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烟气监测装置(CEMS)预处理系统更新改造

来源:智汇工业

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关键词:CEMS 烟气监测系统 烟气在线监测

    本文针对烟气监测系统中预处理部分不能满足对样气的处理功能,导致分析仪异常,影响环保数据的问题,进行研究和改造,以及改造后取得的效果。


    1、设备及系统概况


    某电厂燃煤发电机组脱硫塔烟气在线监测采用的是某公司生产的PS型烟气排放连续监测分析系统,该系统由以下部分组成:样气取样装置;样气传输装置;样气冷凝装置;冷凝物排放装置;分析仪器等。主要设备包含:气体冷凝器;气体抽气泵;蠕动泵;膜式过滤器(带湿度报警);流量计(带流量报警);电磁阀;取样探头;电加热取样管道等。


    该系统的工作流程是:启动系统后抽气泵工作,烟气从取样探头处被抽出,先经过探头过滤器过滤掉粉尘等杂质,然后由加热管道到达分析柜,通过采样电磁阀,进入气体冷凝器进行冷凝脱水,冷凝下来的水经过一台蠕动泵定时排掉。干燥后的样气经过一个样气过滤器后到达抽气泵,再从抽气泵到三通电磁阀和五通切换阀,最后通过膜片过滤器进入分析仪。


    2、改造前CEMS系统存在的问题


    该系统自投产以来,一直存在诸多问题,主要有以下几点:


    探头过滤器过滤孔径大,过滤效果差,部分细小颗粒物无法过滤掉,进入取样管路后附着在取样管壁上,造成管路阻塞,减小了抽气量,造成分析仪测量数据不准确,甚至流量低至报警值后,CEMS系统将停止工作,从而引起烟气参数异常,严重影响到上传环保部门的烟气数据准确性。样气中含有的颗粒物进入分析仪后,对分析仪的损害也是很大的,轻则影响测量传感器的准确度,导致烟气数据不准确,重则损坏分析仪,导致巨大经济损失和环保影响。


    因原样气中含水多,部分酸性气体融入水中后形成强酸液体,腐蚀性极强,而原气体冷凝器通流部件采用的是不锈钢材质,很容易就被腐蚀掉,因此导致空气漏入样气管路污染样气,从而引起烟气参数异常,严重影响到上传环保部门的烟气数据准确性。


    因为样气中含水多,所以经常导致膜片过滤器湿度报警,由于要保护分析仪表的安全,湿度报警后分析柜内抽气泵立即停止工作,分析仪不再通气,烟气无法分析,烟气数据异常,又将影响到上传环保部门的烟气数据准确性,降低了设备可用率。


    由于样气的品质差,进入分析仪的样气含水和杂质多,导致分析仪测量传感器老化快、易损坏。反映到分析仪就是零点和满量程漂移大、测量不稳定,标定时测量值与标气值偏差大,数据不稳定,跳变大,精确度低,两次标定的时间间隔很短,否则无法保证测量数据的准确性,所以需经常标定。分析仪故障频繁,易损坏,维护工作量和成本都很大。分析仪测量数据异常导致上传到环保部门的烟气数据不准确,影响该厂的排污指标,对环保工作造成极大的负面影响。


    经过对现有烟气监测系统进行全面的检测,通过上述分析发现主要问题是由该系统的样气处理单元引起,原有预处理设备无法完成对样气的处理功能,不能保证进入分析仪的样气是干燥、洁净的烟气,从而导致分析仪表老化损坏,造成分析仪测量不准,影响上传环保部门的烟气数据准确性。


    3、改造方案及实施


    根据该套系统存在的问题,结合调研结果和现场实际情况,为提高烟气样气品质、降低样气含水率、防止取样管路堵塞、减少设备腐蚀,决定对原样气处理单元进行重点改造。


    改造具体项目如下:


    更换原取样探头过滤器,采用过滤细度更小的过滤器(2μm 孔隙),过滤掉烟气中的粉尘和其它颗粒物,以保证进入样气管路的样气不含杂质,以免在管壁上结垢后堵塞取样管路。


    在取样探头处加装电加热装置,不让样气冷凝,以免样气在探头处和取样管线内冷凝后阻塞管路。


    因压缩空气的品质很差,含水含油很大,原先的空气过滤器不能满足过滤的要求,样气中含水率高跟它是有关系的,而且油份容易附着在探头上造成积灰,影响抽气量,严重时甚至无法抽下来空气。因此我们在取样探头反吹压缩空气管道上加装空气过滤器组件,该空气过滤器组件可以过滤掉压缩空气中的水份和油份,不让探头反吹时将压缩空气中的水和油吹入附着在取样探头内。


    样气通过伴热管道进入分析柜,然后在此处增加一个大容积的积水罐,通过扩大气体体积,温度降低,可以冷凝掉一小部分水。


    将原不锈钢气体过滤器更换为玻璃冷腔,该玻璃冷腔采用一进一出双排水方式,内部采用螺旋管道,增大了冷凝面积,冷凝效果很好。因为采用了玻璃材质的冷凝器,被腐蚀的情况也得到解决,杜绝了样气被空气污染。


    冷凝效果增强后,冷凝水增多,原先的单泵定时排水不能满足需要,因此改用两台蠕动泵连续排水,不让液体在管道内积存,保证了样气品质。


    最后在进入分析仪处加一个无菌换气过滤器,作为进入分析仪的最后一层保护,过滤掉剩余的微细颗粒物和水份,从而保证进入分析仪的样气干燥、洁净。


    4、改造效果


    改造之后,首先取得的经济效益是十分可观的。自投产以来损坏的设备总价在30万元左右,改造单套CEMS系统的材料消耗只要两万余元,后续维护费用也只要每年一万元左右。


    其次,改造之后系统出现故障的机率大幅降低,设备运行可靠性提高,由CEMS系统设备故障造成的环保数据异常的次数也是大幅减少,测量数据的精确度得到提高,准确的反映该厂污染物排放的情况,不再因环保数据不准确影响到该厂的环保指标和效益。


    所有的改造工作都是围绕改善样气品质、保证分析仪可靠准确运行来做的。改造后样气的含水率显著减少,膜片过滤器湿度报警基本不再发生,样气中的水份基本都能通过冷凝器冷凝后排出。通过加热取样探头和取样管线,防止样气在探头和管道内冷凝后积液积垢堵塞管路,提高了设备可靠率。将原冷凝器更换为玻璃冷腔后,因玻璃能防止酸性腐蚀,原先冷凝器被腐蚀坏的情况也不再发生,而且冷凝面积的扩大,冷凝效果比以前大为提高,样气中的水份含量更少。两台蠕动泵连续排水也保证了冷凝器内不再积液。所有这些改造都极大的提高了样气的品质,保证了进入分析仪的样气干燥、洁净,防止腐蚀和损坏分析仪,减少了维护成本和工作量,提高了分析仪的使用寿命和测量精度,同时也满足了环保部门的要求。


    (审核编辑: 智汇婷婷)