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火电厂烟气脱硝CEMS系统异常情况分析及改进研究

来源:用户上传      作者:李登峰

摘 要:本文将详细介绍火电厂烟气脱硝CEMS系统,并针对该系统的异常情况,提出加强电源配置、完善器件密封性、安装报警系统及校正测试仪器四项烟气脱硝CEMS系统的改进措施。通过烟气脱硝CEMS系统的排放与监测,可完善火电厂的整个生产过程,有效实现其烟气脱硝,不但能改善周遭的环境污染,还能使火电厂中的能源获得最大化应用,促进能源发展。

关键词:火电厂;烟气脱硝CEMS系统;异常情况;改进措施

中图分类号:TM628 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)06-0144-02

0引言

煤炭能源在我国生产中占据较重要的地位,因煤炭燃烧而产生的污染物较多,火电厂大多以煤为主,且其用煤量占我国煤炭总量的70%,随着经济的发展,电力要求的提升,相关部门引入了烟气脱硝CEMS系统,通过该系统的发展与建设,有效控制了火电厂带来的环境污染,保障了电力建设。

1火电厂烟气脱硝CEMS系统介绍

1.1仪表

烟气脱硝CEMS系统中的仪表较为重要,其主要使用光谱气体分析仪,该仪器可采用吸收光谱法,在分析的过程中,其可同时开展多个组分的分析工作。该仪器还能测试多项气体的浓度,以分析其浓度是否超标,如氮氧化物、氧气等,并带有数字通讯与自动诊断功能,使用该仪器的优势为稳定性强、精度准,且打开仪器后,其预热时间通常只需5分钟。

1.2监测系统

烟气脱硝CEMS系统中同样含有监测系统,在该系统中,可测试其气态污染物的含量,以了解其污染状态,而通过该监测系统,也能有效测出其烟气排放指数,通过该系统的监测,相关技术人员可了解火电厂的污染状况与空气指数的变化。

1.3样品处理单元

针对样品处理单元,其内部的分析仪可承载火电厂的干净程度、流量、温度及压力,并能及时处理火电厂烟道中的气体。该仪器通常负责冷凝除水、抽取样品,再经过蠕动泵将其排出,此后再对其实行精密过滤,进而保证其过滤精度不到0.5um。火电厂中的技术人员要定时或定期对仪器进行零点以及量程标定,与此同时,还要适当调节流量,进而保证仪器中的流量进度[1]。

1.4数据处理系统

对于数据的处理、收集与传输,在烟气脱硝CEMS系统中含有系统的数据处理系统,在其机柜中,一般都安装一个较小的PLC,其主要作用为控制系统中的反吹、脱水与抽气等工序,同时还能有效处理现场分析表中的信号,其生产时产生的数据通常由PLC途径通讯接口,再由该接口传送到系统中,进而有效收集相关数据。在采集部分中,还有一台工业PC,其内部包含着数据处理的相关软件,通过该软件可快速、准确地处理相关数据信息。

2火电厂烟气脱硝CEMS系统异常时产生的问题

2.1安装过短

在火电厂实际生产过程中,依照烟气检测技术的要求,系统安装需预留出较长的位置,但多数火电厂由于烟道比较短,因而经常产生电源问题,该问题已成为当前火电厂的普遍问题。在烟道过短的情况下,其流量或烟尘的探头安装很难设置在合理位置上,对其探头的使用也会带来不利影响。基于其不合理的安装位置,烟气数据的计量与收集也会有较多不足。因烟道内部烟气流动方向的不确定性,该系统的安装位置的不同会导致测量结果的不同,并且对烟尘的影响也比较大,因烟道中颗粒物分布極不均匀,且其流量也会随着安装位置的变化而发生改变,也会对流量数值的准确性产生较大影响。因而特定的采样位置很难具备代表性,其数据也不能将烟气浓度及颗粒物含量真实的状态体现出来。

2.2管路及探头污染

烟气脱硝CEMS系统虽能将部分烟气有效吸收与洗涤,但在烟囱入口处仍存在含有水分的烟气,除雾器并不能将所有的雾滴除去,且水滴中还带有氨盐、氨气、二氧化硫等物质。此类型的烟气在流过CEMS探头及取样管路的过程中,由于其内部含有的水雾或水珠,高温干结后,会附着于取样管路中,造成探头污染,产生阻塞,进而影响采样结果[2]。

2.3缺乏报警装置

在进入烟囱前,正常烟气的排放通常为134℃,在室外,经过布置与取样管路以后,其散热温度会有效降低。由于烟气中一般含有水汽,若外部的温度小于露点温度,其水汽会产生凝结,进而形成液体。

技术人员将管线实行伴热,其目的在于利用加热管对烟气进行一定的保温,切记其抽取的烟气已全面除尘。与此同时,使烟气保持不结露,将其输送到干燥装置中进行除湿,并发送其到分析单元,针对气态污染物的浓度进行仔细分析。但若伴热管线中的电源出现些许问题,在管线中的烟气会显现结露腐蚀的采样管,其分析仪会被严重腐蚀。由于报警装置的缺乏,使问题不能被及时发现,从而导致事故的扩大,比如烟气中的取样管路过热,使电缆形成短路,进而产生爆炸。

2.4仪器测量问题

CEMS系统现场测试中,分析仪出现零点和量程漂移的现象较多,究其原因,分析仪在零点标定的过程中,其数据并不准确,待标定结束以后,其分析仪中的画面显示NO值为-8。不论CEMS系统或大气空间中内有无NO,该分析仪中画面数据显示都不应产生负数。通过相关检查与调查后发现,其原因为NO没能将其尾气排出,再加上CEMS系统空间不大,在该CEMS系统空间中发现留有残余的NO气体,因而在分析仪测试标定时,会出现其NO值并不为0,甚至比0还大。若技术人员将其标定为0,会使分析仪中的数据有效偏低。通常来讲,应将NO的尾气全部排出,在CEMS系统空间中,无残留的NO气体,进而将环境因素引起的仪表误差降到最低。

3火电厂烟气脱硝CEMS系统出现异常时的改进措施

3.1加强电源配置

若因CEMS系统安装位置太短而产生的相关数据测量的问题,一方面,技术人员可设置一套较为完整的CEMS系统,由于烟道过短,而产生的数据测量出入的相关问题,技术人员可检测火电厂内炉子的探头与相关分析仪,经过相关数据测试后,得到准确的位置信息,再将其组成一套全新的CEMS系统,使烟囱入口的数据与相关位置一致,有利于火电厂的运行、管理与生产。

另一方面,在系统安装的过程中,除了要安在正确的位置防止配置不合理外,还要注意其电源的配置,位置安装合理的情况下,也有可能产生断电现象,其原因在于安装时电源未稳定,由于过去火电厂的电源大多为MCC,因而火电厂可将电源置换成UPS,其电源更加稳定与安全,有力保障生产中的安全与正常运转。

3.2改进取样管路及探头装置

为了降低取样管路及探头污染带来的影响,技术人员应改进取样管路及探头装置,其取样管路及探头内部可设有烟尘反吹装置,并增加清理探头和冲洗取样管路的频率,及时对其清理,既能使探头变得更加洁净,又能延长其使用寿命。此外,火电厂管理人员可设置专门的清理人员,在不使用时,也要定期检查并清理,如清理的频率可在每周两到三次,进而有效降低取样管路堵塞及探头污染的概率。

与此同时,探头污染的原因还来自于CEMS系统的空间较小,因而导致其抽气泵等器件容易损坏,且更换频率较为频繁。因此,技术人員在清理取样管路及探头的同时,也要检查CEMS系统内的其他设备如抽气泵、氧传感器、氧变送器及电磁阀等是否完好正常,若空间具备密封性,确认后可重新设置电缆,进而更为合理的建立CEMS系统。

3.3安装报警系统

一方面,针对相关电缆短路问题,为了避免电缆在伴热时发生短路现象,机组在停运时,其烟气排放的监测系统一定要及时断电,而伴热电缆的终端部分应立即实行绝缘措施,将伴热电缆终端置放在恒温箱以外。技术人员需重新对伴热电缆进行测算,包含其限流器中的容量与电源的开关,与此同时,还要及时安装相关漏电的保护装置,技术人员将其他电缆与取样管分别敷设入控制柜,使机柜进一步得到完善与修正。而针对进线电缆中的孔洞也要进行防火封堵。

另一方面,针对不完善的报警系统,管理人员需采取相应措施,设置科学、合理的报警系统。基于此,正常烟气的排放需显示反应器的温度,相较于室外的管路,其散热温度会急速降低,且烟气带有水汽,因而其温度比露点温度低时,就会形成水汽凝结,进而产生液体。伴热管线在该环境中的作用,即利用加热管保温抽好的烟气,并由温控器对加热电源进行控制。管理人员可将把温度设置在160度左右,当温度低于此温度时,就会自动将加热器电源联通。但若现场的温控器出现故障,或温控器中的热电阻遭受故障时,就会使加热电源失去效果。若形成烟气结露,其问题会更加严重。因此,为了改善伴热电源的相关问题,火电厂需安装报警装置,使报警系统得到完善。

3.4维护测试仪器

针对CEMS系统中的数据测试仪器问题,相关管理人员应大力开展日常维护工作,首先,技术人员需每日前往CEMS设备系统处,在检查期间要在该系统周围设置一些通风小孔,因为SO2、NOx等气体都会给人身体留下较大的伤害。在检查的过程中,需留意空气中的气味,若发现空气中带有异味,应及时检查管路的泄漏情况,或电器元件的过热程度,甚至相关器件是否存在烧损的情况。与此同时,针对各项仪表的情况也要及时巡检记录,若发现问题,可及时检修或更换。其检测的内容包含运行工况、数据传输情况、设备或仪器运行情况等,如果发现异常需及时维护。针对工况变化也需时刻关注,若工况并未发生改变,则标定相关仪器;若发生数据上的变化,则应及时分析与检查采样路径与应对电路。

其次,火电厂的管理人员日常需对仪表进行基础性维护,其维护的主要内容包含接头是否出现松动,若出现松动,技术人员要及时加强与紧固,并用手触碰相关仪器,如抽气泵,检查其是否工作正常,出现异常时,需立即对其停机维护。针对风扇出口,巡检人员应将其手置于风扇冷却处,若正常工作可继续检测。同时,管理人员还要进行反吹气罐的检查,应定期把气罐内的水排出气罐,检测仪表中的系统气路连接是否存在漏气现象,若出现漏气,将会对气罐的反吹产生较大影响。

最后,管理人员需定期检测电磁阀的动作是否正常,若电磁阀不产生动作,需及时检查相关原因,气路是否存在堵塞或电磁阀有无损坏,如果显示损坏,管理人员应立即将电磁阀更换。针对烟气的相关参数,其皮托管需半年做次清洁,以清除皮托管内的油污与积灰等。此外,管理人员还需做好设备检修记录与设备运行记录,并设置较为科学的设备维护档案。针对设备检修情况、维修维护、监测数据及系统运行状况,进行详细记录。其维护记录通常为四份,即巡检台账一份、检查台账一份、标定记录台账一份与缺陷台账一份。

4结语

综上所述,煤炭属我国较为重要的能源,使用效率的高低直接影响着我国的工业生产效率,为了改善火电厂煤炭能源使用的现状,技术人员积极引进烟气脱硝CEMS系统,但在使用过程中会出现些许问题与异常,在查找出问题后,技术人员对其加以改进,促进了我国火电厂的发展。

参考文献

[1] 贺晓阳.CEMS系统在齐鲁热电厂脱硫脱硝中的应用[J].齐鲁石油化工,2018,46(2):148-151.

[2] 佟旭泽,张炜,王鹏飞.超净排放脱硫CEMS系统的优化[J].内燃机与配件,2017(24):161-162.


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