在燃煤电厂或工业锅炉运行中,经常出现CEMS显示的烟气出口氧量高于锅炉省煤器出口或炉膛氧量。这一现象并非仪表故障,而是由测量位置、烟气流程、漏风及测点代表性等多方面因素共同决定的。理解其成因,有助于正确判断燃烧状态和避免误调整。
首先,测量位置不同是根本原因。锅炉本体氧量通常取自省煤器出口或过热器区域,而CEMS出口氧量安装于烟囱或脱硫塔出口。烟气从炉膛流经尾部受热面、除尘器、脱硫系统直至烟囱,沿途经过大量法兰、人孔、膨胀节和挡板门。即使负压系统密封良好,仍会有少量空气漏入。每一处微小漏风都会使烟气中的氧浓度逐步升高,因此越靠近烟囱,氧量越高。
其次,锅炉尾部烟道漏风影响显著。空气预热器是漏风的主要来源之一。回转式空预器在转动过程中,高压侧空气会通过密封间隙漏入低压侧烟气中。即使密封装置正常,漏风率通常也有5%至8%。这部分漏入的空气直接稀释了烟气,使省煤器出口氧量明显低于空预器出口,更低于最终CEMS测点。管式空预器虽然漏风较小,但长期运行后管壁磨损、焊缝开裂同样会造成漏风。
第三,除尘器和引风机入口的负压较高,也是漏风集中区域。电除尘器灰斗、振打装置穿墙处、人孔门密封老化都会吸入环境空气。引风机入口烟道处于系统最大负压段,一旦存在砂眼或法兰松动,漏风量会相当可观。这些漏风点位于锅炉本体氧量测点之后,因此不会影响锅炉氧量显示,却会直接抬高CEMS出口氧量。
第四,脱硫系统对氧量也有影响。湿法脱硫塔内浆液与烟气充分接触,虽然主要发生二氧化硫吸收反应,但浆液循环过程中会夹带部分空气。氧化风机向吸收塔浆液池鼓入空气用于强制氧化亚硫酸钙,部分空气会从浆液表面逸出进入烟气。此外,脱硫塔出口除雾器冲洗水及烟气带水也会改变烟气组分,使干基氧量计算值略有偏高。
第五,测点代表性和仪表差异不可忽视。锅炉本体氧量测点通常插入烟道中心区域,而CEMS采样探头可能位于烟道边缘或流场不均匀区域。如果CEMS测点处存在涡流、回流或局部漏风,氧量读数会明显偏高。同时,不同原理的氧量分析仪在响应时间、校准方式上的差异,也会造成两者显示值不一致。
综上所述,CEMS出口氧量高于锅炉氧量属于正常现象,其差值大小反映了烟气系统漏风状况和流程阻力分布。运行人员应关注两者差值的变化趋势,若差值突然增大,往往提示尾部烟道、除尘器或脱硫系统出现异常漏风,应及时检查处理。正常情况下,合理控制锅炉本体氧量,同时掌握CEMS出口氧量的对应关系,才能实现安全、经济、环保的燃烧调整。