污染源在线监测系统(-10-21)-郭炜说课材料

污染源在线监测系统(2008-10-21)-郭炜

CEMS的含义

ContinuousEmissionsMonitoringSystems

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

2004年中国环境统计年鉴数据显示，全国重点调查统计工业企业70462家污水重点排放单位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台仪器烟尘黑匣子SO2粉尘CO氮氧数量5281255785233200

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）

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氮设备电除尘器烟道出口锅炉Gypsum水变压器引入口排水口

水处理油库过滤墙NOx/O2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

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Chuan传感器传感器光源排放源控制单元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：

采样方式分析方法直接抽取系统稀释抽取系统直接测量系统（插入式）红外光吸收原理SO2，NOx，CO，CO2紫外光吸收原理SO2，NOx，SO2，NOx紫外荧光原理SO2化学发光原理NOx电化学原理NOx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

烟道气体采样探头加热主过滤器伴热管线采样接口阀门中级过滤除湿排水流量计针阀分析室排气记录单元采样泵校准气体第三部分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工作原理测量项目测量原理安装位置氧含量氧化锆法烟道、抽取磁氧法直接抽取采样原电池法直接抽取采样流速皮托管差压法插入式热线法插入式超声波法对穿式湿度电容法插入式干湿氧法烟道和抽取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

采样方式脱硫系统脱硝系统备注直接抽取系统80%以上20%稀释抽取系统较少较少直接测量系统（插入式）极少较多

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%系统稳定性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

烟道气体采样探头加热主过滤器伴热管线采样接口阀门中级过滤除湿排水流量计针阀分析室排气记录单元采样泵校准气体直接抽取系统：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122345CEMS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1223345CEMS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1212CEMS系统常见故障第五部分CEMS运行管理分析仪器故障：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