煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS運行管理和現(xiàn)場核查

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）

運行管理和現(xiàn)場核查中國環(huán)境監(jiān)測總站王強第1頁提要煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場考評（安裝和運行）煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)運行管理、故障分析和數(shù)據(jù)結(jié)果初步判定第2頁什么是CEMS？固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)煙氣在線監(jiān)測設備煙氣自動監(jiān)測設備ContinuousEmissionMonitoringSystem對固定污染源顆粒物濃度和氣態(tài)污染物濃度以及污染物排放總量進行連續(xù)自動監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)和信息傳送到環(huán)境保護主管部門，以確保排污企業(yè)排放污染物濃度和排放總量達標。第3頁CEMS全系統(tǒng)示意圖第4頁CEMS系統(tǒng)組成第5頁CEMS各指標基本分析技術(shù)采樣分析方式監(jiān)測項目名稱和分析技術(shù)方法顆粒物二氧化硫氮氧化物氧氣流速溫度濕度抽取測量方式完全抽取式β射線法振蕩天平法非分散紅外非分散紫外氣體過濾相關法紫外差分吸收法傅立葉紅外法非分散紅外非分散紫外氣體過濾相關法紫外差分吸收法傅立葉紅外法雙池厚膜氧化鋯傳感器法電化學法氧化鋯法順磁法//干濕氧法紅外法稀釋抽取式/紫外熒光法化學發(fā)光法////直接測量方式/濁度法（透射法）光散射法光閃爍法紫外差分吸收法非分散紅外紫外差分吸收法非分散紅外氧化鋯法皮托管法熱平衡法超聲波法鉑電阻法熱電偶法干濕氧法紅外法高溫電容法第6頁CEMS現(xiàn)場檢驗一現(xiàn)場安裝規(guī)范性檢驗

CEMS安裝點位選取CEMS安裝配套環(huán)境條件設施建設CEMS儀器安裝本身規(guī)范性（管線、標識）第7頁現(xiàn)場安裝規(guī)范性-點位和位置安裝標準:固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范（HJ/T75-）“前四后二”、“前1.5后0.5”-----有代表性點位每個排放源裝一套CEMS多煙道匯總時，盡可能安在總排口，也能夠每個煙道安一套CEMS安裝平臺應易于抵達，便于維護第8頁“前四后二”示意圖注：煙氣方向：直徑：d在線安裝點4d2d第9頁第10頁第11頁第12頁監(jiān)測位置（√）監(jiān)測位置（√）監(jiān)測位置（√

）第13頁第14頁安裝細則-周圍環(huán)境條件為了便于顆粒物和流速參比喻法校驗和比對監(jiān)測，煙氣CEMS不宜安裝在煙道內(nèi)流速小于5m/s位置固定污染源煙氣凈化設備設置有旁路煙道時，應在旁路煙道內(nèi)安裝煙氣流量連續(xù)計量裝置火電廠濕法脫硫裝置未安裝GGH（煙氣再加熱系統(tǒng)）時，可將顆粒物CEMS安裝在脫硫裝置前平直管道上當煙氣CEMS安裝在矩形煙道時，若煙道截面高度大于4m，則不宜在煙道頂層開設參比喻法采樣孔；若煙道截面寬度大于4m，則應在煙道兩側(cè)開設參比喻法采樣孔，并設置多層采樣平臺第15頁第16頁流量計第17頁多層采樣平臺第18頁對采樣平臺要求面積應大于5m2平臺寬度與長度應大于2m，或平臺寬度應大于采樣槍長度外延1m周圍設置1.2m以上安全防護欄取樣口垂直間距大于1.75m時，應設置雙層取樣操作平臺第19頁第20頁第21頁

大尺寸煙道兩側(cè)多層采樣平臺第22頁

同一煙道兩側(cè)簡陋平臺、爬梯第23頁

大尺寸煙道單側(cè)多層暫時搭建采樣平臺第24頁對參比孔要求參比孔應在CEMS監(jiān)測斷面下游，并盡可能靠近參比孔內(nèi)徑大于80mm（裝法蘭）正壓煙道或有毒氣時，應采取帶閘板閥密封采樣孔采樣點位置和數(shù)目，按照“固定污染源排氣中顆粒物和氣態(tài)污染物采樣方法”（GB/T16157-1996）中 4.2.4所述來布置應配置方便、安全爬梯或電梯第25頁第26頁第27頁第28頁第29頁第30頁第31頁第32頁第33頁第34頁第35頁CEMS儀器安裝采樣伴熱管走向和布置采樣伴熱管核查內(nèi)容主要有兩個方面，即采樣伴熱管走向角度和采樣伴熱管設置溫度。①采樣伴熱管長度

適中，其走向應向下傾斜，角度不得小于5o，并在每隔4~5m處裝線卡箍固定。其走向為向上傾斜和出現(xiàn)U字形或V字形布線，均輕易形成水封，造成有害氣體損失，使監(jiān)測結(jié)果偏低。②采樣伴熱管溫度設置普通不得低于120℃。采樣伴熱管溫度低于120℃，煙氣輕易在采樣內(nèi)結(jié)露，形成水珠，吸附二氧化硫，使監(jiān)測結(jié)果偏低。第36頁第37頁第38頁第39頁第40頁第41頁機柜內(nèi)部線路敷設規(guī)范、明確標識第42頁第43頁第44頁CEMS現(xiàn)場檢驗二CEMS現(xiàn)場運行情況檢驗第45頁掌握污染源基本情況污染源所在地理位置排污企業(yè)類型污染物處理設施情況污染源正常生產(chǎn)工況下排放情況現(xiàn)場安裝使用CEMS基本情況監(jiān)測現(xiàn)場安全性第46頁現(xiàn)場條件檢驗現(xiàn)場防護性，操作人員維護外部環(huán)境條件（平臺、護攔等）以及爬梯情況（安全性）現(xiàn)場煙道腐蝕和振動情況煙氣靜壓改變（正/負）現(xiàn)場飛灰等其它雜物堆放情況現(xiàn)場感覺到污染氣體泄漏情況（是否存在）第47頁現(xiàn)場核查安全防護必備防護裝備

安全帽、安全帶（平臺較高、較窄）、工作服、隔熱手套、防護口罩（煙道正壓情況）、防滑鞋等其它特殊裝備

防毒面具、正壓呼吸器等第48頁

現(xiàn)場惡劣環(huán)境第49頁第50頁CEMS運行狀態(tài)檢驗采樣和傳輸部分分析系統(tǒng)分析小屋及預處理、輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理系統(tǒng)（參數(shù)設置）第51頁采樣探頭目視檢驗（清潔度、灰塵）法蘭情況，螺栓情況（銹死在法蘭上）采樣探頭（略微向下傾斜）（有沒有腐蝕、堵塞）（系統(tǒng)是否具備定時反吹設備、是否定時執(zhí)行）（濕、粘顆粒物黏附）（探頭隨氣流抖動程度）第52頁第53頁傳輸管線從探頭至分析小屋管線布設情況（最少傾斜5度）（管線是否有紐結(jié)、纏繞甚至腐蝕、斷裂）伴熱管線加熱情況（伴熱管線對接部分、剛出探頭部分等接頭是否有非加熱步驟）（伴熱管線溫度設置溫度/實測溫度機柜讀出）第54頁第55頁冷凝器除濕裝置運行情況效果檢驗（冷凝溫度，設置溫度/實際溫度，機柜讀出）

冷凝器核查主要是檢驗冷凝器設置和實際控制溫度是否在4℃左右，假如冷凝器工作不正常，煙氣只經(jīng)過自然降溫，煙氣內(nèi)水份在控制機柜內(nèi)取樣管壁吸附凝結(jié)，因無法排除而越積越多；冷凝器內(nèi)玻璃熱交換管堵塞或冷凝泵（蠕動泵）故障以及排水管路堵塞造成抽水不暢，煙氣經(jīng)過冷凝裝置降溫過程中冷凝水汽不能及時排出，都會造成煙氣中SO2大量溶解于水被水吸收，致使SO2測量濃度降低。第56頁第57頁第58頁第59頁采樣泵和細過濾器采樣泵工作情況（有沒有腐蝕）（采樣流量改變，穩(wěn)定）（腐蝕、噪聲、泄漏、泵膜和軸承更換）細過濾器工作狀態(tài)（是否清潔，是否需要更換）第60頁氣體分析儀（機柜）檢驗分析儀流量是否穩(wěn)定？是否在正常范圍內(nèi)？進分析儀前管路里有冷凝水嗎？有濕度報警裝置沒有？系統(tǒng)是否有漏氣？（零部件、閥、接頭等腐蝕或泄漏情況）直接測量法氣幕保護情況？量程設置是否合理？（污染源正常排放數(shù)據(jù)應分布在所選量程20%至80%內(nèi)）標氣入口在哪里？是否是全程標定？現(xiàn)場通標氣，檢驗零點，跨度漂移（≤2.5%F.S.）（注意）第61頁顆粒物、流速、溫度分析儀檢驗準直性（濁度法）氣幕管線情況（裂、漏氣）反吹氣壓縮機情況（馬達噪聲、振動等）反吹氣預處理（過濾、除水）系統(tǒng)防護罩情況（防雨雪）流速分析儀堵塞、腐蝕情況（反吹情況）煙溫分析儀腐蝕情況第62頁第63頁第64頁輔助系統(tǒng)蠕動泵工作是否正常？貯水罐滋生藻類否？多久傾倒一次？廢氣排放口冬季會否冰凍？保溫否？反吹頻率？壓縮機狀態(tài)？儀表氣有凈化裝置嗎？全程是否使用特氟龍管？零部件、閥、接頭等有沒有腐蝕現(xiàn)象？第65頁第66頁分析小屋監(jiān)測站房基礎荷載強度kg/m2，其面積應≥7m2，空間高度應≥2.8m，站房建在標高0m處空調(diào)、采暖設備，室內(nèi)溫度25~35℃，濕度≤85%RH站房內(nèi)應安裝排風扇最好有UPS電源第67頁第68頁第69頁第70頁第71頁第72頁標準氣體標準氣體鋼瓶號和標簽信息（濃度值、生產(chǎn)廠商、使用期、不確定度等）標氣鋼瓶內(nèi)壓力（和初始壓力對比）減壓閥情況（腐蝕或損壞）標氣瓶有序擺放第73頁第74頁第75頁數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理系統(tǒng)檢驗二級門禁管理員能夠經(jīng)過密碼進入管理系統(tǒng)進行參數(shù)或系數(shù)設置，普通工作人員（操作員）只能進行日常例行維護和操作進入退出：權(quán)限、密碼數(shù)據(jù)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換以及排放量核實等計算公式ppm與mg/m3，實測，標干，折算第76頁第77頁

第78頁

第79頁

第80頁CEMS數(shù)據(jù)處理軟件檢驗歷史統(tǒng)計：分鐘數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)狀態(tài)標識、一次物理量存放調(diào)整因子：氣態(tài)污染物偏差調(diào)整系數(shù)、顆粒物相關校準曲線斜率、截距、速度場系數(shù)數(shù)據(jù)處理：標態(tài)濃度、折算濃度、排放量報表：小時平均數(shù)據(jù)第81頁第82頁第83頁參數(shù)設置檢驗軟件相關設置

系統(tǒng)參數(shù)設置（大氣壓、污染源尺寸、截面積、污染物量程、超標報警值、手工輸入濕度等參數(shù)）（日期時間設置）（反吹、維護設置）

過程參數(shù)設置（調(diào)整因子、校準系數(shù)、截距、速度場系數(shù)等）第84頁第85頁參數(shù)設置檢驗煙塵校準系數(shù)、流速速度場系數(shù)對照CEMS調(diào)試匯報或驗收匯報中煙塵校準系數(shù)和速度場系數(shù)與現(xiàn)場端是否一致皮托管系數(shù)一支合格皮托管，出廠時皮托管系數(shù)應該在0.84±0.01，現(xiàn)場普通無須調(diào)整皮托管系數(shù)，除非該CEMS已運行多年氣態(tài)污染物調(diào)整因子76標準中9.1.8一節(jié)，普通不需設置過程參數(shù)需對照調(diào)試驗收或比對監(jiān)測匯報調(diào)整，立案（說明依據(jù)起源）企業(yè)不能私自更改設置，存在作弊嫌疑第86頁CEMS現(xiàn)場檢驗

數(shù)據(jù)傳輸情況檢驗第87頁數(shù)據(jù)傳輸檢驗去現(xiàn)場之前，到監(jiān)控中心調(diào)取一段時間歷史數(shù)據(jù)到現(xiàn)場端設備工控機上調(diào)取一樣時間段數(shù)據(jù)，對照檢驗調(diào)閱CEMS系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)，從日報、月報和季報數(shù)據(jù)中查看數(shù)據(jù)異常、缺失情況和標識以及處理方式和處理結(jié)果若在線停運，是否手工報數(shù)第88頁CEMS運行管理、故障分析和數(shù)據(jù)結(jié)果判定CEMS故障：CEMS長久運行在環(huán)境相對惡劣排污現(xiàn)場運行CEMS伴隨脫硫脫硝治理測試結(jié)果準確度和靈敏度要求逐步提升CEMS連續(xù)自動運行部分耗材需要及時更換或更新第89頁CEMS運行管理、故障分析

采樣預處理系統(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.加熱系統(tǒng)失效4.

采樣流量降低5.

除水系統(tǒng)6.

過濾部件失效7.排水或排氣不暢

煙道氣體采樣探頭加熱主過濾器伴熱管線采樣接口閥門中級過濾除濕排水流量計針閥分析室排氣統(tǒng)計單元采樣泵校準氣體122345677第90頁CEMS系統(tǒng)關鍵部件

完全抽取式CEMS關鍵部件測量方式類別關鍵部件完全抽取方式冷干系統(tǒng)煙道邊脫水（前處理方式）采樣探頭采樣泵過濾器氣體分析儀探頭脫水裝置（含壓縮空氣預處理系統(tǒng)）分析小屋內(nèi)脫水（后處理方式）

除濕冷凝裝置伴熱管線排水系統(tǒng)熱濕系統(tǒng)全程伴熱（不處理方式）伴熱管線第91頁采樣探頭安裝過濾器（不繡鋼或多孔陶瓷材料）加熱反吹裝置（工廠壓縮空氣）第92頁伴熱管線母線PTC發(fā)燒體絕緣層屏蔽層外護套恒功率自限溫第93頁冷凝器電子冷凝器機械冷凝器（壓縮機）滲透裝置脫水第94頁采樣泵-過濾器-流量計隔膜泵（常溫、高溫）射流泵第95頁輔助系統(tǒng)尾氣排放（尾氣排放管）冷凝水排放（蠕動泵、貯水盒）反吹系統(tǒng)（空壓機、貯氣罐、儀表氣前處理裝置）第96頁CEMS運行管理、故障分析

采樣預處理系統(tǒng)故障

煙道氣體稀釋采樣探頭加熱過濾器管線采樣探頭控制器閥門中級過濾零氣發(fā)生裝置流量計針閥分析室排氣統(tǒng)計單元采樣泵校準氣體154362稀釋抽取系統(tǒng)：1.

采樣稀釋探頭堵塞2.采樣稀釋探頭稀釋百分比不準確3.過濾部件失效4.采樣流量降低5.零氣質(zhì)量低、不純凈6.排氣不暢第97頁CEMS系統(tǒng)關鍵部件

稀釋抽取式CEMS關鍵部件（內(nèi)稀釋/外稀釋）

關鍵部件：稀釋采樣裝置（采樣探頭和控制器）

稀釋零氣系統(tǒng)

過濾器、采樣泵

測試氣體分析儀第98頁稀釋采樣探頭和控制器稀釋探頭和控制器決定了樣氣稀釋比，是稀釋系統(tǒng)最主要部件第99頁稀釋法零氣處理單元稀釋氣需要免于油、顆粒物、二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫污染第100頁CEMS運行管理、故障分析

輔助系統(tǒng)故障直接測量系統(tǒng)：1.

氣幕保護失效，鏡片污染2.無法實現(xiàn)有效校準或等效校準失敗112第101頁CEMS系統(tǒng)關鍵部件

直接測量式CEMS關鍵部件（內(nèi)置式/外置式）（單光程/雙光程）

關鍵部件：氣體分析系統(tǒng)（光源、檢出器等）

氣幕保護系統(tǒng)

流動等效校準裝置第102頁第103頁直接測量流動標氣校準直接測量法校準：流動標氣池

（放到測試光路中，固定式、移動式[手動、自動]）第104頁CEMS運行管理、故障分析光路污染器件壽命成份干擾漂移量程不匹配標定失誤關鍵氣體分析儀第105頁CEMS系統(tǒng)煙氣參數(shù)常見故障堵塞、磨損（定時反吹）腐蝕、漂移（定時維護清理）第106頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果有效傳遞過程CEMS現(xiàn)場儀器監(jiān)測分析顯示原始數(shù)據(jù)ACEMS數(shù)據(jù)采集儀或工控機統(tǒng)計并計算處理數(shù)據(jù)BCEMS上傳到監(jiān)控平臺監(jiān)測數(shù)據(jù)C第107頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定

CEMS數(shù)據(jù)質(zhì)量問題：CEMS儀器系統(tǒng)故障或長久無維護以及異常維護（虛假校準維護）（A）CEMS統(tǒng)計儀軟件參數(shù)更改（數(shù)據(jù)造假）（B）CEMS數(shù)據(jù)采集失真（數(shù)模轉(zhuǎn)換、傳輸丟失、內(nèi)置軟件控制等）（C）第108頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定CEMS儀器系統(tǒng)故障或長久無維護以及異常維護（A）系統(tǒng)故障（漏氣）長久無人維護（過濾器失效、冷凝器損失等）虛假校準維護（用高濃度標準校準較低濃度）（零點負漂移）（通零氣、空氣看零點改變）

第109頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定CEMS統(tǒng)計儀軟件參數(shù)更改（B）系統(tǒng)軟件設置參數(shù)造假

系統(tǒng)參數(shù)設置造假（應是長久較固定設置，核查）（量程設置縮?。?～20mA電流對應）（標準過?？諝庀禂?shù)或標準含氧量設置造假）（煙道或煙囪測試截面積設置造假）（數(shù)據(jù)計算處理參數(shù)和公式設置造假）折算/標干第110頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定舉例一：修改量程設置（與分析儀匹配一致）比如，NOx濃度檢測輸出4～20mA對應量程為0～1000ppm，C=62.5×A-250當輸出電流信號為10mA時，實際測得NOx濃度值為375ppm，

若此時將輸出4～20mA對應量程改為0～800ppm則C=50×A-200當一樣輸出電流信號為10mA時，顯示測得NOx濃度值為300ppm第111頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定舉例二：修改標準過?？諝庀禂?shù)或標準含氧量設置（對照各行業(yè)排放標準）比如，火電行業(yè)排放煙氣標準含氧量要求為6%（GB13223-）電廠NOx實際排放濃度為100ppm，O2排放濃度為6%時，

當設置標準含氧量為6%或設置標準過剩空氣系數(shù)為1.4時，計算后NOx折算濃度值等于標干濃度100ppm，

當設置標準含氧量為9.3%或設置標準過?？諝庀禂?shù)為1.8時，計算后NOx折算濃度值為77.8ppm。第112頁CEMS數(shù)據(jù)結(jié)果判定舉例三：

修改軟件內(nèi)部計算、轉(zhuǎn)換等公式（對攝影關標準和軟件設置）修改換算系數(shù)比如，NOx實際排放濃度為100ppm，轉(zhuǎn)換標態(tài)應以NO2計

換算系數(shù)應