机 电 工 程 技 术
第４９卷 第１１期
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ ４９ Ｎｏ １１
收稿日期：２０２０－０４－２７
ＤＯＩ：
１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００９－９４９２ ２０２０ １１ ０７４
梁莎莎 烟气排放连续监测系统运行中常见问题及解决对策［Ｊ］ 机电工程技术，２０２０，４９（１１）：２４０－２４２ 烟气排放连续监测系统运行中常见问题及解决对策
梁莎莎
视频直播服务器（湖北华电西塞山发电有限公司，湖北黄石 ４３５０００）
摘要：介
绍了烟气排放连续监测系统的结构和设备，重点针对某发电公司烟气排放连续监测系统运行中常见的问题进行了分析，并制定了相应的解决对策，以提高烟气排放连续监测系统运行的可靠性和设备运行的稳定性，确保烟气排放数据达标真实。
关键词：ＣＥＭＳ；污
染物浓度；解决对策中图分类号：ＴＭ６２１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－９４９２（２０２０）１１－０２４０－０３
ＣｏｍｍｏｎＰｒｏｂｌｅｍｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅＯｐｅｒａｔｉｏｎｏｆ
ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＦｌｕｅＧａｓＥｍｉｓｓｉｏｎ
ＬｉａｎｇＳｈａｓｈａ
（ＨｕｂｅｉＨｕａｄｉａｎＸｉｓａｉｓｈａｎＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ ，Ｌｔｄ ，Ｈｕａｎｇｓｈｉ，Ｈｕｂｅｉ４３５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，
ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｏｆａｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｃｏｍｐａｎｙｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ，
ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｗｅｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ，
ｓｏａｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ，
ａｎｄｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｄａｔａｍｅｅｔｓｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＥＭＳ；ｐｏｌｌｕｔａｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；
玉环国际帮ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ
０
引言
烟气排放连续监测系统（ＣＥＭＳ）是对经过脱硝、除尘、
脱硫处理后，烟气中的ＳＯ２
、ＮＯｘ
、颗
粒物、Ｏ２
、压力、湿度等重要参数监测系统［１
］。烟气排放连续监测系统不仅能够为
发电厂烟气污染物排放浓度是否符合国家标准提供重要依据。同时，还对环保设备如脱硫、脱硝、除尘等装置的运行效率自控
进行了实时监控，实现了环保优化管理的目标［２
］。通过对烟
胡兰贵
气排放连续监测系统和设备的了解，研究烟气排放连续监测系统运行中的常见问题，制定相应的解决对策，确保烟气排放连续监测系统稳定、准确的监测烟气参数，保障企业的安全环保目标和经济效益。
１
烟气排放连续监测系统
某发电有限公司一期为２台３３０ＭＷ机组，分别于２０１７年１２月和２０１７年２月完成超低排放改造并投运，二期为２台６８０ＭＷ机组，分别于２０１７年７月和２０１６年７月完成超低排放改造并投运。＃１、＃２机组烟气除尘采用电除尘＋布袋除
尘方式，＃３、＃４机组烟气除尘采用电除尘方式，４台机组烟气脱硝采用ＳＣＲ脱硝、脱硫采用一炉一塔湿法脱硫、烟气排
放连续监测系统采用ＳＣＳ９００ｓｅｒｉｅｓ，主要包括ＳＯ２
、ＮＯｘ
、氧
量分析系统，颗粒物检测系统，质量流量监测系统，和采集、处理和控制系统（ＤＡＳ）４大系统，实现对烟气中二氧化硫、氮氧化物等污染物和烟气流量、压力等状态进行连续监测，并实现环境污染物数据报表处理和数据传输，达到环境监测、控制污染排放，最终保护环境的目的。烟气排放连续监测系统设备主要包括烟气成分分析装置、
颗粒物检测装置、质量流量检测装置和数据采集处理传输
装置［３
］。１ １ 烟气成分分析装置烟气成分分析装置主要由采样单元、预处理单元和分析
仪３部
分组成［４
］。采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元，采样器选用的是电加热直接抽取法，样气通过采样探头吸入碳化硅陶瓷过滤器，经过电加热将烟气温
度控制在１２０℃左
右，通过电伴热采样管路输送到预处理单元，同时为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞，影响样气输送，由ＰＬＣ控制反吹系统定时３ｈ反吹，每次反吹２４０ｓ。预处理单元是将样气按照分析仪能够接受的压力、温度、流量、湿度进行处理后，通过样气管路进入分析仪。预处理单元通过取样泵抽取样气；通过冷凝器制冷除水然后蠕动泵将积水排出；通过保安过滤器和疏水过滤器排除样气中的颗粒物和水份；通过流量调节阀控制进入分析仪的流量。烟气分析仪采用ＵＬＴＲＡＭＡＴ２３分析仪，它是根据单光
束不分光红外测量原理完成对样气中
ＳＯ２
、ＮＯｘ浓度的测量，根据电化学原理完成烟气中含氧量的测量［５
］，分析数据通过
ＲＳ４８５接口进行通讯。１ ２ 颗粒物检测装置目前该发电公司＃１、＃２、＃３机
组原烟气粉尘测量选用的是兰德４２００＋粉尘仪，＃４机原烟气粉尘测量选用的是Ｍｏｄｅｌ
２０３０粉尘仪，它们均是通过发射一束光穿过烟气来测量不透明度。４台机组烟囱入口粉尘测量选用的是西克ＦＷＥ２００粉
·
０４２·
尘仪，它是采用旁路工作系统，使用测量气探头从烟道中抽吸一部分气流，在热旋流器中加热成过热气体，使水滴和气雾蒸发，作为测量气流进入散射池中，然后通过测定散射光强度来确定颗粒物的浓度。
１ ３ 质量流量检测装置
质量流量监测装置主要包括质量流量监测装置、温度监测装置和湿度监测装置。其中，利用Ｐｔ１００热电阻测量取样点烟气温度，利用ＭＯＤＥＬ２０６１烟气湿度仪测量取样点烟气湿度，根据测得的温度、湿度以及利用皮托管测量的差压计算得到烟气的质量流量。
１ ４ 数据采集处理传输装置
数据采集处理传输装置简称数采仪，它是通过采集分析仪和测量装置的实时数据并存储生成分钟、小时数据报表，并按照要求传输到监控站［６］。其中，通过ＰＬＣ实时传输到服务器；通过数采仪传输到省市环保平台，同时，省环保厅利用动态管控设备直接从ＰＬＣ采集实时数据；通过服务器和
ＳＩＳ系统实时传输到中国华电集团和厂用对外环保数据显示屏。
２ 常见的问题
烟气排放连续监测系统在运行中常见的问题主要有以下几个方面。
（１）Ｕ２３分析仪表故障。当分析仪发生了某些特定的变化就会触发故障信息，例如：主板故障、分析仪温度太高或太低、流量太低、氧传感器故障或老化、输出故障等，同时
Ｕ２３显示屏右边出现“Ｆ”，系统自动切除运行状态进入维护状态，导致数据走直线。
（２）氧量异常。样气含氧量异常将会导致ＳＯ２、ＮＯｘ、颗粒物折算值异常。氧量异常时可能存在氧电池电压不足、样气管路出现漏点、采样探头到加热装置管路破损等问题。（３）粉尘仪测量异常。镜片、气路污染，对光不准，零点、斜率偏移，风机故障停运等问题常会导致粉尘测量不准，影响对除尘效率的调整。
（４）样气流量异常。过滤器堵塞、系统泵体堵塞、流量调节阀故障均会导致样气流量异常，当皮托管损坏将会导致烟气流量的测量异常。
（５）通过ＰＬＣ传输后的数据出现频繁跳变。由于通过
ＰＬＣ传输后的数据需要先经过隔离模块再传输到控制电子间，进而传送到服务器，隔离模块的作用是屏蔽干扰，保证数据
的稳定传输，当隔离模块故障或者屏蔽作用未能实现时，就会出现传输后的数据频繁跳变。
３ 解决的对策
（１）针对Ｕ２３分析仪表故障问题，首先需要进入维护状态，查看分析仪表故障信息，确定故障原因。
当由于流量太低导致仪表故障时的解决对策：①检查样气气路是否出现堵塞或者泄漏的情况，如果出现堵塞，进行清洗，清洗后问题仍然存在则需要更换被堵塞的软管或者过滤器等部件［７］；②检查取样泵、空气泵是否出现堵塞、动力不足、故障的情况，如果出现堵塞，清洗泵体堵塞部分，如果泵出现动力不足、故障的情况或者清洗后问题仍存在则需
要更换泵体。
当由于氧传感器故障或老化导致仪表故障时的解决对策：检查氧电池电压，氧传感器正常工作时的电压要求是不低于
６Ｖ，当氧传感器电压低于６Ｖ时则需要更换氧传感器；当氧电池的电压高于６Ｖ，但仍出现氧传感器故障信息时仍需要
更换氧电池。
当由于温度太高或太低导致仪表故障时的解决对策：需要调节室内温度，保持仪表运行室内的温度和湿度满足要求，一般要求室内温度控制在２４℃左右，湿度控制在７０％左右，不超过８５％。
当由于红外光源的电压超出容差或ＡＤ转换器溢出导致仪表故障时的解决对策：①红外光源的电压超出容差是由于主板故障导致或者红外光源有故障，则需要更换Ｕ２３；②ＡＤ转换器溢出是由于分析仪表电子器件出现故障，同样需要更换Ｕ２３。
（２）针对出现氧量异常的问题，首先检查分析仪氧电池电压是否过低，低于６Ｖ更换氧传感器。其次检查分析仪柜中管路主要设备是否正常运行，保安过滤器和疏水过滤器中水份过多或者脏污，更换保安过滤器滤芯，清理密封罩，更换疏水过滤器；蠕动泵泵管出现漏点，更换蠕动泵泵管。最后针对接头松动的进行紧固，取样元件探头到就地加热装置的管路破损的进行更换。
（３）针对粉尘测量异常的问题，为避免感光元件出现频繁脏污，需要风机持续运行，所以保障风机的正常运行是维护粉尘仪的重要措施。针对镜片脏污，需要用干净柔软、防静电的布擦拭镜片，确保镜片的发射端和接收端镜片无附着粉尘影响测量。针对采样管路、排气管路污染的情况，需要清理管路，同时清理风机滤芯。针对对光不准的情况，需要调校发射端光源，聚焦中心发射。针对零点斜率出现偏移的情况，进行零点和满量程校验。针对风机出现的问题导致粉尘测量异常，则需要检查风机的电源，清理风机的鼓吹管路。
（４）针对系统流量异常的情况，检查就地过滤器、采样探头、保安过滤器、疏水过滤器，出现堵塞的情况要及时更换，检查取样泵、空气泵，出现堵塞，及时清洗［８］。调节流量调节阀，若是因为流量调节阀故障，需要更换流量调节阀。针对皮托管损坏导致的烟气流量测量异常情况，需要更换皮托管。
（５）针对通过ＰＬＣ传输后的数据出现频繁跳变的情况，需要检查隔离模块的输出，确定是隔离模块故障就更换隔离模块，如果是隔离模块作用不足的情况，则需要加装隔离模块。
４ 结束语
烟气排放连续监测系统是一个工艺细致、设备较多的系统，一个小零件的问题也会导致最后数据测量的失准，所以掌握运行中的常见问题及应对措施，能够快速地判断系统故障原因并及时进行处理，对保障设备运行的稳定性、环保数据的真实性和可控性有着决定性的作用。同时，确保系统运行的稳定还需要熟悉系统运行流程、加强日常巡检维护、做好设备性能分析和隐患排查等工作。
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梁莎莎：烟气排放连续监测系统运行中常见问题及解决对策
参考文献：［１］栾好丽．浅谈烟气连续排放监测系统的维护［Ｊ］．仪器仪表
用户，２０１６（４）：３３－３５．［２］唐健民．烟气连续排放监测系统日常维护的探讨［Ｊ］．江苏
科技信息，２０１７（１９）：４６－４８．［３］罗琰．浅谈烟气连续排放监测系统的维护［Ｊ］．自动化应用，２０１８（４）：３３－３５．［４］ＨＪＴ７６－２０１７．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
［Ｓ］．［５］徐洵．提高ＣＥＭＳ烟气分析系统稳定性的建议［Ｊ］．能源与
环境
，
２０１９（３）：６８－７０．［６］汪太鹏．烟气排放连续监测系统现状与存在问题分析
［Ｊ］．环境与发展
，２０１９（１２）：１２５－１２８．［７］梅昌利．固定污染源烟气排放连续监测系统问题探讨
［Ｊ］．工程建设与设计
，２０１９（３）：１６４－１６５．［８］丁敏，慕军，郑智．烟气连续排放监测系统的日常维护及故障分析［Ｊ］．中国环保产业，２０１８（２）：４９－５３．作者简介：梁莎莎（１９９０－），女，大学本科，助理工程师，研究领域为火电厂热控维护，设备管理。（编辑：王智圣
）（上接第２３２页）
２ ２ 安全模式
根据电机控制器系统功能安全需求，发生严重故障时应
切断动力输出，同时进入安全状态［１２
］。切断动力输出有两种
方式，分别是
ＦｒｅｅＷｈｅｅｌ和ＡＳＣ，改变ＩＧＢＴ的开关状态可在这两种模式之间切换，如表２所
示。表２ 安全模式开关状态
ＨＳＩＧＢＴＬＳＩＧＢＴＦｒｅｅＷｈｅｅｌＯＦＦＯＦＦＨＳＡＳＣＯＮＯＦＦＬＳＡＳＣ
ＯＦＦ
ＯＮ
本文的安全策略是故障瞬间如果电机的速度高于某一阈
值则执行ＡＳＣ，因为ＨＳ端连接到高压电池正极，所以ＬＳ
ＡＳＣ优先执行，当ＬＳ端ＩＧＢＴ故障时才会执行ＨＳＡＳＣ，当ＡＳＣ执行了预定的最小时间且电机转速降到设定的速率后再
切换到
ＦｒｅｅＷｈｅｅｌ［１３
pc-based］。３ ＳＰＩ
通信
ＦＰＧＡ
通过ＳＰＩ总线与ＭＣＵ进
行全双工通信，总线速率１０Ｍｂｉｔ／ｓ，帧长度２５６ｂｉｔ，互为主从器件，收发时钟线独立，图７所
示为时序图。图７
ＳＰＩ
时序
ＳＰＩ
传输的数据包括三相电流、母线电压、ＰＷＭ驱动、电机速度、温度等信息，总线校验用ＣＲＣ算法，拥有完善的防错机制，如果出现通信丢失，ＦＰＧＡ会控制电机系统进入安全模式。
４
结束语
本文简单描述了ＦＰＧＡ相对ＭＣＵ的优势，列举了国内外
汽车厂家在电动汽车电机控制器中应用ＦＰＧＡ的概况，详细
介绍了ＦＰＧＡ在
电机控制中的应用。说明在电机控制器功能安全设计中，应用ＭＣＵ＋ＦＰＧＡ的模式是十分有效的，ＭＣＵ拥有丰富的外设资源和高效的浮点运算能力，ＦＰＧＡ拥有大
量的逻辑资源，在效率、功耗、性能、速度等方面弥补
ＭＣＵ的短处，在功能安全设计中发挥了重要的作用。虽然分立器件和ＡＳＩＣ也能实现ＦＰＧＡ的功能，但设计臃肿，体积大，ＰＣＢ需要大量布线，灵活性低，功能变更时需要重新设计电
花开花谢又是季节的转移
路。ＦＰＧＡ则以高度的灵活性在汽车行业得到广泛的应用。参考文献：［１］ＩＳＯ２６２６２：２０１１．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ．Ｒｏａｄ
ｖｅｈｉｃｌｅｓｆｕｎｃｔｉｏｎａｌＳａｆｅｔｙ［Ｓ］．［２］中国国家标准化管理委员会．道路车辆功能安全
：ＧＢ／Ｔ３４５９０－２０１７［Ｓ］．北京：中国标准出版社
，２０１７．［３］林聪，徐今强．基于ＦＰＧＡ的无刷直流电机控制器设计［Ｊ］．现代电子技术，２０１７，４０（１９）：１５０－１５２．［４］刘涛，
张大鹏．基于微控制器和ＦＰＧＡ的高可靠步进电机控制器设计［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１４，２２（４）：１１４５－１１４７．［５］吴俊．基于ＦＰＧＡ的永磁同步电机矢量控制系统的研究［Ｄ］．杭州：浙江大学，２０１２．［６］苏玲宏．基于ＦＰＧＡ的高性能永磁同步电机电流控制器研究［Ｄ］．武汉：华中科技大学，２０１４．［７］齐晶晶，黄彩霞，黄利斌．基于ＦＰＧＡ的电机控制器的设计［Ｊ］．信息技术，２０１６（８）：５６－５８．［８］张昊．基于ＤＳＰ和ＦＰＧＡ双核架构的电动机控制系统设计［Ｊ］．电气应用，２０１４，３３（２２）：１０４－１０７．［９］王炜．基于功能安全的电动汽车整车控制器开发与实现［Ｄ］．长沙：湖南大学，２
０１８．［１０］姚文海．ＩＧＢＴ驱动技术研究［Ｄ］．武
汉：华中科技大学，２０１４．［１１］孟雍祥，吴清收．基于ＣＰＬＤ精确控制ＰＷＭ死区时间的实现［ＥＢ／ＯＬ］．２０１７．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｏｃ８８．ｃｏｍ／ｐ－４８７３５６４１３７０９７．ｈｔｍｌ
［１２］段立华，李素文．永磁同步电机控制器电控系统功能安全开发
技术研究［Ｃ］／／中国汽车工程学会年会论文集，２０１６．［１３］黄步甲，于海生，刘野．电动汽车电机系统三相主动短路分析及应用［Ｊ］．汽车电气，２０１８（１２）：
１－３．第一作者简介：梁文远（１９８３－），男，硕士，研究领域为新能源汽车功率电子硬件设计。（编辑：王智圣）·２４２·
２０２０
年
１１月
机电工程技术
第
４９卷 第１１期
