论CEMS系统烟气取样装置改进

论CEMS系统烟气取样装置改进

曹娟娟

陕钢集团汉钢公司陕西汉中724200

摘要：目前直接抽取采样法是CEMS系统中一种常用的原烟气采样方法。在大部分湿法脱硫系统中，原烟气中湿度过大，在温压流探头及过滤器处容易有积水（如果被抽取的样气在从探头传送至分析仪的过程中温度低于露点，或是湿度过大，有积水）则会使部分气体在传输管道中结露而损失部分SO2、NOx，从而造成测试结果不准确；此改进提供用于湿法脱硫（湿度过大环境）采用直接抽取式CEMS系统的取样装置，该装置采用的采样加热、过滤，伴热带与加热盒高温加热、保温输送设计，既能满足样气对采集温度的要求，确保样气在输送过程中不结露、成分不改变

关键词：CEMS系统；取样装置；积水；加热

前言：

1.烟气排放连续监测（CEMS）系统作用

烟气排放连续监测（CEMS）系统是一种对气态污染物浓度、固体污染物颗粒浓度、以及污染物排放总量进行连续自动监测的装置。监测数据和信息意义：1、传送至环保主管部门，用于监测企业污染物的排放浓度和总量是否达到国家标准；2、根据监测数据指导生产工艺操作。

2、烟气排放连续监测（CEMS）系统工作原理

CEMS系统连续采样法的特点是由采样预处理系统和分析仪表两部分组成，采样探头将被测气体从烟道或管道中引出进行一次过滤处理，通过伴热管（伴热管为耐腐蚀、耐高温的聚四氟乙烯管，采样管温度一般控制在120℃左右）将采集烟气连续输送入仪器的气体室中，分析仪器通过不同的方法完成气体浓度的测量与计算。

3、现有的方法和装置主要存在的问题

在大部分湿法脱硫系统中，原烟气中湿度过大，安装时采样探头箱体与烟道壁之间裸露的取样管未做保温处理，尽管经过伴热带、温控盒持续加热，但是当被抽取的样气在从探头传送至分析仪的过程中温度低于露点，或是湿度过大，就会在温压流探头及过滤器处产生积水，，致使部分易溶于水的气体（二氧化硫、氮氧化合物易溶于水）在传输过程中被稀释，从而造成测试结果不准确；残留在传输管道中的酸性气体容易引起系统部件的腐蚀、造成堵塞，甚至使分析仪出现故障和损伤，造成整个系统崩溃。

4、此项改造的目的：

应用于直接抽取式CEMS系统烟气取样装置，解决现有的技术的采样装置测试结果不准确的问题。提供用于湿法脱硫（湿度过大环境）采用直接抽取式CEMS系统的取样装置，该装置采用的采样加热、过滤，伴热带与加热盒高温加热、保温输送设计，既能满足样气对采集温度的要求，确保样气在输送过程中不结露、成分不改变。

5、具体实施方式

下面结合附图（图1）和具体实施方式对此项改造进行详细说明。

这是一种直接抽取式CEMS系统烟气取样装置，如图1所示，包括取样探头本体和伴热管3，所述的探头本体包括探头外部构件9和采样探头枪体12，所述的探头外部构件9的内部为烟气一次净化室7，在其中设置有陶瓷过滤器8，所述的陶瓷过滤器8与烟气采样管13连接；在所述的烟气采样管13的周围为探头内部加热器11，所述的探头内部加热器11和烟气采样管13延伸出探头外部构件9的部分位于采样探头抢体12内部，在探头外部构件9和探头枪体12交界的地方设置有安装法兰10，用于将取样装置安装在烟道壁上。

所述的采样探头枪体12与水平面之间存在夹角15°当湿度过大时，探头集成的加热器加热，剩余水滴可以自动流出，减小对原烟气中易溶于水（二氧化硫、氮氧化合物）成份的吸收，确保数据的准确性。12采样探头枪体用于保护采样管13和加热器11的保护外套，采用耐腐蚀合金材料。烟气由烟气采样管13端部进入，传输至陶瓷过滤器8，经过陶瓷过滤器8初步过滤进入烟气一次净化室，再通过三通阀进入伴热管传输管。

所述的探头外部构件9的一端与伴热管3通过一个三通接管6连接，所述的三通接管6的一端连接探头外壳9内部的烟气一级净化室7，另一端连接伴热管，第三端与反吹用压缩空气源5连接，且在连接处设置有采样探头反吹控制阀4；正常检测时采样探头反吹控制阀4处于关闭状态；维修时采样探头反吹控制阀4打开用于吹扫采样管和过滤器内的杂质，所述的伴热管3内设置有伴热管加热带1，且在伴热管加热带1的一端设置有伴热管加热带终端电阻2；采样探头安装时向下倾斜约15°，

6、此项改进工作过程是：

在进行采样时，烟气由采样管13进入，采样探头内部集成的加热器便开始对烟气进行加热处理，处理温度为120°~150°，然后将加热处理后的烟气送入陶瓷过滤器8中，经过过滤烟气流出至一级过滤室7，烟气通过三通接头进入伴热管输送管，传输至气体室进行分析样气含量。整个过程均处于加热状态，不会产生结雾现象，如果烟气湿度过大，剩余的积水靠自身重力自动流出采样管13。9是探头外部构件，起密封保护和固定造型作用，采样探头枪体12用于保护采样管13，和加热器11的保护外套，采用耐腐蚀合金材料；

在正常检测时采样探头反吹控制阀4处于关闭状态；在维修时采样探头反吹控制阀4打开用于吹扫采样管和过滤器内的杂质；整个烟气路径由CEMS仪表分析系统产生一定的抽力，通过伴热管烟气传输管形成，所以烟气会自动由采样管13进入。

图1

7、图1是一种直接抽取式CEMS系统烟气取样装置的结构示意图。

图中，1.伴热管加热带，2.伴热管加热带终端电阻，3.伴热管，4.采样探头反吹控制阀，5.反吹用压缩空气源，6.三通接管，7.烟气一级净化室，8.陶瓷过滤器，9.探头外部构件，10.安装法兰，11.探头内部加热器，12.采样探头枪体，13.烟气采样管。

8、结论

1.直接抽取式CEMS系统烟气取样装置采用的采样加热、过滤，伴热带与加热盒高温加热、保温输送设计，既能满足样气对采集温度的要求，确保样气在输送过程中不结露、成分不改变。有效解决了现有湿法脱硫工艺烟气湿度大，被取样气在传输中产生积水难题，提高数据监测的准确性，降低设备故障率，延长设备使用周期。

2.脱硫CEMS系统自实施一种“直接抽取式CEMS系统烟气取样装置”以来，脱硫环保达标率由最早的78%提升至92%，备件维护费用由60余万（年）将至10万（年）内，环保局季度数据对比监测合格率由82%提升至95%，有效助推公司环评达标，成效显著。

参考文献：

[1]聚光科技CEMS说明书

[2]“直接抽取式CEMS系统烟气取样装置”专利