國家環(huán)保部在環(huán)境保護(hù)“十五”計劃中把實現(xiàn)污染源在線監(jiān)測作為工作重點，要求全國重點城市實現(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)測設(shè)備，并全面實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。隨著國家對環(huán)境監(jiān)測能力建設(shè)投入的加大和自動監(jiān)測技術(shù)的日益成熟，煙氣自動監(jiān)測系統(tǒng)在全國得到了廣泛應(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提供了及時、全面的煙氣排放信息。
01 CEMS系統(tǒng)簡介
煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS,Continuous Emission Monitoring System）,用于連續(xù)自動監(jiān)測固定污染源的污染物排放濃度。將儀器安裝在污染源上，實時測量監(jiān)測污染物的排放濃度和排放量，同時，將監(jiān)測的數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)控中心。
目前越來越多的國外CEMS產(chǎn)品進(jìn)入我國，按取樣方法來分，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[SINZEN]新澤廠家產(chǎn)品，詳細(xì)介紹CEMS在電廠環(huán)保監(jiān)測中的應(yīng)用及維護(hù)。
02 系統(tǒng)描述
2.1總體說明
本系統(tǒng)主要用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測，適用于電廠、鋼廠等行業(yè)。監(jiān)測參數(shù)主要有SO2、NOX、O2、粉塵濃度、流量、溫度、壓力等。煙氣監(jiān)測參數(shù)經(jīng)過信號處理傳輸至PLC再經(jīng)過特定軟件對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以實現(xiàn)環(huán)保數(shù)據(jù)的存儲、打印、統(tǒng)計和傳輸?shù)墓δ堋?
2.2氣體監(jiān)測
煙氣的氣體分析主要包括SO2、NOX、O2其中SO2、NOX是通過伴熱管線取樣到氣體分析儀測量，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)測由安裝在煙道上的儀器直接測量，測量結(jié)果以4-20mA電流信號方式傳至上位機(jī)直接顯示。
2.4數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理兩部分組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用SINZEN系列PLC。由CPU模擬量輸入模塊,及模擬量輸出模塊構(gòu)成。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)由計算機(jī)、煙氣監(jiān)測處理軟件等組成。
03 系統(tǒng)維護(hù)
3.1SO2、NOX測量原理
首先利用取樣泵，從煙道內(nèi)部連續(xù)抽取煙氣，通過伴熱管線（由于煙氣溫度比較高，且伴熱管線比較長，如果不加熱，煙氣樣會在傳送途中冷卻，從而水分從煙氣中冷凝出來，而與煙氣中的SO2和NOX反應(yīng)，生成硫酸和硝酸，這樣不僅對系統(tǒng)產(chǎn)生腐蝕，而且對測量造成影響）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，冷凝的水分通過連續(xù)運轉(zhuǎn)的蠕動泵排走，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，通過管線與外界相通，空氣通過過濾器進(jìn)入冷凝器內(nèi)，除去水分的煙氣通過精密氣體過濾器，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，利用一定波長的紅外光的吸收衰減來測量氣體的濃度值�！ �
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)壓縮空氣通過電磁閥對伴熱管線進(jìn)行吹掃。
3.2氣體分析儀啟用前的準(zhǔn)備
3.2.1啟動前的準(zhǔn)備
由于該儀器是氣體分析儀所以在啟動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U型管壓力計便可以用最簡便的方法測量出壓力。
（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)定氣來對分析儀進(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）來進(jìn)行。進(jìn)行標(biāo)定時應(yīng)確保氣體流量在1.2-2.0L/min之間。在開始測量之前，分析儀至少要運行30分鐘，因為只有在這段時間之后，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個月檢查一次探頭過濾器，可以采用壓縮空氣對其進(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個月更換一次安裝在冷凝器下端的蠕動泵泵管。如果發(fā)現(xiàn)冷凝器內(nèi)有粉塵時可采用人工用水清洗的方法進(jìn)行處理。
3.3.4保護(hù)過濾器的維護(hù)
當(dāng)有水汽或粉塵物通過保護(hù)過濾器時，保護(hù)過濾器中的濾紙會變色。這時應(yīng)更換濾芯。如果保護(hù)過濾器的濾芯變色較快，應(yīng)對過濾器前級氣路進(jìn)行檢查。原因可能是探頭過濾器失效，冷凝器工作失常所致。
3.3.5測塵儀的維護(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)儀器運行環(huán)境惡劣，不能滿足要求，則需經(jīng)常更換空氣過濾器。在正常情況下，測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，當(dāng)酒精發(fā)掉后仍有殘留的油份，會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
04 常見故障及處理方法
4.1流量過低
探頭過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，增加了一個用塑料做的氣體擴(kuò)容器，在長時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，要及時處理。
4.2保護(hù)過濾器故障
保護(hù)過濾器的故障主要表現(xiàn)在積塵過多和過濾器變色。積塵過多的主要原因是探頭過濾器損壞，應(yīng)及時檢查清洗或更換。過濾器變色應(yīng)及時檢查探頭加熱、取樣管加熱、冷凝器、蠕動泵工作是否正常。如果保護(hù)過濾器異常不及時處理，可能造成取樣管線的堵塞。那時清洗的工作量將會很大。
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，這時應(yīng)檢查蠕動泵泵管是否正常，如泵管不在正常位置時應(yīng)及時調(diào)整，如泵管損壞應(yīng)及時更換。
4.4自動校準(zhǔn)漂移過大
自動校準(zhǔn)漂移過大，應(yīng)檢查使用標(biāo)氣是否過期，一般的標(biāo)準(zhǔn)氣體的保質(zhì)期為半年左右，另外因為校準(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量數(shù)據(jù)有異常時，應(yīng)及時檢查粉塵儀的保險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。另一個原因是粉塵儀發(fā)射端得燈泡是個消耗品，當(dāng)連續(xù)使用一段時間后，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)及時更換。
05 結(jié)束語
在線監(jiān)測是環(huán)境監(jiān)測工作發(fā)展的方向，雖然大部分重點企業(yè)已經(jīng)安裝了在線監(jiān)測儀器，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)備無人管，監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)很大誤差等現(xiàn)象。希望本文能對在線監(jiān)測設(shè)備的維護(hù)人員給予一定的幫助，讓我們共同為我國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展多做貢獻(xiàn)。
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