探析火电厂CEMS系统净烟尘测量值异常及预防处理

探析火电厂 CEMS 系统 净烟尘测量值异常及预防 处理

马利杰

河北建投沙河发电有限责任公司 054100

摘要：整近些年来国家对于环保的重视，环保压力日益增大，全国火电厂尤其是大型火电厂在环保设施的投资日益增加，绝大多数火电机组实现了超低排放，很多300MW火电机组与600MW火电机组实现了超超低排放，火电厂达标排放检测装置显的尤为重要，火电厂CEMS系统有多种测量方法，探析火电厂CEMS系统净烟尘测量值异常及预防处理。

关键词：电厂;CEMS系统;烟尘测量;异常升高

引言

绿水青山就是金山银山，中国对于环境保护高度重视，“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”火电厂排放物的精确测量显得格外重要，随着CEMS系统检测技术不断发展和进步，尤其是在热工仪表自动化技术中的应用，促使火电厂污染物排放测量精确度的提升。火电厂净烟气烟尘的测量值是环保指标的重要参数，关系火电厂达标排放，火电厂净烟气烟尘仪表稳定性尤为重要。净烟气烟尘测量原理有抽取前散射法、后散射法、散射法与振荡天平法，采样称重法，本次针对散射法与振荡天平法3880i烟尘仪测量值异常探析故障原理与如何预防处理烟尘仪测量值异常的措施，从而使烟尘仪的稳定正常运行，为电厂烟气达标排放做出贡献。

1火电厂CEMS系统综述

当前，CEMS系统就是烟气排放连续监测系统（Continuous Emission Monitoring System），火电厂按照国家环保要求，都要实现污染物达标排放，污染物的检测就需要CEMS系统，主要测量SO2、NOx、粉尘浓度等，烟气测量参数:温度、压力、流量、含氧量、湿度，数据采集系统，数据显示软件与硬件等等，主要包括：原烟气监测系统与净烟气检测系统，通过现场各种传感器检测各种成份，将各种参数信号送至CEMS数据采集系统，收集各种参数，将这些数据实时传输至环保系统与企业，为火电厂脱硫、脱硝自动控制系统与运行监控系统提供重要数据，实现达标排放的重要参数，并且有历史数据查询功能，报表打印功能。目前CEMS系统主要分为直抽法CEMS系统、直接测量法CEMS系统与稀释法CEMS测量系统。电厂含尘量参数是重要参数，粉尘的测量技术也相对复杂。

2火电厂CEMS系统粉尘仪的基本原理

本火电厂采用的是3880i粉尘仪，3880i 型系统基于两种颗粒物质量检测方法，即光散射法和称重法。

光散射法可以对颗粒物的质量进行连续测量，并且有理论支持，当光束

遇到颗粒物时，颗粒物会造成光线向四外散射。散射光的强度由以下公式给出：

参数意义：

R = 散射光

IO =入射光辐照度

N =粒子数浓度

Cm =质量浓度

F(dp) =粒径分布函数

λ =光源波长

r =粒子散射光到探测器的距离

il,i2 = Lonenz-Mie散射强度函数

f(λ) =光源/检测器波长依赖

F(θ) = 光学系统的角散射几何

用光散射法测量颗粒物浓度量程范围广、响应迅速。以上参数显著影响测量的准确度，因此，需要用连续称重法作为参考来对光散射的结果进行修正。

质量测量的主要方法是惯性称重技术，基本原理是测量微振荡天平锥型管 (TEOM) 的振荡频率。锥形管是一根中空管，一端被固定，另一端可以自由振动。锥形管的头上装有可更换的滤膜，当锥形管吸入样气时，滤膜便可收集颗粒物。在采样期间，锥形管在电路的控制辅助下，以其精准的固有振荡频率振动。电子计数器精确测量其频率，该频率直接与滤膜的质量相关。

参数意义：

ƒ = 振动频率

K0 = 校准常数

M = 质量

3火电厂CEMS系统净烟尘仪表测量典型问题与处理措施

3.1现象描述

（一）DCS上位机画面显示净烟尘测量值异常升高。

（二）就地检查净烟尘仪有报警、净烟尘测量值异常升高。

（三）就地仪表显示喷嘴流量变低，仪表喷嘴流量低报警，伴随Bypass流量变低。

3.2原因分析

（一）烟尘仪进行反吹后，喷嘴流量依然很低，Bypass管断开时Bypass口没有大量较高压力气体喷出，如果喷嘴堵塞，Dilution气大部分会从Bypass口出来，所以推断喷嘴没有堵塞。

（二）断开就地探头Bypass管能感觉到气体抽进管子里，随之在探头控制器上能看到Bypass流量恢复正常，说明抽汽泵工作正常。

（三）将Bypass带着金属过滤器前端解开，仪表Bypass流量依然低。说明金属过滤器堵涩。金属过滤器堵塞后，Bypass流量会变低，喷嘴流量也会变低，稀释比会上升，导致净烟尘测量值异常升高。

测量气路简图

3.3处理过程

（一）烟气维保人员将仪表停电，将堵塞金属过滤器拆下，更换全新原装金属过滤器，保证接头严密牢固。

（二）仪表送电，等待仪表启动，加热，仪表测量正常。

3.4、预防措施

（一）烟气维保人员日常巡检需要检查仪表是否有报警信息，仪表伴热管线是否正常投入，抽气泵是否正常工作，要关注旁路流量，喷嘴流量，稀释气流量，样气流量，若喷嘴流量降低，旁路流量有所降低，提前进行预防性维护，在金属过滤器堵塞之前，提前进行更换。

结束语

为了进一步满足环保要求，实现清洁生产，排放物达标排放，烟气CEMS系统检测仪表的先进技术的采用非常重要，先进传感器的使用使得测量精确度更高，为火电厂脱硫、脱硝自动控制提供重要控制参数，以及监控和维护等措施进行了探究，希望能够让相关工作人员得以借鉴，为火电厂行业发展提供助力。

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