火电厂脱硝CEMS系统

火电厂脱硝CEMS系统应用及故障处理

姓名：刘鹏

部门：设备部

专业：热工保护

2013 年9 月15 日

论文摘要

介绍了CEMS系统在火电厂的应用情况及工作原理、构成。重点对CEMS系统测量参数常见故障进行分析并逐一排查原因，找出发生故障的部件，提出措施，以提高CEMS系统运行的可靠性和准确性，降低故障率。

关键词：CEMS 故障分析处理措施

目录

一、引言----------------------------------------------------------3

二、系统介绍------------------------------------------------------3 （一）工业以太网Modbus TCP/IP介绍--------------------------------3 （二）控制系统介绍------------------------------------------------3 （三）网络结构介绍------------------------------------------------5 三、网络解决方案--------------------------------------------------5 （一）PLC系统配置-------------------------------------------------5 （二）网络的搭建和交换机配置---------------------------------------7（三）服务器和操作站配置-------------------------------------------8（四）软件配置-----------------------------------------------------9四、网络结构优化--------------------------------------------------10（一）网络硬件配置------------------------------------------------10（二）软件系统设计-------------------------------------------------10五、结束语---------------------------------------------------------11

CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的缩写,即“烟气排放连续监测系统”。它由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。火电厂脱硫CEMS系统是锅炉脱硫岛的核心设备，承担着脱硫设施安全稳定运行及满足环保要求进行达标排放的在线连续监测任务。由于CEMS系统的就地测量取样装置直接安装在锅炉脱硫岛的入出口管道上，工作环境恶劣，腐蚀磨损厉害，导致CEMS系统部分测量参数产生波动甚至突变，影响脱硫工艺调整以及脱硫设备的安全稳定运行。

某火电厂总装机容量为1300MW（2×320MW+2×330MW），四台机组全部采用美国DUCON EEC公司的石灰石－石膏湿法脱硫工艺、脱硫装置采用一炉一塔。CEMS 系统采用北京雪迪龙公司成套产品。CEMS系统测量参数作为脱硫设备运行的重要指标，必须确保测量参数的稳定和准确，提高数据被环保部门采用的有效性。

1 工作原理及构成

）采样方法为直接抽取加热法。据不完全统计，1.1 烟气的气体分析（NOx、O

2

在我国已安装的气态污染物CEMS中，直接抽取法大约占70%。直接抽取法可分为冷-干直接抽取和热-湿直接抽取，冷-干抽取法给出的烟气浓度为干基，热-湿抽取法给出的烟气浓度为湿基。我国安装的基本为冷-干直接抽取法。

1.2测量原理如下：

NOx测量原理――NRIR 不分光红外法；

测量原理――电化学法；

O

2

流量测量原理――差压法；

温度测量原理――热阻法。

1.3系统构成

CEMS系统由气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统和数据采集处理与通讯子系统组成。气态污染物监测子系统主要用于监测气态污染物NO

等的浓

X

度和排放总量;烟气参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气含氧量等,用于排放总量的计算和相关浓度折算;数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和DAS系统构成,实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量,并将报表实时传输到环保主管部门。

2 气态污染物监测子系统故障分析及处理

2.1故障现象：净烟气吹扫后SO

2参数突变，NO

X

和O

2

测量数据稳定。

从故障现象看，可能是气态污染物烟气采集和预处理系统某个部件工作不稳定引起的。因此，对可疑部件进行检查和处理。

（1）根据信号的传递关系，首先怀疑模拟量信号隔离器最可能出现工作不稳定。更换模拟量信号隔离器，此现象依然存在，证明不是由于信号隔离器引起的。

（2）吹扫电磁阀动作频繁，在长期使用中可能出现工作不稳定的现象。检查电磁阀的阀芯和线圈完好，带电试验电磁阀气密性和通气性能正常，只是线圈温度较高，为75℃。为谨慎起见，更换了吹扫电磁阀后进行吹扫试验，可故障现象依然存在。

（3）对分析仪通空气，表计显示：O

2测量值为21％左右，SO

2

和NO测量值

均为零；通SO

2

浓度为480PPm标准气，分析仪显示数值同标准气体一致，说明

分析仪工作也是正常的。

（4）PLC模拟量扩展模块工作不正常，导致信号干扰也会引起测量参数的突变。更换扩展模块，并重新接线后进行试验，故障仍然存在。

（5）就地采样探头加热温度设置在理论值120℃，由于湿法脱硫烟气湿度

较大，烟气中的SO

2

会不同程度的溶解在冷凝水中。怀疑探头加热温度理论设计的偏低，调高探头温度到180℃，故障现象基本消失。说明原给定探头加热温度

在湿法脱硫中不足以克服烟气的冷凝水，吹扫后冷凝水被吹掉，不再吸收SO

2

，导致参数变化。探头温度提高后，探头部位无冷凝水形成，问题得以解决。这可

从SO

2和H

2

O的吸收图关系曲线得到印证。

SO

2：7.3μm，NO：5.3μm;气室温度压力恒定;H

2

O、CO

2

影响。