1、CEMS 预处理系统典型故障及可靠性分析摘要：根据国投宣城发电有限责任公司一期 1*600MW 机组脱硫 CEMS系统维护的实际经验，本文选择故障高发的 CEMS 样气预处理系统进行分析。主要从预处理系统的结构特点导出该系统典型故障的根本原因以及提高系统可靠运行的主要对策，并就某些原因复杂、现象较有代表性的故障进行详尽分析。 关键词： CEMS；预处理；典型故障 中图分类号： TE644 文献标识码： A 1 前言 国投宣城发电有限责任公司一期 1*600MW 机组脱硫于 2008 年底投产，采用石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺。烟气在线连续监测系统（CEMS）使用的是北京雪迪龙科技股份有限公司 S
2、CS-900 系列产品，测量采用完全直接抽取法。CEMS 是脱硫装置正常运行的重要工具，与省级环保部门和省级及以上电网企业联网，向 省级环保部门和省级电网企业实时传送检测数据，在大型火电厂环保工作中占据极其重要的地位。随着社会对环保事业的重视程度提高，对 CEMS 设备运行可靠性也要求越来越高。由于 CEMS 预处理系统故障率较高对系统的稳定运行影响甚大，因此是 CEMS 系统稳定运行的基础。及时处理、防范预处理系统故障并保证其可靠性是 CEMS 系统长期稳定运行的重要保证。 2CEMS 预处理系统结构 烟气在线连续监测系统（CEMS）主要由预处理单元、分析单元、数据处理和传输单元、辅助单元等
3、构成。为保证整套 CEMS 系统的可靠性，必须保证气体分析仪的长期稳定运行。因为气体分析仪对样气纯净度要求非常高，所以样气预处理系统的可靠性对整个 CEMS 系统的可靠运行起到至关重要的作用。预处理系统的结构图示意图见图 1。 分析图 1 所示样气预处理结构图会发现，样气通过取样泵 M1 抽吸进入气体分析仪 A1，为保证进入气体分析仪的样气纯净，对样气做了以下处理： 1）在取样探头处对样气进行粗过滤（过滤器为 200m） ，以保证进入取样管线内的样气含尘量极少。 2）由于取样管线中含有水汽，SO2 气体易溶于水形成不饱和硫酸盐，在取样管线内形成结晶沉淀物，从而导致取样管线堵塞，因此对取样管线进
4、行全程电伴热，以保证取样管线在 110-130之间。 3）仪表进入机柜后，先经过一级冷凝除水装置 A11-1 进行冷凝除水，冷凝除水装置的温度控制在 2-5之间，以保证温度在露点温度以下。 4）经过一级除水的样气通过保护过滤器 FP1，从而除去更微小的颗粒物。 5）经过保护过滤器 FP1 的样气进入二级冷凝除水装置 A11-2 进行冷凝除水，除去一级除水装置未除掉的水汽，以保证样气足够的干燥。 6）经过二级冷凝除水装置的样气经过疏水过滤器 WF，最终进入气体分析仪 A1。样气在分析仪内部反应后通过分析仪的排气孔排放到大气中。以上过程为样气在系统中的一次循环。 CEMS 预处理系统的常见故障及因
5、 由于预处理系统涉及较长的取样管线、有腐蚀性的环境以及较多的设备，该系统故障率在 CEMS 系统中最高。 .预处理系统的常见故障及原因 预处理系统的常见故障和故障的原因如表所示： 针对以上故障，我公司在现场进行了相应改造： 1）为取样探头增加电伴热功能，使取样探头温度控制在 130左右，以保证取样探头干燥，防止结垢。并且为取样探头增加定时自动吹扫箱，吹扫间隔时间控制在 3 小时。吹扫电磁阀由机柜内 PLC 程序控制，以防止探头堵塞，导致系统无法抽取到样气。 2）取样管线电伴热温控器为单接点型，在日常使用中易导致接触器频繁动作，导致接触器出现故障，从而影响取样管线电伴热系统工作，导致取样管线不加
6、热。我们将电伴热带的温控单元更改恒温型，从而达到取样管线电伴热恒温的要求。 3）冷凝除水装置温控单元为回差控制型，在正常运行时温度控制在2-6之间，会导致制冷器压缩机频繁启停，易导致压缩机故障。将冷凝除水装置更换为恒温型制冷器，可避免压缩机因频繁启停而出现故障。4）由于整个预处理系统中四氟乙烯管接头较多，在管路安装时应尽量在接头部位留有一定的余量，避免日后四氟乙烯管老化时接头处漏气。5）蠕动泵为 24h 运行设备，蠕动泵泵管易老化，导致排水能力下降，从而导致保护过滤器进水。将蠕动泵泵管改为高弹性、耐磨型橡胶产品，可以延缓其老化周期，增强其排水能力。 6）氧量随负荷变化且持续偏高的故障非常具有典
7、型性，下面就该故障做较详尽的分析。 3.2 典型故障分析 故障现象为：烟气含氧量偏高且随着 机组负荷同向变化（负荷升高则氧量升高，负荷降低则氧量降低） 。通过图可知，烟道内烟气压力整体呈负压趋势，随着负荷升高，负压数值变大。由于烟气中含有大量 SQ2 酸性气体，外安装筒的焊缝处易发生腐蚀而产生微漏，空气由于烟道负压作用会泄漏入安装筒内，并且随负压增减，泄漏量也相应增大和减小。为了取到烟道内部均匀的样气，取样探杆长度一般设计在 1.5m-1.8m 之间，以便取样探杆深入烟道内长度在 1m 以上。而烟气中含有的大量 SQ2 酸性气体，易造成探杆腐蚀，最终断裂在外安装筒之中。当以上情况均发生时，便会出现烟气含氧量偏高且随着机组负荷同向变化的现象。将安装筒重新焊接，且焊缝处需满焊。将取样探杆更换为耐酸的 316L 不锈钢探杆。重新安装后，氧量测量正常。 经过以上预处理系统改造后，经过近 1 年多的运行观察，预处理系统基本达到了“零”维护。为分析仪表的稳定可靠运行提供了有力保障。参考文献 1 北京雪迪龙科技股份有限公司 SCS-900 系列操作手册 作者简介： 肖盛贤（1984.04） ，男，安徽，本科，工程师，热工自动化 余彪（1977.06） ，男，安徽，本科，工程师，热工自动化 王炜炜（1980.04） 女，安徽，本科，化验
