污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)20081021郭煒.ppt

廢氣污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹,中科天融（北京）科技有限公司,CEMS系統(tǒng)運行管理,5,CEMS的含義,Continuous Emissions Monitoring Systems 是指對固定污染源排放煙氣中的污染物進行連續(xù)地、實時地跟蹤測定。 主要污染物包括：顆粒物、SO2、NOx、CO； 其他污染物還有：CO2、HCL、H2S 等 煙氣排放參數(shù)包括：流速、溫度、壓力、濕度、含氧量 等 數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng),第一部分 CEMS國內(nèi)現(xiàn)狀,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,污水重點排放單位 69543家,廢氣重點排放單位 69522家,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,安裝數(shù)量,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,安裝地區(qū)分布,12%,32%,186臺,486臺,100%,844臺,56%,西部,東部,中部,全國,1516臺,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,生產(chǎn)企業(yè),注：僅為生產(chǎn)CEMSde企業(yè)，未包含各地區(qū)經(jīng)銷商和提供運營服務的企業(yè)。,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,各企業(yè)采用的技術,第一部分 CEMS行業(yè)現(xiàn)狀,“十五”、“十一五”規(guī)劃，推動了CEMS產(chǎn)業(yè)的由小到大的逐漸發(fā)展。,企業(yè)參差不齊，少數(shù)企業(yè)規(guī)模增加，有些企業(yè)仍然不能發(fā)展。,產(chǎn)值逐年翻番，業(yè)績增長迅速。,從業(yè)企業(yè)數(shù)量在不斷增多.，從業(yè)人員的數(shù)量和素質(zhì)都有較大提高。,第二部分 CEMS系統(tǒng)組成,第二部分 CEMS組成,CEMS的系統(tǒng)組成： 顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng) 氣態(tài)污染物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng) （SO2、NOx、CO、 CO2等） 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng) （溫度、壓力、流速/流量、 氧含量、濕度等） 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng) （顯示、存儲、打印、 傳輸?shù)龋?CEMS的系統(tǒng)組成,第三部分 CEMS系統(tǒng)工作原理介紹,第三部分 CEMS工作原理,顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng) ： 特點： 光學分析方法 直接測量（不采樣） 工作原理： 光透射法 后散射法,第三部分 CEMS工作原理,光透射法顆粒物監(jiān)測儀,第三部分 CEMS工作原理,后散射法顆粒物監(jiān)測儀,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,直接抽取系統(tǒng)：,加熱采樣探頭,加熱傳輸管線,樣氣預處理系統(tǒng),分析測量單元,數(shù)據(jù)運算、輸出,標定控制系統(tǒng),煙氣分析主機,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,直接抽取系統(tǒng),第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,直接抽取系統(tǒng)（采樣探頭）,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,直接抽取系統(tǒng),第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,直接抽取系統(tǒng)：,特點： 紅外/紫外光吸收測量分析單元; 一個分析單元可同時測量SO2、NOx、 CO2、CO； 可將測氧（O2）單元與紅外單元共同置于同一分析儀內(nèi)； 測量數(shù)據(jù)為標準狀態(tài)下的干態(tài)煙氣數(shù)值 ，數(shù)據(jù)直觀； 樣氣傳輸采用加熱管線； 樣氣冷卻除濕； 三級脫水裝置； 干擾補償；,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,稀釋抽取系統(tǒng)：,稀釋采樣探頭,傳輸管線,樣氣預處理系統(tǒng),SO2分析測量單元,數(shù)據(jù)運算、輸出,標定控制系統(tǒng),煙氣分析主機,儀表氣控制單元,NOx分析測量單元,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,稀釋抽取系統(tǒng)：,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,稀釋抽取系統(tǒng)（采樣探頭）：,第三部分 CEMS工作原理,氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：,稀釋抽取系統(tǒng)：,特點： 紫外熒光測量SO2，化學發(fā)光測量NOx; 需要多個分析單元組合； 氧含量需單獨配置采樣系統(tǒng)或采用直接測量法； 測量數(shù)據(jù)需要轉(zhuǎn)換成標準狀態(tài)下的干態(tài)煙氣數(shù)值 ； 樣氣傳輸不采用加熱管線； 樣氣不需要冷卻除濕； 探頭稀釋用零氣需嚴格控制； 探頭稀釋比例需要隨時校準；,第三部分 CEMS工作原理,煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)：,第三部分 CEMS工作原理,煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)：,含氧量：,氧化鋯法,第三部分 CEMS工作原理,煙氣參數(shù)測量子系統(tǒng)：,含氧量：,磁壓法,第三部分 CEMS工作原理,數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)：,采集各測量子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)參數(shù)； 對數(shù)據(jù)進行顯示、計算、存儲、統(tǒng)計； 保持與環(huán)境監(jiān)控平臺（企業(yè)）的數(shù)據(jù)傳輸；,第四部分 CEMS系統(tǒng)在發(fā)電廠應用,第四部分 CEMS在發(fā)電廠應用,煙氣脫硫系統(tǒng)：,脫硫系統(tǒng)入口： SO2，O2，顆粒物； 脫硫系統(tǒng)出口： SO2，O2；,煙氣脫硝系統(tǒng)：,脫硫系統(tǒng)入口： NOx，O2； 脫硫系統(tǒng)出口： NOx，NH3，O2；,環(huán)保排放監(jiān)測系統(tǒng)：,總出口： 顆粒物，SO2，NOx，（CO），O2， 溫 度，壓力，濕度，流量；,第四部分 CEMS在發(fā)電廠應用,煙氣脫硫系統(tǒng)：,第四部分 CEMS在發(fā)電廠應用,煙氣脫硝系統(tǒng)：,發(fā)電廠煙道氣體監(jiān)測系統(tǒng),汽輪機,發(fā)電機,煙道脫硫設備,煙道脫硝設備,電除塵器,煙道出口,鍋爐,水,變壓器,引入口,排水口,水處理,油庫,過濾墻,NOx/O2 /NH3分析單元,SO2 分析單元,NOx/SO2/O2 分析單元,CO 分細單元,O2 分析單元,煙塵分析單元,多參數(shù)監(jiān)測單元,煙塵分析單元,第四部分 CEMS在發(fā)電廠應用,各種測量方法在電廠脫硫脫硝系統(tǒng)中的應用,由于顆粒物，溫度、壓力、流速等測量系統(tǒng)各廠家測量原理基本相同，上表僅對SO2，NOx，O2的測量方法進行比較,第五部分 CEMS系統(tǒng)運行管理,第五部分 CEMS運行管理,CEMS系統(tǒng)工作流程,系統(tǒng)設計,排污口整治,設備安裝,數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng),系統(tǒng)調(diào)試,安裝位置 系統(tǒng)組成 技術參數(shù),土建設施 預埋、預制 水、電、氣施工,吊裝、連接 管、線敷設連接 水、電、氣連接,通電、通水、通氣 標校設備 功能測試,通訊協(xié)議聯(lián)調(diào) 數(shù)據(jù)上傳率調(diào)試 數(shù)據(jù)有效性調(diào)試,運營維護管理,CEMS日常運行管理要求,日常巡檢 巡檢頻率：至少7天一次 巡檢項目：運行狀況記錄、系統(tǒng)校準、系統(tǒng)清潔和維護等 日常維護保養(yǎng) 保養(yǎng)內(nèi)容 保養(yǎng)周期 故障的及時維修：大于72小時應有備用儀器替換 校準和校驗 按質(zhì)量保證要求定時定期進行 校準時應進行全系統(tǒng)的標定,第五部分 CEMS運行管理,CEMS日常運行質(zhì)量保證,定期維護,定期校驗,定期校準,責任主體,企業(yè)、 維護運營商,煙氣CEMS失控數(shù)據(jù)的判別,比對監(jiān)測,有效數(shù)據(jù)捕集率考核,環(huán)保主管部門,第五部分 CEMS運行管理,較穩(wěn)定 54%,穩(wěn)定 26%,不穩(wěn)定 20%,已安裝系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)查,第五部分 CEMS運行管理,CEMS系統(tǒng)常見故障,第五部分 CEMS運行管理,采樣系統(tǒng)故障,直接抽取系統(tǒng)： 1. 采樣探頭堵塞 2. 采樣管路漏氣 3. 采樣流量降低 4. 除水系統(tǒng)效率降低 5. 過濾元部件失效,1,2,2,3,4,5,CEMS系統(tǒng)常見故障,第五部分 CEMS運行管理,采樣系統(tǒng)故障,稀釋抽取系統(tǒng)： 1. 采樣探頭堵塞 2. 管路漏氣 3. 稀釋比例不準確 4. 采樣流量降低 5. 零氣處理不純凈,1,2,2,3,3,4,5,CEMS系統(tǒng)常見故障,第五部分 CEMS運行管理,采樣系統(tǒng)故障,直接測量系統(tǒng)： 1. 鏡片灰塵堆積 2. 監(jiān)測孔堵塞,1,2,1,2,CEMS系統(tǒng)常見故障,第五部分 CEMS運行管理,光路污染,器件壽命,成分干擾,漂移,量程不匹配,標定失誤,其他引起CEMS數(shù)據(jù)失真的原因,第五部分 CEMS運行管理,安裝位置： 紊流影響 水汽大 維護測試方便,其他引起CEMS數(shù)據(jù)失真的原因,第五部分 CEMS運行管理,計算誤差： 面積，直徑 誤差放大效應,其他引起CEMS數(shù)據(jù)失真的原因,第五部分 CEMS運行管理,數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)：協(xié)議匹配，傳輸有效率 人為破壞：修改參數(shù)，破壞設備，中斷通訊鏈路,引起CEMS數(shù)據(jù)失真的原因,第五部分 CEMS運行管理,系統(tǒng)設計,系統(tǒng)運營維護,人為因素,CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)不能真實反映實際工況.,系統(tǒng)設計,第五部分 CEMS運行管理,采樣點選擇 設備功能、結構設計 設備防污能力(現(xiàn)場保護) 可靠性和維護周期,系統(tǒng)運營維護,第五部分 CEMS運行管理,明確運營維護責任主體 加強運營維護規(guī)范 供貨商/運營商提供有效服務 加強運營維護監(jiān)管,人為因素,第五部分 CEMS運行管理,行業(yè)運營維護監(jiān)督管理制度 在線服務人員環(huán)境保護公益心 排污交易機制沒有建立 政府的運營補貼（設備方和第三方）,第五部分 CEMS運行管理,在工作中如何監(jiān)督檢查CEMS工作狀況,一、 現(xiàn)場CEMS系統(tǒng)核查（采樣點、設備狀態(tài)） 了解系統(tǒng)的組成和類型； 檢查設備安裝位置、安裝質(zhì)量； 檢查采樣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、反吹清潔系統(tǒng)、測量系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 二、CEMS數(shù)據(jù)分析 觀察溫度、壓力、流速、含氧量等煙氣參數(shù)與污染物濃度的變化關系； 觀察實測濃度、折算濃度、排放總量之間的變化關系； 觀察歷史數(shù)據(jù)的變化趨勢；,第五部分 CEMS運行管理,在工作中如何監(jiān)督檢查CEMS工作狀況,三、CEMS數(shù)據(jù)與煙氣治理設施工況參數(shù)對比分析 溫度、流量、含氧量變化趨勢； 入口煙氣數(shù)據(jù)與出口數(shù)據(jù)對比； 脫硫劑投放的水量、PH值、風量等參數(shù)的歷史變化趨勢； 旁路煙道的閥門控制記錄； 四、現(xiàn)場對比測試 調(diào)節(jié)工況觀察CEMS數(shù)據(jù)變化規(guī)律； 手工便攜設備現(xiàn)場抽測比對； 重點不合格或超標現(xiàn)場技術分析和核查；,第五部分 CEMS運行管理,在工作中如何監(jiān)督檢查CEMS工作狀況,五、日常運營維護記錄核查 日常巡檢工作內(nèi)容； 備件更換記錄； 維護工作記錄； 維修工作記錄；,第五部分 CEMS運行管理,CEMS運行監(jiān)督的輔助保證,提高設備運營管理的覆蓋率 完善運營管理體系 提高手工監(jiān)測能力 改進、完善、提高現(xiàn)有系統(tǒng)功能和可靠性 借助其他手段，如：圖像監(jiān)控、邊界測量、區(qū)域監(jiān)測等,安裝位置（一）,圖1中SO2 采樣點不能在當旁路煙道有煙氣流過，正確測量出真正排放的 SO2濃度，所以安裝時盡量選擇旁路煙道與凈煙氣匯合點后側，如圖2。,安裝位置（二）,如果有兩臺以上鍋爐時，圖3中 SO2的采樣位置不能反映全部排放情況，應按圖4或圖5方式選擇安裝位置。,安裝位置（三）,流速在安裝時一定要注意安裝的位置的直管段長度，不能在彎頭、變徑處附近安裝，否則會因紊流造成測量不準確。,CEMS數(shù)據(jù)分析（一）,溫度變化 ：通常脫硫前煙氣溫度在100以上，濕法脫硫后煙氣溫度在80 以下。如果脫硫后的溫度升高，有可能是脫硫系統(tǒng)未能正常投運，此時SO2濃度應與脫硫前相當。下圖假設：脫硫前溫度120 ，SO2濃度100ppm；脫硫后溫度40 ，SO2濃度10ppm。,CEMS數(shù)據(jù)分析（二）,流速變化 ：通常流速為零時說明風機停運，可能是停爐了，SO2 應為零或很低；風機開啟后，流速很快達到正常數(shù)值，此時SO2應隨即升高，如果不是這樣，應檢查CEMS設備是否故障或其他原因。 下圖假設：正常開爐時，流速為10m/s，SO2濃度100ppm。,CEMS數(shù)據(jù)分析（三）,含氧量變化 ：鍋爐燃燒要消耗氧，電廠排放煙氣的氧含量通常會低于8%，隨著氧含量的升高，SO2的濃度應該降低。當氧含量達到接近21%時，SO2濃度應降到接近零。下圖假設：鍋爐正常燃燒時，SO2濃度為100ppm。,CEMS數(shù)據(jù)分析（四）,實測濃度與折算濃度 ：但SO2實測濃度不變時，SO2折算濃度隨含氧量升高而升高。如果不是這樣，說明CEMS系統(tǒng)在計算上存在著問題。 排放量：排放量應隨著SO2 折算濃度的升高而變化，如果SO2折算濃度升高而排放量沒有變化，則應檢查系統(tǒng)的設備或數(shù)據(jù)計算。,CEMS數(shù)據(jù)分