煙氣污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)CEMS培訓解析

1、國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核煙氣污染源自動監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)介紹國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核*系統(tǒng)組成*系統(tǒng)工作原理*系統(tǒng)安裝與驗收*系統(tǒng)質量管理要求*系統(tǒng)運行狀態(tài)分析國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核CEMS的系統(tǒng)組成國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核1. 顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng)2. 氣態(tài)污染物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng)（SO2、NOx、O2等）3. 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）4. 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)（顯示、存儲、打印、 傳輸?shù)龋﹪抑攸c監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)主要對煙氣排放中的煙

2、塵濃度進行測量。氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要對煙氣排放中NOx 、SO2、O2等氣態(tài)方式存在的污染物進行監(jiān)測。煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)主要對排放煙氣的溫度、壓力、濕度、含氧量等參數(shù)進行監(jiān)測，用以將污染物的濃度轉換成標準干煙氣狀態(tài) 和規(guī)定過?？諝庀禂?shù)下的濃度，符合環(huán)保計量的要求以及污染物排放量的計算。數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)主要是完成測量數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計功能，并根據(jù)環(huán)保部門的要求的格式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局相關部門。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核CEMS系統(tǒng)工作原理國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：A采樣方式 分析方法直

3、接抽取系統(tǒng)稀釋抽取系統(tǒng)直接測量系統(tǒng)（插 入式）紅外光吸收原理SO2，NOx，CO，CO2紫外光吸收原理SO2，NOx，SO2，NOx紫外熒光原理SO2化學發(fā)光原理NOx電化學原理NOxO2國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：直接抽取系統(tǒng)：加熱傳輸管線加熱采樣探頭煙氣分析主機數(shù)據(jù)運算、輸出標定控制系統(tǒng)分析測量單元樣氣預處理系統(tǒng)國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：A直接抽取系統(tǒng)國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：A直接抽取系統(tǒng)（采樣探頭）國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)

4、：采樣探頭排氣校準氣體反吹氣體分析室伴熱管線采樣泵閥門采樣接口記錄單元流量計過濾器中級過濾針閥加熱煙道氣體排水直接抽取系統(tǒng)除濕國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 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;可將測氧（O2）單元與紅外單元共同置于同一分析儀內；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（120 以上）； 預處理系統(tǒng)復雜；要求密封性好。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：直接抽取系統(tǒng)常見故障：1. 采樣探頭堵塞2. 采樣管路漏氣3.加熱系統(tǒng)失效

5、4. 采樣流量降低5. 除水系統(tǒng)6. 過濾元部件失效國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：稀釋抽取系統(tǒng)：儀表氣控制單元傳輸管線稀釋采樣探頭煙氣分析主機數(shù)據(jù)運算、輸出NOx分析測量單元標定控制系統(tǒng)SO2分析測量單元樣氣預處理系統(tǒng)國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：稀釋抽取系統(tǒng)：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核稀釋采樣探頭為保證恒定的稀釋比，采樣探頭使用音速小孔。當系統(tǒng)能夠滿足設定的最小真空度要求時,音速小孔兩端的壓差將大于0.46倍，此時通過音速小孔的氣體流量將是恒定的，溫度壓力的變化將不會影響稀釋比。稀釋比的正確選擇

6、：MAX（量程，環(huán)境）國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：稀釋抽取系統(tǒng)（采樣探頭）：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 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； 探頭稀釋用空氣需嚴格控制； 探頭稀釋比例需要隨時校準；國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：稀釋抽取系統(tǒng)常見故障：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

7、. 零氣處理不純凈國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：直接測量法：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 氣態(tài)污染物測量子系統(tǒng)：直接測量法：特點：通常采用差分吸收光譜原理的分析儀;不需要采樣和預處理系統(tǒng)，結構簡單。 測量NOx通常需要配置電化學法插入式儀表； 氧含量通常采用氧化鋯直接測量法； 測量數(shù)據(jù)需要轉換成標準狀態(tài)下的干態(tài)煙氣數(shù)值；溫度、壓力的變化會顯著影響分子吸收能量的效率，需要隨時進行溫度壓力的修正； 探頭的防護十分重要； 通常不能在線校準零漂和量漂；國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng) ：A方法：光學分析方法X

8、直接測量（不采樣）X工作原理：光透射法后散射法國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核光透射法顆粒物監(jiān)測儀國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核排放源后散射法顆粒物監(jiān)測儀光源傳感器控制單元國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 顆粒物測量子系統(tǒng)：特點： 直接測量法不需要采樣系統(tǒng); 探頭不接觸煙氣； 由于標準物質難以獲得，出場通常以濾光片進行標定； 灰塵和水汽影響較大，不適合在濕法凈化設施后測量，除 非再加熱煙氣到高于水的露點溫度； 反吹空氣幕需24小時運轉（停爐時也要運轉）； 顆粒物組成和粒徑的變化影響這類分析儀的校準；國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 煙氣參數(shù)

9、測量子系統(tǒng)：測量項目測量原理安裝位置氧含量氧化鋯法煙道、抽取磁氧法直接抽取采樣原電池法直接抽取采樣流速皮托管差壓法插入式熱線法插入式超聲波法對穿式濕度電容法插入式干濕氧法煙道和抽取溫度熱電偶插入式熱電阻插入式壓力壓阻感應片直接測量國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 含氧量：氧化鋯法：氧化鋯分析儀測量O2依據(jù)的原理：利用ZrO2在高溫（600） 時的電解催化作用，形成煙氣一側的電極和與含有O2的參考氣體（通常為空氣）接觸的參考電極產生電位的不同，從而測量出煙氣 中氧氣濃度。探頭使用壽命：1 2年。 氧化鋯分析儀測量的是濕基氧的濃度，計算干基濃度時，必須知道水蒸汽的含量，進行轉換。國家

10、重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核含氧量：A氧化鋯法國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 含氧量：磁氧法：順磁氧分析儀是利用氧氣的順磁性的特性測量O2濃度。氧氣 分子是順磁性的，能夠利用這種特性影響樣品氣體在分析儀中的流 動方式，通常采用磁壓法，熱磁法，磁力矩法。它作為抽取系統(tǒng)的一個部件安裝在氣態(tài)污染物分析機柜內，共 用系統(tǒng)的除塵、除濕系統(tǒng)。因為經(jīng)過除濕后進行測量，因此它測量的是干基氣體的O2濃度。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核含氧量：A磁壓法國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 含氧量：原電池法：原電池式氧傳感器由兩個金屬電極、電解質、擴散透氣膜和外

11、殼組成，兩個金屬電極中Ag為工作電極，Pb為對電極。傳感器工 作時O2通過擴散透氣膜進入傳感器，在工作電極上發(fā)生電化學反 應，電池產生的電流正比于樣品中的含氧量，通過這個原理測量煙 氣中的含氧量。傳感器使用壽命：6 18個月。 它作為抽取系統(tǒng)的一個部件安裝在氣態(tài)污染物分析機柜內，共用系統(tǒng)的除塵、除濕系統(tǒng)。 因為經(jīng)過除濕后進行測量，因此它測量的是干基氣體的O2濃度。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：皮托管法：皮托管由兩根相同的金屬管并聯(lián)組成，測量端有方向相反的兩 個開口，一根管面正對氣體流動方向測量全壓，另一根管平行于氣 流或背向氣流測量靜壓。皮托管兩管連接微壓傳感器并且

12、連接放大 器，測得的壓差由微壓傳感器測得，經(jīng)放大調制，輸出電壓與S型 皮托管測得壓差成比例關系。保持皮托管正對氣流測孔表面的清潔是保證準確測量煙氣流速 的重要條件，需要采用高壓反吹技術定期反吹皮托管。安裝時應避開有渦流的位置。測量低壓差(P)比較困難(實際測定的最小壓差約為5Pa，能 夠測量的最低流速約為2-3m/s)。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：皮托管法：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：超聲波法：在流體中設置兩個超聲波傳感器，他們既可發(fā)射超聲波又可以 接收超聲波，一個裝在管道的上游，一個裝在下游，通過超聲波在 流體中順流和逆流方向傳播時

13、間差來計算出流速在煙氣流速。連續(xù) 監(jiān)測中，在煙道或煙囪兩側各安裝一個發(fā)射/接收器組成超聲波流 速連續(xù)測量系統(tǒng)，典型的角度為3060 。超聲波技術能夠測量低至0.03 m/s的氣流流速。安裝時應避開有渦流的位置。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：超聲波法：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：熱線法：熱平衡法流速測量儀是通過把加熱體的熱傳輸給流動的煙氣進 行工作的。氣體借熱空氣對流從探頭帶走熱，并導致探頭冷卻。氣 流流經(jīng)探頭的速度越快，探頭冷卻得越快。供給更多的電量維持傳 感器最初的溫度，對于加熱絲類型的傳感器，氣體的質量流量正比 于供電量。水滴將引起

14、熱傳感系統(tǒng)的測量誤差。防止探頭腐蝕和灰塵附著。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 流速測量：熱線法：國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 濕度測量：電容法：采用電容式傳感器，探頭直接插入煙道中，探頭周圍采用特制 的過濾器進行保護。采用薄膜電容和PT100電阻組合專門設計的濕 度傳感器，利用水分的變化和電容值變化之間的關系直接測量水氣 分壓，利用PT100測量溫度，可以準確測量高溫煙氣的水分含量， 并專門根據(jù)CEMS煙氣特點計算出體積百分比濃度ppmv。直接插入式測量，探頭需要特殊防護。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核A 濕度測量：干濕氧法：通常利用插入式氧化鋯

15、探頭直接測量煙道中的濕態(tài)氧含量，利 用完全利用抽取法將煙氣抽取后降溫除濕，測量出干態(tài)氧含量，經(jīng) 計算后得出煙氣濕度。XSW=1-XO2/XO2式中：XO2濕煙氣中氧的體積百分數(shù)，%XO2干煙氣中氧的體積百分數(shù)，%兩臺測氧儀器漂移不一致導致誤差疊加。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)：A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；24顆粒物、氣態(tài)污染物有效小時均值的排放量 最大值中斷前720有效小時均值氧量和其它參數(shù)算術平均值國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核六、缺失數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)的處理2、監(jiān)督

16、檢查時數(shù)據(jù)的處理當?shù)丨h(huán)保主管技術部門用參比方法進行監(jiān)督檢查時，當煙氣CEMS數(shù)據(jù)與參比方法監(jiān)測數(shù)據(jù)不符合固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范（試行）（HJ/T75-2007）要求時，以參比方法監(jiān)測數(shù)據(jù)為準進行替代，直至煙氣CEMS數(shù)據(jù)調試到與參比方法監(jiān)測數(shù)據(jù)符合固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī) 范（試行）（HJ/T75-2007）要求時為止。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核六、缺失數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)的處理3、監(jiān)督檢查時數(shù)據(jù)的處理煙氣CEMS因發(fā)生故障需停機進行維修時，其維修期間的數(shù)據(jù)插入按缺失數(shù)據(jù)處理；亦可以用符合HJ/T75標準技術指標要求的備用的煙氣CEMS在同時段施的監(jiān)測數(shù)據(jù)替代或參比方法監(jiān)測數(shù)據(jù)替代。國家重點監(jiān)控企業(yè)污染源自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核六、缺失數(shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)的處理4、失控數(shù)據(jù)的處理準/校驗后第一個有效小失控時間段N（h）失控參數(shù)修約方法方法選