脱硫CEMS烟气在线监测系统运行及维护
1 我厂脱硫CEMS烟气在线监测系统概述
脱硫在线监测系统测量的主要参数：SO2、NOX、O2、流量、烟尘、温度、压力等，其中SO2、NOX采用NRIR不分光红外法、O2采用电化学法用分析仪检测，粉尘浓度（激光后散射法）、流量（皮托管差压法）、温度、压力等通过安装在现场平台上的仪表进行检测，这些数据经过信号处理传至PLC，上位机与PLC进行通讯（RS485）采集到环保要求数据。通过DAS站对环保数据进行存储、打印、统计和传输，并分别传至DCS和环保局。
2 系统原理
2.1 系统原理
CEMS烟气连续排放监测系统（Continuous emission monitoring systems for flue gas） 简称CEMS，主要用来连续监测烟气中烟尘及二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。系统主要包括：烟气颗粒物监测子系统（烟尘CEMS）、气态污染物监测子系统（烟尘CEMS）、气态污染物监测子系统（烟气CEMS）、排气参数子系统等三部分。
2.2 系统结构
CEMS系统采取了模块化的结构，系统功能单元大致分为室内和室外两部分。室内部分主要有主机柜（样气处理、分析仪、数据采集处理等）、供电电源、净化压缩空气源。室外部分主要有采样监测点电源箱、红外测尘仪、流速监测仪、烟气采样探头、空气过滤器以及伴热采样管线和信号控制电缆等组成。
2.3 气体监测
烟气的分析（SO2、NOX、O2）采样方法采用直接抽取加热法，分析仪表选用德国西门子多组分红外分析仪ULTTRAMAT23。SO2、NOX红外分析原理，O2采用电化学法。
我厂采用直接抽取法进行烟气分析，标准状态下的干烟气是指在温度273K，压力为101325Pa条件下不含水汽的烟气。系统主要由保温取样探头、保温输气管路和制冷除湿预处理系统组成，测量较准确，表计不准时可以随时用标气标定。
2.4 粉尘监测
我厂采用RBV粉尘仪，基于激光散射原理，基于烟尘粒子的背向散射，镜头要经常擦拭、污染严重时要用酒精棉对其清洗。特别是当法兰焊接在烟囱上后，如果为负压，需要连接保护过滤器；如果测点在正压，需要加反吹，含尘量应小于200毫克/方米。如果烟气中含水量太大会影响测量效果，水汽太大，水滴会被当成颗粒物测量。
2.5 流量测量
利用皮托管差压法，皮托管有两个测压孔，一个对准气体流动方向，测的是总压，另一个垂直于流动方向，测的是静压。流速与动压的平方根成正比，为了保证测量准确，增加了反吹管路和电磁阀，定时进行吹扫。
2.6 辅助参数
温度采用一体化温度变送器测量，压力采用西门子扩散硅微压变送器。
2.7 数据采集处理系统
由计算机、打印机、485-232转换器、相关软件。
2.8 气体预处理系统
2.8.1 气体采样
烟气经采样探头和烟气加热管线由取样泵抽到分析柜，气体伴热管路为避免从取样点及分析柜传输过程中不出现样气冷凝现象，避免SO2损失及样气畅通，取样管线及取样探头均采用加热方式，其温度要求控制在120-140度。采样流程为：样气-采样探头-采样管-分水器-制冷器冷枪A-过滤器FP1-两位一通电磁阀Y1-制冷器冷枪B-抽气泵-样气、标气切换阀-分析仪表-排气管路到室外。
2.8.2 真空泵为法国产KNF耐腐隔膜真空泵。
2.8.3 样气过滤器主要通过探头过滤器和过滤器组成。
2.8.4 样气除水：样气进入分析柜后，通过制冷器来对样气进行快速冷凝，经过制冷后的样气将满足分析仪要求。蠕动泵用于冷凝水的排放，制冷器的温度一般控制在+5±2℃，其中包括气体冷凝、过滤器和气流调节装置组成，使烟气中夹带的液态汽溶胶体、水分等冷凝液体，在经过汽水分离器的气膜时被捕集，集成液滴沿器壁下落，由出水口排入排水器内，从而达到气液分离的目的，并使样气得到进一步净化，并调节气流到一个合适的流量送入分析仪内。
2.8.5 净化器源：为仪器的气路提供清扫气，经过除水干燥，出游净化处理后的洁净空气。主要有：测尘仪的在线强制吹扫气路，防止光学镜头污染；用洁净的压缩空气吹扫采样气路和采样探头。双管伴热和吹扫气路，保证采样探头和管路的畅通。
3 分析仪故障分析
3.1 分析仪常见故障代码有M维护请求、F有故障、“！”是故障已被记录在日志中而且不错在。
3.2 烟气分析仪SO2数值显示偏小或不变
（1）当现场锅炉工况偏低或者停炉时，对SO2影响很大，当负荷高时，燃煤量大，SO2含量高；负荷波动大时，SO2变化也会大。
（2）当采样气体流量偏低时对SO2有很大影响，一般要求采样气体流量保持在0.8-1.2mg/min之间，流量偏低会使进入分析仪的气量过小而使得测量数值偏低。一般为采样探头、管路、控制电磁阀、冷凝器堵塞或冰冻现象，应使流量在正常范围。排气管、排水管冻管，导致管路堵，分析仪不能正常工作，SO2和O2浓度不准，要尽量提高环境温度，避免类似现象发生。
（3）当管路存在泄漏现象时，首先会是氧量偏大，SO2偏低，可能原因是采样管路、连接接头、过滤器、冷凝器、蠕动泵管等密封不严；从玻璃瓶进气口取下进气管，堵住进气口，如果浮子流量计小球到最低，且仪表出现报警说明柜内各装置密封良好。精密过滤器堵导致分析仪没进气，导致SO2和氧量浓度不变；蠕动泵坏导致系统漏入空气使分析仪数据测量不准确。 3.3 采样气体流量偏高或偏低
管路漏气时，流量显示偏高，SO2偏高，此时应检查密封。
管路有堵塞时，流量计显示偏低且调整螺钉无效、SO2偏高，此时应检查真空泵处理及管路堵塞情况。
4 系统维护
4.1 在线监测SO2数据异常的处理方法
在CEMS小间检查在线分析仪的流量是否保持在1.0mg/min左右，如果不能调节，拔下初级过滤器前取样管，观察分析仪流量是否能升高到2.0mg/min以上，若不能则重点检查初级过滤器、真空泵、气管、各接头、冷凝器、气体排出管是否顺畅等。若能，则重点检查烟气取样装置是否堵塞，重点检查采样滤芯、探头、电磁阀、伴热管线等；检查排水蠕动泵运转及排水、泵的严密性、查看有无漏气，最后用标准气对分析仪进行标定
4.2 SO2标定步骤
零点标定时按CAL键，拔下真空泵入口软管，自动校准零点，要求分析仪流量计保持在1.0ml/min左右，校准完后自动进入测量状态。量程标定时要求通入符合条件的标准气体。标气浓度单位换算系数：
SO2浓度单位：1μmol/mol=64/22.4mg/m3=2.86 mg/m3
NO浓度单位：1μmol/mol=30/22.4mg/m3=1.34 mg/m3
NO2浓度单位：1μmol/mol=46/22.4mg/m3=2.05 mg/m3
4.3 日常维护与保养
维护内容包括系统检查与部件更换，一般包括日常检查和定期检查。日常检查包括对ULTRAMAT23、保护过滤器、制冷器后管路、制冷器、蠕动泵、储液罐、采样管线、采样探头、粉尘仪风机、DAS系统进行检查；定期检查包括测尘仪零点及跨度校准15-30天，流量计校准零点、更换机柜风扇滤网、U23量程校准周期是3-6个月，更换取样探头过滤器滤芯、蠕动泵管及粉尘仪风机滤芯周期为6个月，更换取样泵膜片要1-2年，更换电磁阀周期为3年。还要每3个月对分析仪进行零漂、跨漂校准并填写校准记录。
过剩空气系数α=21%/（21%-XO2）；XO2为实际含氧量
用折算浓度算超标C=C？*（α/αS）；C为折算浓度，C'标干污染物浓度，αS锅炉标准的
颗粒物和气态污染物排放率G= C'*Qsn*10-69（Kg/h）； Qsn为标干烟气流量，单位m3/h
环保部门的监督考核从验收合格后开始，每季度企业自行开展比对监测，比对监测时，生产设备应正常稳定运行。比对监测项目有烟气温度、烟气流速、氧量和污染物实测浓度（颗粒物、SO2、NOX）。
数据统计方法及判定：
每季度有效数据捕集率=（该季度小时数-缺失数据小时数-无效数据小时数）/（该季度小时数-无效数据小时数）×100%
缺失数据时间段包括：烟气CEMS故障时间、维修时间、失控时段、参比方法替代时段以及有计划地维护保养、校准、校验等烟气CEMS缺失时间段。
无效数据时间段包括：固定污染源起停运（大修、中修、小修等）期间以及闷炉等时间段。
根据环保标准规定烟气CEMS每季度有效数据捕集率应达到75%以上。
