（华能沁北发电有限责任公司 河南省济源市 459012）
摘要：现代经济的快速发展，工业对电量的需求加大，导致发电企业的快速发展，国内发电企业短期内依旧以燃煤机组为主，煤炭的燃耗产生的、废气是大气污染的主要源头，因此废气的治理是电厂重要的环境保护项目，脱硫、脱硝设备的投入使用，CEMS在线监测仪表的时时监测，保证了环保部门时时监测企业废气的排放是否达到排放标准，“超净排放”现已成为燃煤机组的发展趋势。
关键词：环境保护；脱硫；脱硝；在线监测；超净排放
1、烟气监测设备运行原理及监测数据
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。本设备是集光、机、电及计算机技术为一体的高科技产品，采用国家环保总局及美国环境保护组织（USEPA）推荐的紫外差分吸收光谱技术，具有在线连续测量、价格低、系统工作可靠、运行维护费用低、安装简便、无需人员监守等优点。
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。
烟气排放连续监测系统（CEMS系统）主要包括烟气监测系统、烟尘监测系统、烟气参数监测系统。烟气监测系统监测的系统主要有SO2、NOX、CO、HCl等。这个系统所用仪器主要是烟气预处理设备、气体分析仪等。
光学系统是完成烟气光谱采样的关键。光学系统主要由发射和接收两大部分组成，包括光源、透镜、角反射器、狭缝和多道光谱仪等。光源发出的光经过透镜直接进入烟道中，通过烟气吸收后经角反射器返回，由狭逢进入光谱仪，由光栅分光，在光栅色散焦平面由二极管阵列探测器（PDA）接收。
机械结构部分包括插入式气体采样管、二极管阵列探测器的线性检测及本底测量装置的机械驱动。考虑到烟道中温度很高，而且有SO2等腐蚀性很强的污染气体，所以气体通道包括测量槽及有关配件均采用不锈钢、透紫外光的石英玻璃材料制作。气体通道上的光学元件和密封元件均耐高温耐腐蚀。
利用气态污染物对特定波段的光具有吸收特性，选择波段在200nm～320nm的紫外光作光源，在此波段内水分子和其它气体几乎没有吸收。入射光被污染物吸收后，经光栅分光，由高灵敏二级管阵列探测器测量吸收光谱，并由此经计算机利用反演算法得到污染物的种类和含量。
氘灯发出的宽带光谱经石英聚光透镜后通过光分束器，再由反射镜反射到准直透镜，通过前窗镜照射到探头后端的角反射镜上，探头窗镜上装有透光波段200nm～250nm的紫外滤光片。角反射镜反射光按原光路返回到光分束器上，然后经过准直透镜照射到光谱仪的入射狭缝上，通过光栅色散形成光谱。高灵敏度线阵CCD探测器将光信号转变为电信号，CCD探测器输出的信号经前置放大器放大后送入高速信号采集A/D和CPU处理单元；控制处理单元的功能是将该信号数字化并存入存储器，然后由系统总控制单元采用适当地算法对其进行处理得到SO2、NOx浓度、烟气温度等信息。在数据分析和处理中采用硬件和软件平均滤波技术，构成了差分吸收光谱测量系统，从而使光源强度随着时间的慢变化。
2、CEMS系统维护
1）氧量异常。首先查看分析仪氧量显示是否正常，如果分析仪显示正常，检查电缆和通道是否存在问题。
如分析仪中氧气异常，在冬季就要检查分析仪排向室外的管路是否结冰堵塞，氧量在用空气标定满量程时量程是0-21%左右，当排气管堵塞后以烟气作标准气体标定的氧量要比正常量程低很多。排除以上原因后就要检查氧电池是否老化，氧电池的测量电压低于6mv时，氧量将无法正常测量，需要及时更换。
2）压力异常。查看CEMS室内计算机画面压力显示是否正常，其次检查隔离模块和线路。然后检查压力取样管是否有堵塞现象，并进行清理，再看压力变送器是否正常。如有异常及时校正或更换。
3）温度异常。与压力检查一样查看隔离模块和线路正常后，检查烟道上安装的温度计，在净烟道上的温度计保护套管容易因腐蚀损坏进水，使测量参数失准。
4）流量异常。排除隔离模块和线路问题后，查看皮托管的使用情况，如果堵塞，就要用钢丝等对其进行清理，同时关注腐蚀情况，反吹电磁阀的泄漏也会造成流量异常。
5）颗粒物异常。粉尘仪常出现的故障有（1）探头镜片污染，影响光的接收，测量的数值可能在很小的范围内波动，这是就要将粉尘仪拆下，用酒精棉擦拭镜片，同时检查反吹风机风量是否正常，风量偏小要对风机入口滤网进行清理；（2）由于震动等原因零满位或光程有偏移，这时用校验器进行校正就可以了；（3）烟气经脱硫后携带大量水汽对光线有散射作用，会造成颗粒物的测量数据偏大甚至满量程。
6）NOX或SO2数据的异常。按NOX或SO2气体的采样流程可将故障原因分为6种情况。（1）取样探头因长时间运行滤网内部堵塞，可将滤网拆除用清水冲洗用压缩空气吹干后安装，同时检查压缩空气吹扫是否正常；（2）采用管线堵塞或接头漏气，烟气经过滤后仍有部分颗粒物带入采样管，在某一位置堆积就会出现采样管堵塞，采样管是一根￠8的带加热管路，最长可达70米，用钢丝等辅助工具清理的难度很大，比较好的方法就是先用压缩空气吹扫，如果没有效果就要向采样管中注水20-30分钟，然后将管路伴热温度调到最大，加热8小时，再用大压力的压缩空气重新吹扫，这样堵塞问题基本上都能解决。避免管路堵塞的方法就是定期吹扫，并将采样管内加热到高于水的露点。采样管线与探头或电磁阀等连接部位因垫圈老化、关闭不严等都会造成取样管漏气，漏入空气测量的数据就偏小。用手堵住进气管，观察在采样泵的作用下分析流量是否迅速降到零，如不能降到零说明有漏气部位，用此方法依次排查各连接部位，此问题就可以解决了；（3）伴热管的加热系统故障，采样管路中为防止水汽的凝结对测量的影响，整根管路都在加热状态，一般加热温度在120℃-140℃。首先检查温控器的设定温度是分段加热，一米一个回路，所以不要认为头尾加热中间也一定在加热。检查采样管是否加热的方法就是用手触摸采样管外皮，明显感觉到温度，说明加热正常，如有未加热部位，只能将整根采样管更换，因为采样管是不能对接的；（4）采样流量降低，系统中探头过滤器、精密过滤器、采样泵等轻微堵塞，都会降低采样流量，可调整控制阀门使流量保持在合适位置，如果堵塞严重就要清理或更换部分滤芯；（5）气水分离器系统异常，可能原因有冷凝器冷凝效果差或蠕动泵排水效果不好等，冷凝器一般冷凝温度要求在5℃以下，如无法控制冷凝器温度在此范围，就需要进行维修或更换。检查蠕动泵是否正常的方法就是看蠕动泵出口是否有水定期排出，如无水排出说明蠕动泵故障，需要检查更换。
3、结束语
CEMS设备的正常运行需要常常巡检，检查设备的运行状态，及时的消除异常现象，仔细检查异常，针对性处理。
几年来，为了保护环境，一些小容量的火电机组已相继关停，大容量的火电机组也都采取了各种脱硫工艺，保证了SO2、NOX、的控制排放。脱硫技术的出现在一定范围内控制了大气污染，可是目前我国燃煤电厂普遍污染问题严重，环保工作还有很长的一段路要走。
参考文献：
[1]HJ/T76-2001《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
[2]HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》
[3]HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》