反吹时间设计不合理,厂家与业主谁该为此负责?



内容来源:《仪表问答 案例汇编》第一章第五节烟气分析仪的故障处理 62页(书籍详情见文末)
 
基本情况
 
1.装置名称
催化裂化烟气脱硫脱硝装置。
2.工况简介
烟气脱硫工艺采用湿法烟气脱硫技术,湿法烟气脱硫是利用碱性的吸收剂脱除烟气中的SO2。脱除SO2的工序:首先,烟气中的二氧化硫与水接触生成亚硫酸(H2SO3);然后,亚硫酸与NaOH反应生成Na2SO3,Na2SO3与H2SO3进一步反应生成NaHSO3,NaHSO3又与NaOH反应加速生成亚硫酸钠;最后,生成的亚硫酸钠一部分作为吸收剂循环使用,另一部分去水处理系统(PTU)经重力沉降、氧化曝气、过滤后达标排放。
烟气脱硝工艺选择性催化还原脱硝技术(中温SCR),在催化剂的作用下,作为还原剂的气态NH3与加热后的稀释空气通过氨空混合器进行混合,将其通过喷氨格栅喷入SCR反应器上游的烟气中,在SCR反应器中催化剂的作用下发生化学反应,大部分的NOx被脱除。烟气与还原剂NH3发生还原反应,脱除烟气中的NOx;介质状态为气态;操作温度为54℃;操作压力为91Pa。排放控制指标:NOx为100mg/m3、SO2为50mg/m3
3. 仪表概况
NOx分析仪:设备型号为42i;测量方法为化学荧光法。SO2分析仪:设备型号为43i;测量方法为紫外脉冲荧光法。仪表厂家:ThermoFisher。投用日期:2019年3月。仪表信号及通讯情况:仪表将4~20mA模拟信号传输到DCS及数采仪,数采仪通过无线网络上传数据至环保监控平台。
测控点位置:洗涤塔装置烟气出口。各组分量程和测量方法见表1-1和表1-2。
 
故障描述及处理过程
1.故障前的工艺情况
工艺运行平稳,压力、温度等条件正常,CEMS(烟气排放连续监测系统)中SO2NOx分析仪测量数据准确无报警。
2.故障现象
工艺反映仪表定期反吹后SO2、NOx测量值持续上涨,然后再缓慢下降到正常状态。异常运行趋势如图1-1所示,正常测量趋势如图1-2所示。

3.影响范围
对脱硫洗涤塔的出口烟气进行检测:第一,若检测不准确,会造成排放指标数据超标;第二,该点SO2数据是工艺判断加碱量是否合理,及工艺设备是否存在问题的重要指标,因此仪表测量的准确性直接影响加碱量,从而影响烟气脱硫效果;第三,SO2气体溶于水后生成亚硫酸,是形成酸雨的原因之一,与其他污染物在一定条件下能产生化学烟雾污染,而NOx能深入人体肺部,引发呼吸道疾病。
4.仪表及系统处理过程

(1)通零点气及量程标气验证:仪表测量零点气和量程气准确(表1-3),说明仪表本体没有问题。

(2)检查取样探头:如图1-3所示,采样探头法兰连接处存在水汽及水汽凝结粉末,说明样品中水汽含量比较大。

  • 取样滤芯检查:更换采样探头滤芯,将仪表重新投运,故障现象依旧,如图1-4、图1-5所示。
 
  • 取样探杆检查:发现探杆内存在大量积水,清除积水并将其吹干后仪表重新投运,故障解决。如图1-6所示。

 
5.故障性质
是因仪表采样探杆内积水引起仪表测量不准确。
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故障原因分析
1.故障前仪表可靠性评价
仪表运行平稳,测量数据达标,工艺调整平稳,烟气达标排放。
2.失效分析
(1)直接原因:采样探头、探杆无加热装置,样品中水汽积攒在探头处,导致样品气组成发生变化。
(2)间接原因:原设计反吹时间(20s)不足以吹干探杆内水汽。
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防范措施及建议
1.经验总结
首先要从仪表原理、结构等方面分析问题可能存在的情况,再采取排除法逐步筛查,判断问题所在,分步验证,确保精准处理问题。
2.防范措施
延长反吹时间:厂家设置的仪表自动反吹时间间隔为4h,反吹持续时间为20s。经现场反复试验,并结合实际工况,最终将仪表反吹时间延长至120s。
3.改进建议
改进加热型探杆型式,从根本上消除水汽影响。
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知识拓展
1.稀释法简介
烟气通过惯性过滤器进入复合过滤器组件,经过滤的烟气通过声速孔进入混合泵与稀释气混合后,由样气导引管输入分析仪(图1-7.2)。当声速限流孔满足临界条件时,流体通过声速限流孔的流速被限制在声速,此时流过声速限流孔的流量不再与声速限流孔两侧的压差有关,质量流量保持为恒定值。流过声速限流孔的流量与稀释气的流量之比就是稀释采样器的稀释比。稀释探头结构如图1-7.1所示。
文丘里效应:当风吹过阻挡物时,在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低,从而产生吸附作用并导致空气的流动。文丘里管的工作原理是把气流由粗变细,以加快气体流速,使气体在文丘里管出口的后侧形成一个“真空”区。当这个真空区靠近工件时会对工件产生一定的吸附作用。
2.三类典型性CEMS系统取样方式优缺点比较(表1-3)
3.固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物监测的相关技术规范
《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范》(HJ 75-2017)、《固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法》(HJ 76-2017

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