烟气环保在线分析仪应用

一、概述

我国大气污染状况十分严重，主要呈现为煤烟型污染特征；城市大气环境中总悬浮颗粒物浓度普遍标；二氧化硫污染保持在较高水平；机动车尾气污染物排放总量迅速增加；氮氧化物污染呈加重趋势；形成华中、西南、华东、华南多个酸雨区，以华中酸雨区为严重。

为贯彻《中华人民共和国大气污染防治法》，改善环境和提高空气质量，保障人体健康，规范工业锅炉及炉窑烟气脱硫工程建设，国家制定了《工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范》等一系列法规成为国家环境保护标准，督促众多工业锅炉使用者在排放烟气时含硫量不得高于规定数值。

烟气排放连续监测系统是一种对烟气成份（SO2、NOx、烟尘）及相关烟气参数进行在线自动连续监测的设备。

二、系统的组成

烟气排放连续监测系统是由气态污染物（SO2、NOX）、颗粒物（粉尘）、烟气参数测量子系统、数据采集和处理子系统、数据通讯系统等组成。通过现场采样方式，测定烟气中污染物浓度，同时测量烟气温度、烟气压力、流速、流量、烟气含氧量等参数，送至工控单元计算出烟气污染物排放率、排放量，显示和打印各种参数、图表并通过数据、图文传输系统分别传输至企业污染源监控站和环保行政管理部门。

烟气SO2,NOx分析系统测量原理：NRIR不分光红外法；在线粉尘烟度计测量原理：激光后散射法；烟气流量分析系统包括烟气流量、烟气压力和温度检测，流量测量原理：皮托管差压法；压力测量原理：扩散硅法；温度：热电阻法测量。O2含量分析系统测量原理：电化学法。下面主要介绍烟气分析仪系统的安装、维护注意事项及一般故障的排除方法。

三、安装施工注意事项

烟气的测量环境一般都是十分苛刻。*，很多含硫的烟气温度和含湿量十分高，含硫的烟气容易溶解于水蒸气，而造成测量数据的偏小，对此，烟气分析仪安装时要特别注意。

1、气体取样探头安装注意事项

①气体分析仪取样点要安装在能够真实反映烟气污染物排放率的地方，取样探头与烟道壁保持垂直或向上的倾斜角，防止凝液在取样过滤器处集聚凝固，引起堵塞。

②从探头到分析柜内的取样管应该呈倾斜向下，防止管内有凝液集聚。

③取样探头法兰要密封可靠，防止有空气漏入，引起污染排放物测量值偏小，氧含量偏高。

④取样点与分析柜间距离要尽可能小，管线较长，会引起较大的测量滞后。

⑤取样管在敷设过程中应该防止发生弯折情况，一旦有弯折现象，就要从弯折处裁掉，取样管的畅通性。

2、温压流测量系统安装注意事项

①温压流检测探头较长，应该在内部做好支撑，防止检测元件因自重发生形变，引起测量误差。

②安装法兰要跟烟道壁保持垂直，安装面密封可靠。

③尽量选择直管段好的位置。选择有6倍当量直径的直管段；烟道振动幅度应尽可能小，避开挡板门等障碍物，不宜选择在流速小于5m/s的场合。

3、粉尘检测仪安装注意事项

①粉尘仪安装法兰要与烟道壁保持垂直，光程在安装前应根据安装位置的实际尺寸进行确定。

②安装法兰共有四个螺孔，其中一组对角安装螺孔的连线要与地平面相垂直。

③因安装位置一般较高，要做好仪表防护措施，且外壳要可靠接地；4、其它安装注意事项①压缩空气要干净的仪表空气，若现场气源不洁净时，需增加压缩空气过滤器进行除水、除尘及除油处理。

②监测点要搭建可靠的检修平台，方便检修人员检维修作业。

四、日常维护

1、气体分析仪系统的维护（分析仪样气流路如下图3）若想使传感器达到应有的寿命，一定要没有冷凝物进入仪器，如果在采样过程中发现软管中有水汽，应立即停止采样并将软管干燥；对柜内受污染的管线及时更换，柜内保护过滤器滤芯为白色，不允许变色或附有颗粒物，管线应无污物。

检查蠕动泵的排水是否正常，是否有冷凝水排出，制冷器后管路是否有水汽，若排水不畅，应更换泵管或蠕动泵；制冷器制冷温度是否正常，一般设定为5℃，若温度偏高较多，检查制冷器是否异常，更换冷腔或更换整机。

标准气使用时，气体流量应满足1.0～1.5L/min，标准气不用时，要关闭气瓶总阀。校零点时，一定要校准环境中的被测气体浓度非常低，不要在量的环境中使用仪器，氧电池报告电量低时就须停止测量当在烟道里采样时，一定要探头周围的密封性，否则烟道外面的空气可能会流入烟道，从而影响测量结果2、粉尘仪的日常维护定期检查光学元件受污染情况，清洁液为50%的酒精水溶液，注意不要用含有油的酒精，当光学窗口表面被烟尘弄脏时，必须进行清洁，否则会影响测量结果的性，应根据现场被测烟气的实际情况，制定合理的时间间隔，定期进行维护。

定期进行设备性能校验，用设备的调校工具调校仪表的零点及量程，粉尘仪上的零点和跨度电位器只有在使用校准工具时才可调整，切不可随意旋拧，容易使其损坏失效。

3、温压流系统的日常维护

定期检查吹扫系统供气是否正常，气路是否通畅，温度接线是否牢固，测量系统是都有漏点，因烟气排出口处的压力属于微压系统，漏点对测量的影响会很大；定期检查变送器的零点是否发生漂移等。

五、故障排除

1、烟气数值太小或不变

可能原因：a:现场锅炉工况是否偏底或停炉；b:采样气体流量偏低；c:管路存在泄漏现象处理方法：a:检查工况；b:调节流量，检查冷凝器是否有冰冻现象；c:重新检查管路，在进系统柜内处拔开取样管，用手指堵住管口，观察样气流量计是否归零，若不归零，说明柜内管路有漏点，同理可检查整个气路的密封性。

2、采样气体流量过高或过低

可能原因：a:有漏气或堵塞现象；b：气体流量传感器坏处理方法：a:检查气路或清洗探头；b:更换流量传感器3、SO2数据异常波动处理方法：a:检查脱硫工况；b:在CEMS分析柜间检查在线分析仪的流量是否能保持在1.0ml/min左右，如果不能调节，试拔下初级过滤器前入口采样气管路，观察流量是否能升高至2.0ml/min以上，若不能检查采样框架内设备，重点检查真空泵、初级过滤器、气管；c:若流量能升高至2.0ml/min以上，就需检查烟道处采样装置是否堵塞，重点检查采样滤芯、接头、三通、电磁阀等处是否堵塞；d:还应检查采样管路伴热温度是否正常，一般在80～100℃；e:检查排水蠕动泵运转、排水是否正常，有无漏气现象；f:后用标准样气对分析仪进行标定4、除水效果不佳，影响分析仪正常运行制冷器制冷效果不，样气中含有的水分没有被分离，分析仪过滤器及流速表中有水珠存在，如果长时间运行，会损坏分析仪。采取的措施是在样气进入过滤器前加装一个阻水器，阻挡过多的水分被带进分析仪。同时提高伴热温度，降低制冷器的温度，从而提高样气与冷却仪冷室的温度差，加强水分的凝结，避免分析仪内进水。

蠕动泵管老化变形，失去弹性作用，易形成堵塞，使冷凝水不能及时排出，造成出口样气带水，影响抽吸单元和分析组件的正常运行。其次蠕动泵管破裂，空气进入样气，也会影响分析组件测量的性，应定期更换泵管。

5、电磁阀故障

系统内共有4个电磁阀，包括探头吹扫阀、湿度仪取样阀、样气取样阀、零点校验阀，当电磁阀出现内漏，将影响系统的正确测量；如：吹扫电磁阀和零点校验阀内漏，将会使仪表空气进入氧气管线，引起SO2和NOx实测值减小，O2含量偏高；湿度仪取样阀内漏，将会导致湿度仪内未干燥完毕的湿空气进入测量管线，引起SO2测量值的波动。

6、故障实例

烟气脱硫系统出口SO2监测数据频繁波动，且波动范围较大，NOx和O2测量稳定，通标气校验，分析仪正常；于是将出入口分析仪互换，入口测量稳定，出口波动依然存在，由此判定为取样管路存在问题；检查柜内管路无异常，各过滤器滤芯也无脏污，后检查取样伴热管线，发现在敷设中有一个倾斜向上的弯角，弯角处容易产生凝液，因为SO2容易溶于水，这样就造成测量值偏小，凝液若受热蒸发，就会放出的SO2，造成测量值偏大；重新敷设管线，敷设中发现管线中有部分管线不热，这就更容易造成凝液产生，原伴热取样管线伴热带为分段式加热，而温度检测探头只是检测了入口处的一小段，这就造成不能实时监控全段管线，后将伴热管线更换为全段式伴热带形式，问题得到了*的解决。