煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在問題及建議

陳書建，黃鎮(zhèn)，王新培

(南京國(guó)電環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇南京 210031)

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在問題及建議

陳書建，黃鎮(zhèn)，王新培

(南京國(guó)電環(huán)保設(shè)備有限公司，江蘇南京 210031)

介紹了煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(CEMS)中氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的配置現(xiàn)狀。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)CEMS的安裝、運(yùn)營(yíng)、環(huán)保檢查、質(zhì)控比對(duì)監(jiān)測(cè)中常見的問題，進(jìn)行了研究與分析，對(duì)分析、校準(zhǔn)、測(cè)量等關(guān)鍵單元進(jìn)行了優(yōu)化，提出了合理改進(jìn)建議和對(duì)策。

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng);問題;建議;對(duì)策

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(Continuous Emission Monitoring System，簡(jiǎn)稱CEMS)是對(duì)固定污染源排放的污染物進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)的跟蹤測(cè)定。通過采樣和非采樣方式，測(cè)定煙氣中顆粒物濃度、氣態(tài)污染物濃度，同時(shí)測(cè)量煙氣氧量(或CO2含量)、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流速、煙氣含濕量(或輸入煙氣含濕量)等參數(shù);計(jì)算煙氣中污染物排放濃度和排放量;顯示和打印各種參數(shù)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和信息傳送到環(huán)保主管部門，以確保排污企業(yè)污染物排放濃度和排放總量達(dá)標(biāo)。同時(shí)為脫硫、脫硝等環(huán)保設(shè)備提供閉環(huán)控制數(shù)據(jù)，以提高環(huán)保設(shè)施的效率［1］。

1 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置

1.1 氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

氣態(tài)污染監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)按采樣方式可分為直接抽取式、稀釋抽取式和直接測(cè)量式［2］，而直接抽取式又可分為冷干法和熱濕法。直接抽取冷干法的測(cè)量結(jié)果為干基濃度，直接抽取熱濕法、稀釋抽取法及直接測(cè)量法的測(cè)量結(jié)果為濕基濃度。我國(guó)主要以直接抽取冷干采樣法為主，少量的稀釋抽取式和直接測(cè)量式為輔。

氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)用的分析儀器原理主要有電化學(xué)法、吸收光譜法(NDIR、NDUV、GFC、FTIR、DOAS)、發(fā)光方法［4］等。由于目前我國(guó)CEMS系統(tǒng)以直接抽取冷干采樣法為主，而非分散紅外(NDIR)技術(shù)的分析儀器可以共用一個(gè)光電平臺(tái)，測(cè)量組件可以模塊化，其性價(jià)比高，因而有80%以上采用非分散紅外技術(shù)的分析儀器。

1.2 煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

煙塵測(cè)量方式以濁度法、后散射、DOAS差分吸收法三種測(cè)量方式為主，均為現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量方式，基本沒有抽取法的。

1.3 煙氣排放參數(shù)子系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，所有污染物的排放濃度以干煙氣標(biāo)態(tài)反映，國(guó)家對(duì)污染物進(jìn)行濃度和總量控制，為了同時(shí)獲得污染物的標(biāo)態(tài)干煙氣濃度和排放量，煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需同時(shí)監(jiān)測(cè)煙氣的溫度、濕度、壓力、流速和含氧量［3］。溫度多為熱電阻、壓力為壓力變送器、流速為皮托管或是熱擴(kuò)散式的質(zhì)量流量計(jì)，濕度為干濕氧計(jì)算或薄膜電容法。

2 CEMS常見問題及處理

2.1 安裝位置問題

CEMS 監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝位置的選擇應(yīng)由下面三個(gè)方面來決定:一是安裝位置所在直管段選擇;二是所在直管段上的斷面選擇;三是所在斷面測(cè)量點(diǎn)位或線選擇。一般脫硫控制CEMS系統(tǒng)是將原煙氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在FGD入口擋板門后、凈煙氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在出口煙道上，但這種設(shè)計(jì)不能滿足環(huán)保部門對(duì)排放監(jiān)測(cè)的要求。解決方法是將FGD入口監(jiān)測(cè)點(diǎn)移到原煙氣擋板門前的原煙道處，F(xiàn)GD出口監(jiān)測(cè)點(diǎn)移到原煙氣與凈煙氣混合的煙道處。這樣滿足了電監(jiān)會(huì)對(duì)綜合脫硫效率的要求，也滿足開旁路擋板門的環(huán)保檢查試驗(yàn)時(shí)的FGD入口、出口的SO2折算濃度一致的要求，同時(shí)滿足環(huán)保排放監(jiān)測(cè)的要求。

2.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)問題及解決方案

(1)煙氣預(yù)處理子系統(tǒng)。在我國(guó)有超過80%的氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)為直接抽取冷干法CEMS，系統(tǒng)中的煙氣需經(jīng)過預(yù)處理，有效除去煙氣中的水、塵、油后，方可進(jìn)入分析儀器。實(shí)際運(yùn)行中，預(yù)處理系統(tǒng)遇到的除塵問題較少，但冷凝除水不徹底的問題較為常見。當(dāng)除水不徹底的煙氣進(jìn)入分析儀器后，一方面會(huì)腐蝕分析儀器及預(yù)處理的設(shè)備，另一方面還會(huì)對(duì)紅外分析儀器的測(cè)量產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。經(jīng)過除水后仍有水汽現(xiàn)象的解決方案是在煙氣進(jìn)入分析儀器前安裝一種能夠有效去除酸霧的組合裝置。

(2)煙氣分析儀器。煙氣分析單元有80%以上采用非分散紅外技術(shù)的儀表，且以進(jìn)口儀表為主，這種分析儀表在運(yùn)行中要特別注意水汽對(duì)SO2、NO的測(cè)量干擾。測(cè)量的煙氣要盡可能的減少水分，以滿足分析儀器對(duì)煙氣相對(duì)濕度的要求，特別是有酸霧的現(xiàn)場(chǎng)要增加除酸霧裝置，這樣才能確保測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。另外，有些進(jìn)口分析儀器要求使用空氣作零點(diǎn)氣，這是由于儀表校SO2、NO零點(diǎn)的同時(shí)將O2的20.9%也一同校準(zhǔn)了。這樣同樣要求零空氣一方面不含有被測(cè)氣體如SO2、NO;另一方面要求零空氣的相對(duì)濕度滿足分析儀器的要求。

(3)煙氣校準(zhǔn)。CEMS系統(tǒng)煙氣校準(zhǔn)單元應(yīng)具有自動(dòng)校準(zhǔn)零點(diǎn)或跨度的功能與全系統(tǒng)校準(zhǔn)功能。如沒有自動(dòng)校準(zhǔn)功能則每15天至少用零氣和接近煙氣中污染物濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體或校準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)一次儀器零點(diǎn)和工作點(diǎn)。對(duì)于抽取式氣態(tài)污染物CEMS每3個(gè)月至少進(jìn)行一次全系統(tǒng)的校準(zhǔn)，要求零氣和標(biāo)準(zhǔn)氣體與樣品氣體通過的路徑一致，進(jìn)行零點(diǎn)和跨度、線性誤差和響應(yīng)時(shí)間的檢測(cè)。

(4)煙氣流速測(cè)量。流速測(cè)量有點(diǎn)、線、面三種方式，其中以機(jī)翼式最具有代表性，點(diǎn)與線測(cè)量方式均不能有效地代表煙道或煙囪的斷面。機(jī)翼式流速計(jì)需貫穿整個(gè)煙道，其用于測(cè)量的取壓口容易堵塞，如遇堵塞只有在停機(jī)時(shí)，方可到煙道內(nèi)疏通取壓口，運(yùn)行維護(hù)難度高、工作量大。一般現(xiàn)場(chǎng)的流速CEMS均無自動(dòng)校準(zhǔn)功能，建議每3個(gè)月校準(zhǔn)一次儀器的零點(diǎn)或跨度。

(5)煙塵測(cè)量。濁度法煙塵儀適合測(cè)量高濃度的粉塵，而散射法煙塵儀則更為適合測(cè)量低濃度的粉塵，這二種測(cè)量方式均是光學(xué)法，均會(huì)因燃料、除塵效率的變化、煙塵顆粒物的顏色、水分的影響或安裝點(diǎn)的振動(dòng)等造成光路的偏移和干擾，所以儀器需要定期校準(zhǔn)、校驗(yàn)。為保證煙塵的濃度數(shù)據(jù)的有效性，須對(duì)顆粒物CEMS每6個(gè)月至少做一次校驗(yàn)。

3 結(jié)語

(1)為了提高CEMS數(shù)據(jù)的可靠性，應(yīng)選擇合適的安裝位置，在預(yù)處理單元配置膜式干燥器或組合除濕裝置，對(duì)SO2分析儀、煙塵儀等關(guān)鍵儀表定期進(jìn)行校準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)比對(duì)，對(duì)分析、監(jiān)測(cè)等單元進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，并建立相應(yīng)的監(jiān)督管理機(jī)制。

(2)CEMS日常巡檢應(yīng)每天通入零氣檢查分析儀器的零點(diǎn)，同時(shí)檢查指征分析儀器線性的技術(shù)指標(biāo)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)儀器的傳感器老化問題，并及時(shí)更換維修。同時(shí)，對(duì)于維修周期長(zhǎng)的關(guān)鍵部件都應(yīng)有備用儀器，如煙氣分析儀器、煙塵儀、流量計(jì)等，以滿足72h內(nèi)排除故障的要求。

［1］環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.煙塵煙氣連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行管理(試用)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［2］齊文啟，孫宗光，邊歸國(guó)，等.環(huán)境監(jiān)測(cè)新技術(shù)［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［3］朱法華.全國(guó)火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀況調(diào)研及分析［J］.中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)，2000，16(5):7－11.

［4］魏復(fù)盛，易江.空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法指南(上冊(cè))［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，2006.

［5］Robert E Sherman，Process Analyzer Sample Conditioning System Technology［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

Discussion on Continuous Emission Monitoring System existing problems and suggestions

The configuration status of CEMS is introduced and the experience of CEMS integration，installation，commissioning，operation are also included.According to the problems usually appeard during the installation，operation，environmental protection and inspection of CEMS，the optimization to analyzing，calibrating and measuring units are carried out.Some reasonable suggestions and countermeasures are put forward.

Continuous Emission Monitoring System(CEMS);problem;suggestion;countermeasure

X851

B

1674－8069(2012)02－059－02

環(huán)境保護(hù)部火電廠煙氣治理設(shè)施運(yùn)行管理技術(shù)研究及規(guī)范(1453.17)

2011-11-20;

2012-03-14

陳書建(1969-)，男，江蘇泰州人，學(xué)士，主要從事煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)、集成、運(yùn)營(yíng)、管理及環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的研發(fā)工作。E－mail:chenshujian8888@vip.163.com