:

1.需反吹的部件包括3个:颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头。

2.颗粒物测量仪镜片采用连续反吹。

3.气态污染物采样探头、皮托管探头为脉冲式反吹,反吹周期一般为4~8小时,每次反吹时间为2~5分钟。

4.气态污染物探头反吹时,二氧化硫和氮氧化物浓度降低,氧含量增高。

5.皮托管全压反吹时,压力显示为满量程。静压反吹时,压力显示为零。

6.目前一般均对反吹时数据进行了屏蔽。如屏蔽,在CEMS和DCS历史数据中查询分钟数据时,可观察到反吹期间浓度、流速保持一固定值(如前5分钟均值)。如未屏蔽,可观察到有二氧化硫和氮氧化物浓度、流速(静压反吹)周期性波谷,氧含量、流速(全压反吹)周期性波峰。

7.反吹气源一般由监测站房内的空压机提供,压缩空气经管路输送至平台后分3路,分别供给颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头进行反吹。部分企业有自备气源,不需配备空压机。部分颗粒物测量仪镜片吹扫由平台上风机直接反吹。反吹气源压力在0.4~0.7MPa。

常见问题:

气态污染物采样探头内滤芯、预处理机柜内滤芯长期未更换,导致滤芯失效。

影响:滤芯堵塞,导致采样流量降低,严重时设备无法运行。

规范要求:一般不超过3个月更换一次采样探头滤芯(HJ/T 76—2007)。

核查方法:

1.查看气态污染物采样探头滤芯表面是否粉尘过大。

2.查看机柜滤芯是否变形、变色,表面有无大量粉尘。

备注:被测气体进入分析仪表前,需过滤去除粉尘和水蒸气,依次为:气态污染物采样探头内的陶瓷或不锈钢过滤器,预处理机柜内1~2处过滤器。正常情况下,分析仪采样流量一般在1~2L/分钟。 

常见问题:

1.冷凝器冷凝温度过高或过低。

2.冷凝温度不稳定。

影响:

1.冷凝温度过高,导致烟气中的水分不能充分析出,分析仪表损坏。

2.冷凝温度过低,尤其在低于0℃时,可能会导致冷凝管排水口结冰,无法正常排水。

核查方法:1.查看冷凝器上的显示温度,一般冷凝温度应在3~5℃。

2.观察抽气泵,如果除湿不好,抽气泵易腐蚀。

备注:完全抽取法测量气态污染物一般包括冷干法和热湿法两类,国内应用的主要是冷干法仪器。只有冷干法仪器才需要使用冷凝器,目的是使烟气中的水分迅速结露冷凝析出。热湿法仪器和稀释法仪器不需要冷凝器。

常见问题:

1.冷凝器排水蠕动泵泵管老化。

2.蠕动泵损坏。

3、蠕动泵泄漏。

影响:

冷凝水无法正常排出,严重时导致冷凝器不能正常工作。

规范要求:

每3个月至少检查一次气态污染物CEMS的过滤器、采样探头和管路的结灰和冷凝水情况、气体冷却部件、转换器、泵膜老化状态(HJ/T 75—2007)。

核查方法:

1.查看蠕动泵电机是否按标识方向转动,观察蠕动泵管是否有水柱顺利排出。

2.查阅运维记录,检查是否定期更换蠕动泵管(一般3个月至少更换一次)。

3.将蠕动泵管拆卸下来,观察其是否有裂纹、能否恢复原状。如拆卸后不能恢复原状、泵管表面有裂纹,则需要更换。


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