HCL有證CEMS煙氣在線分析系統(tǒng)

煙氣排放是環(huán)境監(jiān)測的重要組成部分，直接關(guān)系到空氣質(zhì)量和生態(tài)健康。為了滿足環(huán)保要求，煙氣CEMS在線監(jiān)測系統(tǒng)廣泛應用于各種工業(yè)生產(chǎn)過程，實時監(jiān)測和監(jiān)控煙氣排放。然而，在實際運行中，煙氣CEMS在線監(jiān)測系統(tǒng)可能會遇到各種問題。本文將匯總并分析這些常見問題，同時提出相應的規(guī)范要求和核查方法，以保障系統(tǒng)的正常運行和數(shù)據(jù)的準確性。
采樣和預處理單元




1.1采樣點位



常見問題1：

流速和顆粒物采樣點位于煙道彎頭、閥門、變徑管處、彎道或前后直管段不足。

影響：

這些位置流場不穩(wěn)定，流速和顆粒物濃度無規(guī)律劇烈波動。

規(guī)范要求：

1.應優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負壓區(qū)域。

2.距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑，距上述部件上游方向不小于兩倍煙道直徑處（HJ/T75—2007）。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

備注：采樣點位對氣態(tài)污染物的影響較小，但也應盡量滿足HJ/T75—2007規(guī)范中“距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于兩倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于0.5倍煙道直徑處”的要求。

常見問題2：

采樣點設置在凈煙道，但旁路煙道未安裝煙氣流量和煙溫監(jiān)測裝置。

影響：

旁路開啟情況無法有效監(jiān)控。

規(guī)范要求：

1.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（HJ/T75—2007）。

2.應在旁路煙道加裝煙氣溫度和流量采樣裝置（環(huán)辦〔2009〕8號）。

核查方法：

1.現(xiàn)場觀察旁路煙道是否安裝了流量和煙溫測量裝置。

2.開啟旁路，觀察DCS和CEMS上流量和煙溫變化情況，凈煙道流量應下降，旁路流量應上升，旁路煙溫應接近原煙氣溫度。

備注：目前，許多燃煤電廠不設旁路或已取消旁路，不存在此問題。但燒結(jié)機脫硫等仍設有旁路，需予以關(guān)注。

常見問題3：

參比方法采樣孔設置在CEMS采樣孔上游，或距離CEMS采樣孔較遠。

影響：

測定結(jié)果可比性差。

規(guī)范要求：

在煙氣CEMS監(jiān)測斷面下游應預留參比方法采樣孔，采樣孔數(shù)目及采樣平臺等按《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》要求確定，以供參比方法測試使用。在互不影響測量的前提下，應盡可能靠近（HJ/T75—2007）。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

備注：參比方法采樣孔與CEMS采樣孔距離一般控制在1米以內(nèi)。

常見問題4：

顆粒物采樣孔設在氣態(tài)污染物采樣孔的上游。

影響：

顆粒物監(jiān)測時需連續(xù)吹掃，吹掃空氣會使氣態(tài)污染物被稀釋，監(jiān)測結(jié)果偏低。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

備注：采樣孔的正確布置順序為：沿煙氣流動方向，依次布置氣態(tài)污染物、溫度壓力流速、顆粒物采樣孔。相互距離不小于0.5米。

1.2采樣管路

常見問題1：

1.采樣管線未全程伴熱。

2.采樣探頭加熱溫度或采樣管線伴熱溫度不足。

影響：

導致采樣管內(nèi)煙氣溫度低于露點，水汽結(jié)露，二氧化硫溶于水中，加大測量誤差，使測定結(jié)果偏低

核查方法：

1.觀察采樣管線，是否全程伴熱。

2.用手觸碰采樣管線，感覺是否有溫度異常偏低的部分。

3.檢查采樣管兩端，恒功率伴熱管是否預留1米伴熱帶。

4.檢查探頭加熱溫度（溫度顯示儀表在采樣探頭旁或分析儀機柜內(nèi)），一般加熱溫度不低于160℃。

5.檢查伴熱管伴熱溫度（溫度顯示儀表在分析儀機柜內(nèi)），一般伴熱溫度不低于120℃。

備注：

1.只有完全抽取法（包括熱濕法和冷干法）儀器使用伴熱管。稀釋抽取法不需要伴熱，但探頭需要加熱。

2.采樣探頭加熱溫度和伴熱管伴熱溫度需根據(jù)煙氣露點溫度確定，必須保證能夠?qū)煔饧訜岬铰饵c溫度以上。對垃圾焚燒尾氣等露點溫度較高的煙氣，采樣探頭加熱溫度和伴熱管溫度宜設置更高的溫度，一般不低于180℃。

3.根據(jù)對某型伴熱管實際試驗，裸露管段長在30厘米時，煙氣溫度降低可達70℃左右；裸露管段長在60厘米時，可達90℃左右。也就是說，裸露管段長度超過60厘米時，煙氣溫度已經(jīng)降低至接近室溫。在此過程中，將產(chǎn)生大量冷凝水，吸收煙氣中的二氧化硫，使測定結(jié)果偏低。在二氧化硫濃度較低時，對測定結(jié)果的影響更大（如普通濕法脫硫煙氣濃度低于50ppm時，二氧化硫損失率可達10%甚至更高）。因此，在安裝過程中，應盡量縮短采樣管裸露管段的長度。


常見問題2：



采樣管形成U型管段。



影響：



冷凝水易蓄積在U型管段，加大測量誤差，使氣態(tài)污染物測定結(jié)果偏低。



核查方法：



現(xiàn)場觀察。



1.3預處理



常見問題1：



顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭未正常反吹。



影響：



不正常反吹將導致顆粒物測試儀鏡片污染，使?jié)舛绕?；氣態(tài)污染物采樣探頭和皮托管探頭堵塞，數(shù)據(jù)異常，嚴重時設備無法運行。



核查方法：



1.觀察平臺上顆粒物測量儀反吹風機葉片是否轉(zhuǎn)動，聽風機是否有運轉(zhuǎn)的聲音，用手感覺風機是否振動，判斷風機是否正常運行。



2.觀察平臺上氣態(tài)污染物探頭和皮托管探頭反吹管是否正常連接，平臺上反吹氣閥門是否打開。



3.觀察監(jiān)測站房內(nèi)或平臺上反吹氣源壓力表，壓力一般在0.4~0.7MPa。



備注：



1.需反吹的部件包括3個：顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭。



2.顆粒物測量儀鏡片采用連續(xù)反吹。



3.氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭為脈沖式反吹，反吹周期一般為4~8小時，每次反吹時間為2~5分鐘。



4.氣態(tài)污染物探頭反吹時，二氧化硫和氮氧化物濃度降低，氧含量增高。



5.皮托管全壓反吹時，壓力顯示為滿量程。靜壓反吹時，壓力顯示為零。



6.目前一般均對反吹時數(shù)據(jù)進行了屏蔽。如屏蔽，在CEMS和DCS歷史數(shù)據(jù)中查詢分鐘數(shù)據(jù)時，可觀察到反吹期間濃度、流速保持一固定值（如前5分鐘均值）。如未屏蔽，可觀察到有二氧化硫和氮氧化物濃度、流速（靜壓反吹）周期性波谷，氧含量、流速（全壓反吹）周期性波峰。



7.反吹氣源一般由監(jiān)測站房內(nèi)的空壓機提供，壓縮空氣經(jīng)管路輸送至平臺后分3路，分別供給顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭進行反吹。



部分企業(yè)有自備氣源，不需配備空壓機。部分顆粒物測量儀鏡片吹掃由平臺上風機直接反吹。反吹氣源壓力在0.4~0.7MPa。



常見問題2：



氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)濾芯、預處理機柜內(nèi)濾芯長期未更換，導致濾芯失效。



影響：



濾芯堵塞，導致采樣流量降低，嚴重時設備無法運行。



規(guī)范要求：



一般不超過3個月更換一次采樣探頭濾芯（HJ/T76—2007）。



核查方法：



1.查看氣態(tài)污染物采樣探頭濾芯表面是否粉塵過大。



2.查看機柜濾芯是否變形、變色，表面有無大量粉塵。



備注：被測氣體進入分析儀表前，需過濾去除粉塵和水蒸氣，依次為：氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)的陶瓷或不銹鋼過濾器，預處理機柜內(nèi)1~2處過濾器。正常情況下，分析儀采樣流量一般在1~2L/分鐘。



常見問題3：



1.冷凝器冷凝溫度過高或過低。



2.冷凝溫度不穩(wěn)定。



影響：



1.冷凝溫度過高，導致煙氣中的水分不能充分析出，分析儀表損壞。



2.冷凝溫度過低，尤其在低于0℃時，可能會導致冷凝管排水口結(jié)冰，無法正常排水。



核查方法：



1.查看冷凝器上的顯示溫度，一般冷凝溫度應在3~5℃。



2.觀察抽氣泵，如果除濕不好，抽氣泵易腐蝕。



備注：完全抽取法測量氣態(tài)污染物一般包括冷干法和熱濕法兩類，國內(nèi)應用的主要是冷干法儀器。只有冷干法儀器才需要使用冷凝器，目的是使煙氣中的水分迅速結(jié)露冷凝析出。熱濕法儀器和稀釋法儀器不需要冷凝器。



常見問題4：



1.冷凝器排水蠕動泵泵管老化。



2.蠕動泵損壞。



3、蠕動泵泄漏。



影響：



冷凝水無法正常排出，嚴重時導致冷凝器不能正常工作。



規(guī)范要求：



每3個月至少檢查一次氣態(tài)污染物CEMS的過濾器、采樣探頭和管路的結(jié)灰和冷凝水情況、氣體冷卻部件、轉(zhuǎn)換器、泵膜老化狀態(tài)（HJ/T75—2007）。



核查方法：



1.查看蠕動泵電機是否按標識方向轉(zhuǎn)動，觀察蠕動泵管是否有水柱順利排出。



2.查閱運維記錄，檢查是否定期更換蠕動泵管（一般3個月至少更換一次）。



3.將蠕動泵管拆卸下來，觀察其是否有裂紋、能否恢復原狀。如拆卸后不能恢復原狀、泵管表面有裂紋，則需要更換。

分析單元




目前，國家標準中僅規(guī)定了調(diào)試檢測期間判定CEMS是否合格的技術(shù)指標，定期校準、定期校驗以及不定期比對監(jiān)測期間判定數(shù)據(jù)是否失控的技術(shù)指標，但未明確日常檢查中判定CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否準確的方法和技術(shù)指標。在日常檢查中，受時間、設備等限制，一般不采用參比方法對氣態(tài)污染物進行比對監(jiān)測，而是參考HJ/T76—2007第5.8.2條“氣態(tài)污染物CEMS（含O2或CO2）主要技術(shù)指標”作為判定標準，即：相對誤差不超過±5%，響應時間不大于200秒，零點漂移和量程漂移不超過滿量程的±2.5%。對顆粒物和流速準確性的判定，必須采用參比方法，在日常檢查時一般不具備比對監(jiān)測的條件。因此，檢查重點應放在設備實際狀況。對顆粒物，重點檢查光路是否準直、光學鏡面是否清潔、安裝位置是否劇烈振動；對流速/流量，重點檢查安裝位置是否合理、探頭是否堵塞。



在用參比方法測定二氧化硫時，要注意一氧化碳對測定儀器的干擾。試驗表明，一氧化碳對電化學原理測定二氧化硫的儀器有較大程度的正干擾，對CEMS系統(tǒng)基本無影響。用國內(nèi)某型電化學法儀器和國外某型光學法儀器進行比對，煙氣中4000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫產(chǎn)生606mg/m3正干擾，8000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫產(chǎn)生1170mg/m3正干擾。鋼鐵廠、焦化廠煙氣中一氧化碳濃度在5000ppm以上，垃圾焚燒廢氣一氧化碳含量在3000ppm左右，在二氧化硫比對監(jiān)測時，應注意一氧化碳的干擾。



常見問題1：



儀器未及時進行校準或校驗。



影響：



測量誤差增大，降低儀器準確度，嚴重時儀器精度無法滿足標準要求。



規(guī)范要求：



對現(xiàn)有儀器，一般應該滿足：



1.零點校準：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）24小時一次；顆粒物和流速每3個月一次。



2.跨度校準：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）15天一次；顆粒物和流速每3個月一次。



3.全系統(tǒng)校準：抽取式氣態(tài)污染物CEMS每3個月至少進行一次全系統(tǒng)校準，要求零氣和標準氣體與樣品氣體通過的路徑（如采樣探頭、過濾器、洗滌器、調(diào)節(jié)器）一致，進行零點和跨度、線性誤差和響應時間的檢測。



4.定期校驗：每6個月一次（HJ/T75—2007）。



核查方法：



1.對氣態(tài)污染物，現(xiàn)場測定零點漂移和跨度漂移，應不超過±2.5%F.S.。



2.如零點漂移和跨度漂移符合要求，則用接近被測氣體濃度的標準氣體進行全系統(tǒng)檢驗，誤差不超過±5%。



3.查看CEMS或DCS中校準和校驗期間的歷史數(shù)據(jù)，如未屏蔽，則應能夠找到相應的濃度值。如已屏蔽，則應保持一固定值。



備注：跨度漂移即為量程漂移。



常見問題2：



量程設置過高或過低。



影響：



1.量程設置過高，測量的煙氣實際濃度遠低于測量量程時（如低于20%），可能導致測量誤差過大，影響數(shù)據(jù)的準確性。



2.量程設置過低，煙氣實際濃度超過量程上限時，測量數(shù)據(jù)無效，排放情況無法得到有效監(jiān)控。



核查方法：



1.查閱儀表歷史數(shù)據(jù)，觀察污染物實際排放濃度范圍。



2.通常，實際排放濃度應該在量程的20～80%范圍內(nèi)。



3.如實際排放濃度低于量程的20%，通入與實際排放濃度接近的標準氣體進行測定，相對誤差應不超過±5%。



4.觀察歷史數(shù)據(jù)中是否經(jīng)常發(fā)生超出儀器量程范圍的數(shù)據(jù)。



常見問題3：



采用修改測量儀器標準曲線的斜率和截距、不正確設置校準系數(shù)、設定數(shù)據(jù)上下限等方式，對測定數(shù)據(jù)進行修飾。



影響：



人為作假，數(shù)據(jù)不真實。



核查方法：



分別用低、中、高濃度的標準氣體進行全系統(tǒng)檢驗，誤差不超過±5%。



常見問題4：



標氣實際濃度與儀器設定的標氣濃度不一致。



影響：



1.如果標氣實際濃度低于儀器設定濃度，將使實際測定濃度接近等比例增高。



2.如果標氣實際濃度高于儀器設定濃度，將使實際測定濃度接近等比例降低。如儀器設定的標氣濃度為1000ppm，但標氣的實際濃度為2000ppm，實際濃度為500ppm，則測定結(jié)果將顯示為250ppm。



核查方法：



1.使用自備標準氣體進行測定，相對誤差應不超過±5%。



2.使用快速測定儀或?qū)F(xiàn)場標氣帶回實驗室測定，其濃度應與儀器設定的標氣濃度一致。

為確保工業(yè)煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的準確性和可靠性，以下是一些關(guān)鍵的技術(shù)規(guī)范與標準：



準確性：監(jiān)測系統(tǒng)的測量結(jié)果應準確可靠，誤差控制在允許范圍內(nèi)。系統(tǒng)應滿足國家和地方法規(guī)對排放濃度的要求，確保測量結(jié)果的準確性和可比性。

穩(wěn)定性：系統(tǒng)應具有穩(wěn)定的性能，能夠長時間運行而不出現(xiàn)故障。各組成部分應具備良好的穩(wěn)定性和可靠性，確保系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。

實時性：系統(tǒng)應能夠?qū)崟r反映廢氣排放狀況，為企業(yè)提供及時的數(shù)據(jù)支持。通過實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，企業(yè)可以及時調(diào)整生產(chǎn)工藝和設備，降低污染物排放。

可靠性：系統(tǒng)應具有高可靠性，能夠抵御各種環(huán)境因素的影響。在惡劣的工作環(huán)境下，系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定運行，提供準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

易用性：系統(tǒng)應易于操作和維護，方便企業(yè)使用。通過簡化操作流程和提供直觀的用戶界面，降低操作人員的技術(shù)門檻，提高系統(tǒng)的易用性。



三、校準和質(zhì)量控制



為確保監(jiān)測系統(tǒng)的準確性和可靠性，系統(tǒng)應具備校準和質(zhì)量控制的功能。定期進行校準和驗證，確保測量結(jié)果的準確性和可靠性。此外，系統(tǒng)還應具備自動校準和故障診斷功能，及時發(fā)現(xiàn)和修復設備故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。



四、數(shù)據(jù)報告和記錄



監(jiān)測系統(tǒng)應能夠生成完整的監(jiān)測報告和記錄，包括監(jiān)測數(shù)據(jù)、設備狀態(tài)、校準記錄等。這些數(shù)據(jù)和記錄對于評估系統(tǒng)性能、查找問題原因以及制定改進措施具有重要意義。同時，數(shù)據(jù)報告和記錄也有助于滿足法規(guī)要求，為企業(yè)提供合規(guī)證明。

火電廠煙氣在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀
1.非分散紅外/紫外吸收法SO2和NOX監(jiān)測技術(shù)
“十一五”和“十二五”期間，國內(nèi)在脫硫和脫硝上應用最為廣泛的是非分散紅外吸收法監(jiān)測技術(shù)，有少部分紫外吸收技術(shù)。這類技術(shù)是基于朗伯-比爾（Lambert-Beer）吸收定律的光譜吸收技術(shù)，其基本分析原理是：當光通過待測氣體時，氣體分子會吸收特定波長的光，可通過測定光被介質(zhì)吸收的輻射強度計算出氣體濃度。
2.紫外熒光法SO2監(jiān)測技術(shù)
紫外熒光法基于分子發(fā)光技術(shù)，在一定條件下，SO2氣體分子吸收波長為190～230nm，紫外線能量成為激發(fā)態(tài)分子，激發(fā)態(tài)的SO2分子不穩(wěn)定，瞬間返回基態(tài)，發(fā)射出波長為330nm的特征熒光。在濃度較低時，特征熒光的強度與SO2濃度成線性關(guān)系，即可通過檢測熒光強度計算SO2濃度。
3.化學發(fā)光法NOX監(jiān)測技術(shù)
化學發(fā)光法是在一定條件下，NO與過量的O3發(fā)生反應，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的NO2。激發(fā)態(tài)NO2返回基態(tài)時，會產(chǎn)生波長為900nm的近紅外熒光。在濃度較低情況下，NO與O3充分反映發(fā)出的光強度與NO濃度成線性關(guān)系，即可通過檢測化學發(fā)光強度計算NO濃度。

紫外煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)采用冷干完全抽取+除水除塵預處理系統(tǒng)，結(jié)合紫外法氣體分析儀，連續(xù)在線測量煙氣中的SO?、NO、NO?等污染氣體濃度，可通過增加非分散紅外模塊，連續(xù)在線測量煙氣中的CO?、CH? 、N?O等溫室氣體濃度，同時可監(jiān)測煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流速或流量、濕度、含氧量等），通過數(shù)據(jù)采集與傳輸裝置將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至環(huán)境管理部門。紫外吸收法對氣態(tài)污染物進行分析，避免了水和粉塵以及碳氫化合物對分析儀的干擾。

燒結(jié)/球團/燃煤鍋爐

是否按小時均值判定超標：是

生產(chǎn)工序：堿回收爐/石灰窯爐/焚燒爐/燃煤蒸汽鍋爐

非正常情況達標判定要求：

（1）鋼鐵工業(yè)排污單位非正常排放指燒結(jié)機、球團焙燒設施、燃煤鍋爐等設施啟停機、設備故障、檢維修等情況下的排放。

（2）鋼鐵工業(yè)排污單位中，對于采用脫硝措施的燒結(jié)機/球團焙燒設施，啟動8小時不作為氮氧化物合規(guī)判定時段。

（3）對于采用脫硝措施的燃煤鍋爐，冷啟動1小時、熱啟動0.5小時不作為氮氧化物合規(guī)判定時段。

豁免因子：氮氧化物

固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）針對大型工業(yè)煙囪等固定污染源廢氣濃度監(jiān)測可對煙道氣中顆粒物、SO2、NOx等污染物進行動態(tài)連續(xù)監(jiān)測，同時可測量煙氣的流速、壓力、溫度、濕度、含氧量等數(shù)據(jù)，自動記錄污染物排放總量和排放時間，并通過GPRS、4G、光纖等通訊手段將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到管理部門，實現(xiàn)對

污染源排放的遠程實時監(jiān)測。






特性
PLC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能產(chǎn)全，操作直觀簡便，并支持網(wǎng)絡擴建及系統(tǒng)擴展。

儀表機柜采用模塊化設計，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡明、穩(wěn)定性強，高自動化低維護。

氣體分析單元采用非分光紅外氣體分析技術(shù)及長壽命電化學傳感技術(shù)，傳感器使用壽命長，多組分測量氣體間無交叉干擾。

測量范圍小于200ppm，滿足國家環(huán)保行業(yè)標準;分辨率達到1ppm，適用于低濃度煙氣認證。

系統(tǒng)功能豐富，可實現(xiàn)自動取樣、吹掃、校準、故障自診斷報警等功能。