煙氣監測裝置(CEMS)預處理系統更新改造

來源:智匯工業

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關鍵詞:CEMS 煙氣監測系統 煙氣在線監測

    本文針對煙氣監測系統中預處理部分不能滿足對樣氣的處理功能,導致分析儀異常,影響環保數據的問題,進行研究和改造,以及改造后取得的效果。


    1、設備及系統概況


    某電廠燃煤發電機組脫硫塔煙氣在線監測采用的是某公司生產的PS型煙氣排放連續監測分析系統,該系統由以下部分組成:樣氣取樣裝置;樣氣傳輸裝置;樣氣冷凝裝置;冷凝物排放裝置;分析儀器等。主要設備包含:氣體冷凝器;氣體抽氣泵;蠕動泵;膜式過濾器(帶濕度報警);流量計(帶流量報警);電磁閥;取樣探頭;電加熱取樣管道等。


    該系統的工作流程是:啟動系統后抽氣泵工作,煙氣從取樣探頭處被抽出,先經過探頭過濾器過濾掉粉塵等雜質,然后由加熱管道到達分析柜,通過采樣電磁閥,進入氣體冷凝器進行冷凝脫水,冷凝下來的水經過一臺蠕動泵定時排掉。干燥后的樣氣經過一個樣氣過濾器后到達抽氣泵,再從抽氣泵到三通電磁閥和五通切換閥,最后通過膜片過濾器進入分析儀。


    2、改造前CEMS系統存在的問題


    該系統自投產以來,一直存在諸多問題,主要有以下幾點:


    探頭過濾器過濾孔徑大,過濾效果差,部分細小顆粒物無法過濾掉,進入取樣管路后附著在取樣管壁上,造成管路阻塞,減小了抽氣量,造成分析儀測量數據不準確,甚至流量低至報警值后,CEMS系統將停止工作,從而引起煙氣參數異常,嚴重影響到上傳環保部門的煙氣數據準確性。樣氣中含有的顆粒物進入分析儀后,對分析儀的損害也是很大的,輕則影響測量傳感器的準確度,導致煙氣數據不準確,重則損壞分析儀,導致巨大經濟損失和環保影響。


    因原樣氣中含水多,部分酸性氣體融入水中后形成強酸液體,腐蝕性極強,而原氣體冷凝器通流部件采用的是不銹鋼材質,很容易就被腐蝕掉,因此導致空氣漏入樣氣管路污染樣氣,從而引起煙氣參數異常,嚴重影響到上傳環保部門的煙氣數據準確性。


    因為樣氣中含水多,所以經常導致膜片過濾器濕度報警,由于要保護分析儀表的安全,濕度報警后分析柜內抽氣泵立即停止工作,分析儀不再通氣,煙氣無法分析,煙氣數據異常,又將影響到上傳環保部門的煙氣數據準確性,降低了設備可用率。


    由于樣氣的品質差,進入分析儀的樣氣含水和雜質多,導致分析儀測量傳感器老化快、易損壞。反映到分析儀就是零點和滿量程漂移大、測量不穩定,標定時測量值與標氣值偏差大,數據不穩定,跳變大,精確度低,兩次標定的時間間隔很短,否則無法保證測量數據的準確性,所以需經常標定。分析儀故障頻繁,易損壞,維護工作量和成本都很大。分析儀測量數據異常導致上傳到環保部門的煙氣數據不準確,影響該廠的排污指標,對環保工作造成極大的負面影響。


    經過對現有煙氣監測系統進行全面的檢測,通過上述分析發現主要問題是由該系統的樣氣處理單元引起,原有預處理設備無法完成對樣氣的處理功能,不能保證進入分析儀的樣氣是干燥、潔凈的煙氣,從而導致分析儀表老化損壞,造成分析儀測量不準,影響上傳環保部門的煙氣數據準確性。


    3、改造方案及實施


    根據該套系統存在的問題,結合調研結果和現場實際情況,為提高煙氣樣氣品質、降低樣氣含水率、防止取樣管路堵塞、減少設備腐蝕,決定對原樣氣處理單元進行重點改造。


    改造具體項目如下:


    更換原取樣探頭過濾器,采用過濾細度更小的過濾器(2μm 孔隙),過濾掉煙氣中的粉塵和其它顆粒物,以保證進入樣氣管路的樣氣不含雜質,以免在管壁上結垢后堵塞取樣管路。


    在取樣探頭處加裝電加熱裝置,不讓樣氣冷凝,以免樣氣在探頭處和取樣管線內冷凝后阻塞管路。


    因壓縮空氣的品質很差,含水含油很大,原先的空氣過濾器不能滿足過濾的要求,樣氣中含水率高跟它是有關系的,而且油份容易附著在探頭上造成積灰,影響抽氣量,嚴重時甚至無法抽下來空氣。因此我們在取樣探頭反吹壓縮空氣管道上加裝空氣過濾器組件,該空氣過濾器組件可以過濾掉壓縮空氣中的水份和油份,不讓探頭反吹時將壓縮空氣中的水和油吹入附著在取樣探頭內。


    樣氣通過伴熱管道進入分析柜,然后在此處增加一個大容積的積水罐,通過擴大氣體體積,溫度降低,可以冷凝掉一小部分水。


    將原不銹鋼氣體過濾器更換為玻璃冷腔,該玻璃冷腔采用一進一出雙排水方式,內部采用螺旋管道,增大了冷凝面積,冷凝效果很好。因為采用了玻璃材質的冷凝器,被腐蝕的情況也得到解決,杜絕了樣氣被空氣污染。


    冷凝效果增強后,冷凝水增多,原先的單泵定時排水不能滿足需要,因此改用兩臺蠕動泵連續排水,不讓液體在管道內積存,保證了樣氣品質。


    最后在進入分析儀處加一個無菌換氣過濾器,作為進入分析儀的最后一層保護,過濾掉剩余的微細顆粒物和水份,從而保證進入分析儀的樣氣干燥、潔凈。


    4、改造效果


    改造之后,首先取得的經濟效益是十分可觀的。自投產以來損壞的設備總價在30萬元左右,改造單套CEMS系統的材料消耗只要兩萬余元,后續維護費用也只要每年一萬元左右。


    其次,改造之后系統出現故障的機率大幅降低,設備運行可靠性提高,由CEMS系統設備故障造成的環保數據異常的次數也是大幅減少,測量數據的精確度得到提高,準確的反映該廠污染物排放的情況,不再因環保數據不準確影響到該廠的環保指標和效益。


    所有的改造工作都是圍繞改善樣氣品質、保證分析儀可靠準確運行來做的。改造后樣氣的含水率顯著減少,膜片過濾器濕度報警基本不再發生,樣氣中的水份基本都能通過冷凝器冷凝后排出。通過加熱取樣探頭和取樣管線,防止樣氣在探頭和管道內冷凝后積液積垢堵塞管路,提高了設備可靠率。將原冷凝器更換為玻璃冷腔后,因玻璃能防止酸性腐蝕,原先冷凝器被腐蝕壞的情況也不再發生,而且冷凝面積的擴大,冷凝效果比以前大為提高,樣氣中的水份含量更少。兩臺蠕動泵連續排水也保證了冷凝器內不再積液。所有這些改造都極大的提高了樣氣的品質,保證了進入分析儀的樣氣干燥、潔凈,防止腐蝕和損壞分析儀,減少了維護成本和工作量,提高了分析儀的使用壽命和測量精度,同時也滿足了環保部門的要求。


    (審核編輯: 智匯婷婷)

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