CEMS在火电厂中的应用及维护
引言
华润电力（贺州）有限公司一期工程超超临界机组同步建设烟气脱硫、脱硝装置。脱硫采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置（简称FGD），脱硝采用选择性催化还原法脱硝装置（简称SCR）。工程建设规模为2×1000MW超超临界燃煤机组，锅炉排出的烟气经脱硝后再经除尘器除尘后进行脱硫。每台锅炉设置两套脱硝装置和一套脱硫装置。脱硫、脱硝系统不设旁路烟道。
目前我司1、2号机烟气监测系统均已稳定运行两年。脱硫采用雪迪龙公司SCS-900C烟气在线监测系统，脱硝采用雪迪龙公司SCS-900烟气在线监测系统。
在监测因子选择上，我司脱硫系统原烟气CEMS系统设计有SO2、O2、烟气流量、粉尘、温度、压力监测因子，净烟气CEMS系统设计有SO2、NOX、O2、烟气流量、粉尘、温度、压力、湿度监测因子。脱硝系统设计有A＼B侧入口NOX、O2，出口NOX、O2以及出口氨逃逸。
1 脱硫CEMS系统介绍
脱硫采用雪迪龙公司SCS-900C型CEMS系统。每台机组原烟气、净烟气各使用一个分析仪。
该系统气体分析仪采用国产的雪迪龙Model 1080气体分析仪，采用直接抽取样气的方式。分析仪采用红外分光原理测量SO2和NOX，氧浓度原理测量O2。原烟气测量SO2、O2，净烟气测量SO2、NOX、O2。该气体分析仪提供多路4～20 mA 模拟输出及继电器接点输出，信号通过信号隔离器送至PLC（通讯送至上位机至环保数据采集平台）、DCS（运行人员监控）以及RTU（送至电网中调监控）。
粉尘监测采用雪迪龙MODEL 2030颗粒物浓度监测仪，采用了激光后向散射测试原理进行测量，为防止探头镜片积灰影响测量，分析仪采用压缩空气不停进行吹扫。粉尘仪输出4～20mA信号通过信号隔离器送至PLC、DCS以及RTU。
流速测量采用了皮托管流量计测量，测量流速范围为0～40m/s，采用西门子微差压变送器，并设计有压缩空气和反吹电磁阀，为防止皮托管堵塞，在PLC的控制下每4个小时进行一次反吹。变送器输出4～20mA信号送至信号隔离器送至PLC、DCS以及RTU。
湿度测量采用Model 2061，采用在线阻容式高温烟气水分仪，安装在CEMS控制柜，抽取的样气首先进入湿度仪再进气体分析仪。湿度信号经信号隔离器送至PLC、DCS以及RTU。
每台机组脱硫配备一台上位机，采用台式电脑，配置有加密狗及DAS监控软件，实现CEMS系统数据监控和计算，并实现历史数据存储、报表生成等功能，同时实时向环保部门的数据采集平台上传数据。
样气预处理采用两级制冷器进行烟气冷却，制冷器控制温度在2～5度，每一级制冷器设置一台蠕动泵排放冷凝水，经过冷凝干燥处理的烟气经过采样泵送到分析仪进行分析。为防止冷凝系统排水不畅或故障导致烟气含水，系统中还增加了一个过滤器，并在分析仪进口处增加了一个保护过滤器。过滤器有遇水变色的功能，一旦变色须及时更换。
2 脱硝CEMS系统介绍
脱硝采用雪迪龙公司SCS-900型CEMS系统。测量A/B侧入口、出口的NOX和O2， 以及 A/B侧出口氨逃逸，每台机组使用4台U23气体分析仪和1台双通道LDS6 激光分析仪。
NOX和O2的测量采用原装进口的U23气体分析仪，同样采用直接抽取样气的方式。测量原理和脱硫雪迪龙Model 1080气体分析仪一致，只是在操作界面上U23是英文界面，而Model 1080采用中文界面。NOX、O2信号通过信号隔离器送至DCS，再由DCS送至RTU。
氨逃逸的测量采用西门子LDS6 激光分析仪。需要在烟道的前后面安装发送端和接受端，烟道受热膨胀以后探头角度可能发生偏移，需要重新调整角度。系统配置了吹扫风机，24小时不停进行吹扫，起到冷却和防止积灰作用。测量信号通过信号隔离器送至DCS，再由DCS送至RTU。
为满足环保需要于2013年对系统进行升级，增加上位机实时上传监测数据至环保监测平台。
3 系统应用和管理
脱硫系统采用了一拖二监控方式，即一套原烟气、一套净烟气系统布置在一个分析小屋内，采用同一台上位机进行监控的方式。在数据上传上，也采用了同一套数据上传装置进行数据上传。
脱硝设计阶段由于没有环保上传要求，所以并没有采用上位机，数据直接上传到DCS进行监视和管理。于2013年增加上位机、上位机管理软件以后实时记录并上传上传监测数据至环保监测平台。
在系统运行中，日常巡检是较为必要的，巡检项目一般包括现场设备巡检和分析小屋内设备巡检两部份。现场设备巡检周期一般都是1周1次，主要巡检伴热管线固定情况及外观、烟尘仪、采样探头安装和加热情况、皮托管流量计安装和反吹管路情况等，分析小屋内设备巡检每天一次，主要检查伴热管加热情况、蠕动泵运行情况、取样泵运行情况、烟气取样流量值、主要参数值、数据上传情况等。
为了保证系统测量的准确性，减小零点漂移，系统设计了自动零点标定功能。由于脱硫采用国产分析仪漂移较大标定周期设置为2个小时一次，脱硝标定设置为4个小时。每标定两次，PLC进行一次探头反吹。同时，脱硫每周进行一次手动量程标定，脱硝每半个月进行一次手动量程标定。
在管理上，CEMS系统制定了专门的管理制度并上墙管理，同时上墙进行管理的还有巡检记录、标定记录、故障处理记录、操作维护记录、易耗品消耗记录、检修规程等。这些记录台帐都要求按真实情况认真填写，对于维护记录、标定记录等，同时制定了填写规范。
4 系统存在问题和改进建议
雪迪龙CEMS系统是一套较为成熟的烟气在线分析系统，具有较高的可靠性、准确性，但依然有部分细节问题值得改进，主要如下：
（1）国产的Model 1080气体分析仪漂移较进口的西门子U23要大。
（2）脱硝的氨逃逸可考虑取消风机，改用压缩空气。
（3）脱硫的皮托管吹扫电磁阀可考虑改成带手动装置的电磁阀，便于现场手动吹扫皮托管，减少维护工作量。
5 结束语
CEMS烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测了电力生产过程中产生的污染气体，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理。对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
