污染源在线监测系统20081021郭炜.ppt

废气污染源在线监测系统介绍,中科天融（北京）科技有限公司,CEMS系统运行管理,5,CEMS的含义,Continuous Emissions Monitoring Systems 是指对固定污染源排放烟气中的污染物进行连续地、实时地跟踪测定。 主要污染物包括：颗粒物、SO2、NOx、CO； 其他污染物还有：CO2、HCL、H2S 等 烟气排放参数包括：流速、温度、压力、湿度、含氧量 等 数据采集和处理系统,第一部分 CEMS国内现状,第一部分 CEMS行业现状,污水重点排放单位 69543家,废气重点排放单位 69522家,第一部分 CEMS行业现状,安装数量,第一部分 CEMS行业现状,安装地区分布,12%,32%,186台,486台,100%,844台,56%,西部,东部,中部,全国,1516台,第一部分 CEMS行业现状,生产企业,注：仅为生产CEMSde企业，未包含各地区经销商和提供运营服务的企业。,第一部分 CEMS行业现状,各企业采用的技术,第一部分 CEMS行业现状,“十五”、“十一五”规划，推动了CEMS产业的由小到大的逐渐发展。,企业参差不齐，少数企业规模增加，有些企业仍然不能发展。,产值逐年翻番，业绩增长迅速。,从业企业数量在不断增多.，从业人员的数量和素质都有较大提高。,第二部分 CEMS系统组成,第二部分 CEMS组成,CEMS的系统组成： 颗粒物排放浓度监测子系统 气态污染物排放浓度监测子系统 （SO2、NOx、CO、 CO2等） 烟气参数监测子系统 （温度、压力、流速/流量、 氧含量、湿度等） 数据采集与处理系统 （显示、存储、打印、 传输等）,CEMS的系统组成,第三部分 CEMS系统工作原理介绍,第三部分 CEMS工作原理,颗粒物排放浓度监测子系统 ： 特点： 光学分析方法 直接测量（不采样） 工作原理： 光透射法 后散射法,第三部分 CEMS工作原理,光透射法颗粒物监测仪,第三部分 CEMS工作原理,后散射法颗粒物监测仪,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,直接抽取系统：,加热采样探头,加热传输管线,样气预处理系统,分析测量单元,数据运算、输出,标定控制系统,烟气分析主机,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,直接抽取系统,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,直接抽取系统（采样探头）,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,直接抽取系统,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,直接抽取系统：,特点： 红外/紫外光吸收测量分析单元; 一个分析单元可同时测量SO2、NOx、 CO2、CO； 可将测氧（O2）单元与红外单元共同置于同一分析仪内； 测量数据为标准状态下的干态烟气数值 ，数据直观； 样气传输采用加热管线； 样气冷却除湿； 三级脱水装置； 干扰补偿；,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,稀释抽取系统：,稀释采样探头,传输管线,样气预处理系统,SO2分析测量单元,数据运算、输出,标定控制系统,烟气分析主机,仪表气控制单元,NOx分析测量单元,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,稀释抽取系统：,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,稀释抽取系统（采样探头）：,第三部分 CEMS工作原理,气态污染物测量子系统：,稀释抽取系统：,特点： 紫外荧光测量SO2，化学发光测量NOx; 需要多个分析单元组合； 氧含量需单独配置采样系统或采用直接测量法； 测量数据需要转换成标准状态下的干态烟气数值 ； 样气传输不采用加热管线； 样气不需要冷却除湿； 探头稀释用零气需严格控制； 探头稀释比例需要随时校准；,第三部分 CEMS工作原理,烟气参数测量子系统：,第三部分 CEMS工作原理,烟气参数测量子系统：,含氧量：,氧化锆法,第三部分 CEMS工作原理,烟气参数测量子系统：,含氧量：,磁压法,第三部分 CEMS工作原理,数据采集与处理子系统：,采集各测量子系统的数据和状态参数； 对数据进行显示、计算、存储、统计； 保持与环境监控平台（企业）的数据传输；,第四部分 CEMS系统在发电厂应用,第四部分 CEMS在发电厂应用,烟气脱硫系统：,脱硫系统入口： SO2，O2，颗粒物； 脱硫系统出口： SO2，O2；,烟气脱硝系统：,脱硫系统入口： NOx，O2； 脱硫系统出口： NOx，NH3，O2；,环保排放监测系统：,总出口： 颗粒物，SO2，NOx，（CO），O2， 温 度，压力，湿度，流量；,第四部分 CEMS在发电厂应用,烟气脱硫系统：,第四部分 CEMS在发电厂应用,烟气脱硝系统：,发电厂烟道气体监测系统,汽轮机,发电机,烟道脱硫设备,烟道脱硝设备,电除尘器,烟道出口,锅炉,水,变压器,引入口,排水口,水处理,油库,过滤墙,NOx/O2 /NH3分析单元,SO2 分析单元,NOx/SO2/O2 分析单元,CO 分细单元,O2 分析单元,烟尘分析单元,多参数监测单元,烟尘分析单元,第四部分 CEMS在发电厂应用,各种测量方法在电厂脱硫脱硝系统中的应用,由于颗粒物，温度、压力、流速等测量系统各厂家测量原理基本相同，上表仅对SO2，NOx，O2的测量方法进行比较,第五部分 CEMS系统运行管理,第五部分 CEMS运行管理,CEMS系统工作流程,系统设计,排污口整治,设备安装,数据联网,系统调试,安装位置 系统组成 技术参数,土建设施 预埋、预制 水、电、气施工,吊装、连接 管、线敷设连接 水、电、气连接,通电、通水、通气 标校设备 功能测试,通讯协议联调 数据上传率调试 数据有效性调试,运营维护管理,CEMS日常运行管理要求,日常巡检 巡检频率：至少7天一次 巡检项目：运行状况记录、系统校准、系统清洁和维护等 日常维护保养 保养内容 保养周期 故障的及时维修：大于72小时应有备用仪器替换 校准和校验 按质量保证要求定时定期进行 校准时应进行全系统的标定,第五部分 CEMS运行管理,CEMS日常运行质量保证,定期维护,定期校验,定期校准,责任主体,企业、 维护运营商,烟气CEMS失控数据的判别,比对监测,有效数据捕集率考核,环保主管部门,第五部分 CEMS运行管理,较稳定 54%,稳定 26%,不稳定 20%,已安装系统稳定性调查,第五部分 CEMS运行管理,CEMS系统常见故障,第五部分 CEMS运行管理,采样系统故障,直接抽取系统： 1. 采样探头堵塞 2. 采样管路漏气 3. 采样流量降低 4. 除水系统效率降低 5. 过滤元部件失效,1,2,2,3,4,5,CEMS系统常见故障,第五部分 CEMS运行管理,采样系统故障,稀释抽取系统： 1. 采样探头堵塞 2. 管路漏气 3. 稀释比例不准确 4. 采样流量降低 5. 零气处理不纯净,1,2,2,3,3,4,5,CEMS系统常见故障,第五部分 CEMS运行管理,采样系统故障,直接测量系统： 1. 镜片灰尘堆积 2. 监测孔堵塞,1,2,1,2,CEMS系统常见故障,第五部分 CEMS运行管理,光路污染,器件寿命,成分干扰,漂移,量程不匹配,标定失误,其他引起CEMS数据失真的原因,第五部分 CEMS运行管理,安装位置： 紊流影响 水汽大 维护测试方便,其他引起CEMS数据失真的原因,第五部分 CEMS运行管理,计算误差： 面积，直径 误差放大效应,其他引起CEMS数据失真的原因,第五部分 CEMS运行管理,数据联网：协议匹配，传输有效率 人为破坏：修改参数，破坏设备，中断通讯链路,引起CEMS数据失真的原因,第五部分 CEMS运行管理,系统设计,系统运营维护,人为因素,CEMS系统数据不能真实反映实际工况.,系统设计,第五部分 CEMS运行管理,采样点选择 设备功能、结构设计 设备防污能力(现场保护) 可靠性和维护周期,系统运营维护,第五部分 CEMS运行管理,明确运营维护责任主体 加强运营维护规范 供货商/运营商提供有效服务 加强运营维护监管,人为因素,第五部分 CEMS运行管理,行业运营维护监督管理制度 在线服务人员环境保护公益心 排污交易机制没有建立 政府的运营补贴（设备方和第三方）,第五部分 CEMS运行管理,在工作中如何监督检查CEMS工作状况,一、 现场CEMS系统核查（采样点、设备状态） 了解系统的组成和类型； 检查设备安装位置、安装质量； 检查采样系统、冷却系统、反吹清洁系统、测量系统的工作状态。 二、CEMS数据分析 观察温度、压力、流速、含氧量等烟气参数与污染物浓度的变化关系； 观察实测浓度、折算浓度、排放总量之间的变化关系； 观察历史数据的变化趋势；,第五部分 CEMS运行管理,在工作中如何监督检查CEMS工作状况,三、CEMS数据与烟气治理设施工况参数对比分析 温度、流量、含氧量变化趋势； 入口烟气数据与出口数据对比； 脱硫剂投放的水量、PH值、风量等参数的历史变化趋势； 旁路烟道的阀门控制记录； 四、现场对比测试 调节工况观察CEMS数据变化规律； 手工便携设备现场抽测比对； 重点不合格或超标现场技术分析和核查；,第五部分 CEMS运行管理,在工作中如何监督检查CEMS工作状况,五、日常运营维护记录核查 日常巡检工作内容； 备件更换记录； 维护工作记录； 维修工作记录；,第五部分 CEMS运行管理,CEMS运行监督的辅助保证,提高设备运营管理的覆盖率 完善运营管理体系 提高手工监测能力 改进、完善、提高现有系统功能和可靠性 借助其他手段，如：图像监控、边界测量、区域监测等,安装位置（一）,图1中SO2 采样点不能在当旁路烟道有烟气流过，正确测量出真正排放的 SO2浓度，所以安装时尽量选择旁路烟道与净烟气汇合点后侧，如图2。,安装位置（二）,如果有两台以上锅炉时，图3中 SO2的采样位置不能反映全部排放情况，应按图4或图5方式选择安装位置。,安装位置（三）,流速在安装时一定要注意安装的位置的直管段长度，不能在弯头、变径处附近安装，否则会因紊流造成测量不准确。,CEMS数据分析（一）,温度变化 ：通常脱硫前烟气温度在100以上，湿法脱硫后烟气温度在80 以下。如果脱硫后的温度升高，有可能是脱硫系统未能正常投运，此时SO2浓度应与脱硫前相当。下图假设：脱硫前温度120 ，SO2浓度100ppm；脱硫后温度40 ，SO2浓度10ppm。,CEMS数据分析（二）,流速变化 ：通常流速为零时说明风机停运，可能是停炉了，SO2 应为零或很低；风机开启后，流速很快达到正常数值，此时SO2应随即升高，如果不是这样，应检查CEMS设备是否故障或其他原因。 下图假设：正常开炉时，流速为10m/s，SO2浓度100ppm。,CEMS数据分析（三）,含氧量变化 ：锅炉燃烧要消耗氧，电厂排放烟气的氧含量通常会低于8%，随着氧含量的升高，SO2的浓度应该降低。当氧含量达到接近21%时，SO2浓度应降到接近零。下图假设：锅炉正常燃烧时，SO2浓度为100ppm。,CEMS数据分析（四）,实测浓度与折算浓度 ：但SO2实测浓度不变时，SO2折算浓度随含氧量升高而升高。如果不是这样，说明CEMS系统在计算上存在着问题。 排放量：排放量应随着SO2 折算浓度的升高而变化，如果SO2折算浓度升高而排放量没有变化，则应检查系统的设备或数据计算。,CEMS数据分