烟气排放连续监测系统CEMS运行管理和现场核查

烟气排放连续监测系统（CEMS）

运行管理和现场核查中国环境监测总站王强第1页提要烟气排放连续监测系统现场考评（安装和运行）烟气排放连续监测系统运行管理、故障分析和数据结果初步判定第2页什么是CEMS？固定污染源烟气排放连续监测系统烟气在线监测设备烟气自动监测设备ContinuousEmissionMonitoringSystem对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测，并将监测数据和信息传送到环境保护主管部门，以确保排污企业排放污染物浓度和排放总量达标。第3页CEMS全系统示意图第4页CEMS系统组成第5页CEMS各指标基本分析技术采样分析方式监测项目名称和分析技术方法颗粒物二氧化硫氮氧化物氧气流速温度湿度抽取测量方式完全抽取式β射线法振荡天平法非分散红外非分散紫外气体过滤相关法紫外差分吸收法傅立叶红外法非分散红外非分散紫外气体过滤相关法紫外差分吸收法傅立叶红外法双池厚膜氧化锆传感器法电化学法氧化锆法顺磁法//干湿氧法红外法稀释抽取式/紫外荧光法化学发光法////直接测量方式/浊度法（透射法）光散射法光闪烁法紫外差分吸收法非分散红外紫外差分吸收法非分散红外氧化锆法皮托管法热平衡法超声波法铂电阻法热电偶法干湿氧法红外法高温电容法第6页CEMS现场检验一现场安装规范性检验

CEMS安装点位选取CEMS安装配套环境条件设施建设CEMS仪器安装本身规范性（管线、标识）第7页现场安装规范性-点位和位置安装标准:固定污染源烟气排放连续监测技术规范（HJ/T75-）“前四后二”、“前1.5后0.5”-----有代表性点位每个排放源装一套CEMS多烟道汇总时，尽可能安在总排口，也能够每个烟道安一套CEMS安装平台应易于抵达，便于维护第8页“前四后二”示意图注：烟气方向：直径：d在线安装点4d2d第9页第10页第11页第12页监测位置（√）监测位置（√）监测位置（√

）第13页第14页安装细则-周围环境条件为了便于颗粒物和流速参比喻法校验和比对监测，烟气CEMS不宜安装在烟道内流速小于5m/s位置固定污染源烟气净化设备设置有旁路烟道时，应在旁路烟道内安装烟气流量连续计量装置火电厂湿法脱硫装置未安装GGH（烟气再加热系统）时，可将颗粒物CEMS安装在脱硫装置前平直管道上当烟气CEMS安装在矩形烟道时，若烟道截面高度大于4m，则不宜在烟道顶层开设参比喻法采样孔；若烟道截面宽度大于4m，则应在烟道两侧开设参比喻法采样孔，并设置多层采样平台第15页第16页流量计第17页多层采样平台第18页对采样平台要求面积应大于5m2平台宽度与长度应大于2m，或平台宽度应大于采样枪长度外延1m周围设置1.2m以上安全防护栏取样口垂直间距大于1.75m时，应设置双层取样操作平台第19页第20页第21页

大尺寸烟道两侧多层采样平台第22页

同一烟道两侧简陋平台、爬梯第23页

大尺寸烟道单侧多层暂时搭建采样平台第24页对参比孔要求参比孔应在CEMS监测断面下游，并尽可能靠近参比孔内径大于80mm（装法兰）正压烟道或有毒气时，应采取带闸板阀密封采样孔采样点位置和数目，按照“固定污染源排气中颗粒物和气态污染物采样方法”（GB/T16157-1996）中 4.2.4所述来布置应配置方便、安全爬梯或电梯第25页第26页第27页第28页第29页第30页第31页第32页第33页第34页第35页CEMS仪器安装采样伴热管走向和布置采样伴热管核查内容主要有两个方面，即采样伴热管走向角度和采样伴热管设置温度。①采样伴热管长度

适中，其走向应向下倾斜，角度不得小于5º，并在每隔4~5m处装线卡箍固定。其走向为向上倾斜和出现U字形或V字形布线，均轻易形成水封，造成有害气体损失，使监测结果偏低。②采样伴热管温度设置普通不得低于120℃。采样伴热管温度低于120℃，烟气轻易在采样内结露，形成水珠，吸附二氧化硫，使监测结果偏低。第36页第37页第38页第39页第40页第41页机柜内部线路敷设规范、明确标识第42页第43页第44页CEMS现场检验二CEMS现场运行情况检验第45页掌握污染源基本情况污染源所在地理位置排污企业类型污染物处理设施情况污染源正常生产工况下排放情况现场安装使用CEMS基本情况监测现场安全性第46页现场条件检验现场防护性，操作人员维护外部环境条件（平台、护拦等）以及爬梯情况（安全性）现场烟道腐蚀和振动情况烟气静压改变（正/负）现场飞灰等其它杂物堆放情况现场感觉到污染气体泄漏情况（是否存在）第47页现场核查安全防护必备防护装备

安全帽、安全带（平台较高、较窄）、工作服、隔热手套、防护口罩（烟道正压情况）、防滑鞋等其它特殊装备

防毒面具、正压呼吸器等第48页

现场恶劣环境第49页第50页CEMS运行状态检验采样和传输部分分析系统分析小屋及预处理、辅助系统数据统计和处理系统（参数设置）第51页采样探头目视检验（清洁度、灰尘）法兰情况，螺栓情况（锈死在法兰上）采样探头（略微向下倾斜）（有没有腐蚀、堵塞）（系统是否具备定时反吹设备、是否定时执行）（湿、粘颗粒物黏附）（探头随气流抖动程度）第52页第53页传输管线从探头至分析小屋管线布设情况（最少倾斜5度）（管线是否有纽结、缠绕甚至腐蚀、断裂）伴热管线加热情况（伴热管线对接部分、刚出探头部分等接头是否有非加热步骤）（伴热管线温度设置温度/实测温度机柜读出）第54页第55页冷凝器除湿装置运行情况效果检验（冷凝温度，设置温度/实际温度，机柜读出）

冷凝器核查主要是检验冷凝器设置和实际控制温度是否在4℃左右，假如冷凝器工作不正常，烟气只经过自然降温，烟气内水份在控制机柜内取样管壁吸附凝结，因无法排除而越积越多；冷凝器内玻璃热交换管堵塞或冷凝泵（蠕动泵）故障以及排水管路堵塞造成抽水不畅，烟气经过冷凝装置降温过程中冷凝水汽不能及时排出，都会造成烟气中SO2大量溶解于水被水吸收，致使SO2测量浓度降低。第56页第57页第58页第59页采样泵和细过滤器采样泵工作情况（有没有腐蚀）（采样流量改变，稳定）（腐蚀、噪声、泄漏、泵膜和轴承更换）细过滤器工作状态（是否清洁，是否需要更换）第60页气体分析仪（机柜）检验分析仪流量是否稳定？是否在正常范围内？进分析仪前管路里有冷凝水吗？有湿度报警装置没有？系统是否有漏气？（零部件、阀、接头等腐蚀或泄漏情况）直接测量法气幕保护情况？量程设置是否合理？（污染源正常排放数据应分布在所选量程20%至80%内）标气入口在哪里？是否是全程标定？现场通标气，检验零点，跨度漂移（≤2.5%F.S.）（注意）第61页颗粒物、流速、温度分析仪检验准直性（浊度法）气幕管线情况（裂、漏气）反吹气压缩机情况（马达噪声、振动等）反吹气预处理（过滤、除水）系统防护罩情况（防雨雪）流速分析仪堵塞、腐蚀情况（反吹情况）烟温分析仪腐蚀情况第62页第63页第64页辅助系统蠕动泵工作是否正常？贮水罐滋生藻类否？多久倾倒一次？废气排放口冬季会否冰冻？保温否？反吹频率？压缩机状态？仪表气有净化装置吗？全程是否使用特氟龙管？零部件、阀、接头等有没有腐蚀现象？第65页第66页分析小屋监测站房基础荷载强度kg/m2，其面积应≥7m2，空间高度应≥2.8m，站房建在标高0m处空调、采暖设备，室内温度25~35℃，湿度≤85%RH站房内应安装排风扇最好有UPS电源第67页第68页第69页第70页第71页第72页标准气体标准气体钢瓶号和标签信息（浓度值、生产厂商、使用期、不确定度等）标气钢瓶内压力（和初始压力对比）减压阀情况（腐蚀或损坏）标气瓶有序摆放第73页第74页第75页数据统计和处理系统检验二级门禁管理员能够经过密码进入管理系统进行参数或系数设置，普通工作人员（操作员）只能进行日常例行维护和操作进入退出：权限、密码数据状态之间转换以及排放量核实等计算公式ppm与mg/m3，实测，标干，折算第76页第77页

第78页

第79页

第80页CEMS数据处理软件检验历史统计：分钟数据、数据状态标识、一次物理量存放调整因子：气态污染物偏差调整系数、颗粒物相关校准曲线斜率、截距、速度场系数数据处理：标态浓度、折算浓度、排放量报表：小时平均数据第81页第82页第83页参数设置检验软件相关设置

系统参数设置（大气压、污染源尺寸、截面积、污染物量程、超标报警值、手工输入湿度等参数）（日期时间设置）（反吹、维护设置）

过程参数设置（调整因子、校准系数、截距、速度场系数等）第84页第85页参数设置检验烟尘校准系数、流速速度场系数对照CEMS调试汇报或验收汇报中烟尘校准系数和速度场系数与现场端是否一致皮托管系数一支合格皮托管，出厂时皮托管系数应该在0.84±0.01，现场普通无须调整皮托管系数，除非该CEMS已运行多年气态污染物调整因子76标准中9.1.8一节，普通不需设置过程参数需对照调试验收或比对监测汇报调整，立案（说明依据起源）企业不能私自更改设置，存在作弊嫌疑第86页CEMS现场检验

数据传输情况检验第87页数据传输检验去现场之前，到监控中心调取一段时间历史数据到现场端设备工控机上调取一样时间段数据，对照检验调阅CEMS系统历史数据，从日报、月报和季报数据中查看数据异常、缺失情况和标识以及处理方式和处理结果若在线停运，是否手工报数第88页CEMS运行管理、故障分析和数据结果判定CEMS故障：CEMS长久运行在环境相对恶劣排污现场运行CEMS伴随脱硫脱硝治理测试结果准确度和灵敏度要求逐步提升CEMS连续自动运行部分耗材需要及时更换或更新第89页CEMS运行管理、故障分析

采样预处理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.加热系统失效4.

采样流量降低5.

除水系统6.

过滤部件失效7.排水或排气不畅

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统计单元采样泵校准气体122345677第90页CEMS系统关键部件

完全抽取式CEMS关键部件测量方式类别关键部件完全抽取方式冷干系统烟道边脱水（前处理方式）采样探头采样泵过滤器气体分析仪探头脱水装置（含压缩空气预处理系统）分析小屋内脱水（后处理方式）

除湿冷凝装置伴热管线排水系统热湿系统全程伴热（不处理方式）伴热管线第91页采样探头安装过滤器（不绣钢或多孔陶瓷材料）加热反吹装置（工厂压缩空气）第92页伴热管线母线PTC发烧体绝缘层屏蔽层外护套恒功率自限温第93页冷凝器电子冷凝器机械冷凝器（压缩机）渗透装置脱水第94页采样泵-过滤器-流量计隔膜泵（常温、高温）射流泵第95页辅助系统尾气排放（尾气排放管）冷凝水排放（蠕动泵、贮水盒）反吹系统（空压机、贮气罐、仪表气前处理装置）第96页CEMS运行管理、故障分析

采样预处理系统故障

烟道气体稀释采样探头加热过滤器管线采样探头控制器阀门中级过滤零气发生装置流量计针阀分析室排气统计单元采样泵校准气体154362稀释抽取系统：1.

采样稀释探头堵塞2.采样稀释探头稀释百分比不准确3.过滤部件失效4.采样流量降低5.零气质量低、不纯净6.排气不畅第97页CEMS系统关键部件

稀释抽取式CEMS关键部件（内稀释/外稀释）

关键部件：稀释采样装置（采样探头和控制器）

稀释零气系统

过滤器、采样泵

测试气体分析仪第98页稀释采样探头和控制器稀释探头和控制器决定了样气稀释比，是稀释系统最主要部件第99页稀释法零气处理单元稀释气需要免于油、颗粒物、二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫污染第100页CEMS运行管理、故障分析

辅助系统故障直接测量系统：1.

气幕保护失效，镜片污染2.无法实现有效校准或等效校准失败112第101页CEMS系统关键部件

直接测量式CEMS关键部件（内置式/外置式）（单光程/双光程）

关键部件：气体分析系统（光源、检出器等）

气幕保护系统

流动等效校准装置第102页第103页直接测量流动标气校准直接测量法校准：流动标气池

（放到测试光路中，固定式、移动式[手动、自动]）第104页CEMS运行管理、故障分析光路污染器件寿命成份干扰漂移量程不匹配标定失误关键气体分析仪第105页CEMS系统烟气参数常见故障堵塞、磨损（定时反吹）腐蚀、漂移（定时维护清理）第106页CEMS数据结果有效传递过程CEMS现场仪器监测分析显示原始数据ACEMS数据采集仪或工控机统计并计算处理数据BCEMS上传到监控平台监测数据C第107页CEMS数据结果判定

CEMS数据质量问题：CEMS仪器系统故障或长久无维护以及异常维护（虚假校准维护）（A）CEMS统计仪软件参数更改（数据造假）（B）CEMS数据采集失真（数模转换、传输丢失、内置软件控制等）（C）第108页CEMS数据结果判定CEMS仪器系统故障或长久无维护以及异常维护（A）系统故障（漏气）长久无人维护（过滤器失效、冷凝器损失等）虚假校准维护（用高浓度标准校准较低浓度）（零点负漂移）（通零气、空气看零点改变）

第109页CEMS数据结果判定CEMS统计仪软件参数更改（B）系统软件设置参数造假

系统参数设置造假（应是长久较固定设置，核查）（量程设置缩小：4～20mA电流对应）（标准过剩空气系数或标准含氧量设置造假）（烟道或烟囱测试截面积设置造假）（数据计算处理参数和公式设置造假）折算/标干第110页CEMS数据结果判定举例一：修改量程设置（与分析仪匹配一致）比如，NOx浓度检测输出4～20mA对应量程为0～1000ppm，C=62.5×A-250当输出电流信号为10mA时，实际测得NOx浓度值为375ppm，

若此时将输出4～20mA对应量程改为0～800ppm则C=50×A-200当一样输出电流信号为10mA时，显示测得NOx浓度值为300ppm第111页CEMS数据结果判定举例二：修改标准过剩空气系数或标准含氧量设置（对照各行业排放标准）比如，火电行业排放烟气标准含氧量要求为6%（GB13223-）电厂NOx实际排放浓度为100ppm，O2排放浓度为6%时，

当设置标准含氧量为6%或设置标准过剩空气系数为1.4时，计算后NOx折算浓度值等于标干浓度100ppm，

当设置标准含氧量为9.3%或设置标准过剩空气系数为1.8时，计算后NOx折算浓度值为77.8ppm。第112页CEMS数据结果判定举例三：

修改软件内部计算、转换等公式（对摄影关标准和软件设置）修改换算系数比如，NOx实际排放浓度为100ppm，转换标态应以NO2计

换算系数应