煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）技術(shù)及應(yīng)用

王克

（大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠 075100）

煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）技術(shù)及應(yīng)用

王克

（大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠 075100）

CEMS是指對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測并將信息實時傳輸?shù)街鞴懿块T的裝置，被稱為“煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)”，亦稱“煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)”或“煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)”，在環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)中，應(yīng)用越來越廣泛和越來越重要。煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)在在火電廠的工業(yè)廢氣尾氣的監(jiān)測中已得到廣泛的應(yīng)用。精確可靠的檢測對于廢氣的合理排放有著很重要的作用從而有利于大氣的環(huán)境保護。本文對CEMS在火電廠的具體應(yīng)用做了詳細的介紹。

CEMS；煙氣連續(xù)檢測系統(tǒng)火電廠

1 引言

隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和全球經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國現(xiàn)在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞越來越嚴(yán)重，大氣質(zhì)量正在不斷地惡化。近幾年，我國大量出現(xiàn)許多河流被污染，對地下水產(chǎn)生惡劣的影響。大量的土地污染嚴(yán)重，已經(jīng)不能種莊稼嚴(yán)重影響我們的飲食安全，對我們的農(nóng)業(yè)大國造成強烈的沖擊。又比如，我國最近出現(xiàn)的“霧霾”，這也是我們在經(jīng)濟發(fā)展的同時沒有注意環(huán)境保護，對我們的生命安全產(chǎn)生了威脅。控制和減少環(huán)境污染不僅是政府行為要強制執(zhí)行，而且是一種民族意識。我國的能源的70%來源于燃煤。燃煤釋放的顆粒物、二氧化硫是造成大氣污染的首要污染物。而火電廠的物質(zhì)基礎(chǔ)就是煤，所以控制火電廠的污染物的排放是成了控制環(huán)境污染和生態(tài)破壞的重中之重。

CEMS是為了實現(xiàn)煙氣污染物連續(xù)監(jiān)測而專門設(shè)計的在線監(jiān)測系統(tǒng)，為環(huán)保部門及時了解和掌握重點污染源污染物排放情況，為主要污染物總量減排、環(huán)境統(tǒng)計、污染監(jiān)督等環(huán)境管理重點工作技工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 CEMS在中國的發(fā)展歷程

我國的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對比較晚，相應(yīng)的CEMS產(chǎn)品在國內(nèi)的應(yīng)用也晚于西方發(fā)達國家，主要經(jīng)歷的以下三的階段：

（1）我國在20世紀(jì)70年代初期認識到需要采用比手工采樣更方便、快捷的方法來測量煙氣中的污染物，1986年廣東沙角發(fā)電廠從日本引進了首臺火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。就此，開始了我國對煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的引進和對其進行研究。20世紀(jì)80年代末和90年代初期，我國開始著手CEMS的自主研制和生產(chǎn)。這一時間段時CEMS發(fā)展的初級階段，處于對CEMS應(yīng)用的摸索階段。當(dāng)時，我國對火電廠的排放污染物沒有太高的要求，僅限于是否冒煙、二氧化硫的排放和一氧化碳的排放量。當(dāng)時我們還是人工取樣，然后在實驗室進行分析研究，工作量太大，但是在引進了煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)后，對減少污染物的排放有了很大的提高。但是，當(dāng)時國家和人們對污染物的排放不是特別的重視，昂貴的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)沒有得到普遍的應(yīng)用，在大部風(fēng)火電廠中只是擺設(shè)，而沒有得到實際的應(yīng)用。當(dāng)然，與當(dāng)時沒有相關(guān)的技術(shù)人員有一定的關(guān)系。

（2）從1997～2000年為第二個階段。1997年中國第一部關(guān)于火電廠的CEMS的法規(guī)性的文件《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式發(fā)布。文件中著重指出了火電廠的污染物排放需要裝設(shè)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的CEMS連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。1998年國務(wù)院國涵[1998]5號：《國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)》正式公布。文件中明確指出火電廠排放的污染物量的標(biāo)準(zhǔn)和必須采取相關(guān)的措施（CEMS）減少污染物的排放，并且對兩控地區(qū)二氧化硫的排污費開始零起點征收，200元/t，（“兩控區(qū)”就是酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)的簡稱）。

在這個階段，CEMS開始在火電廠和其它排放污染物比較大的工廠使用，但是煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)大部分都是引用國外的或是仿照國外技術(shù)制造的，CEMS的種類也比較多，各種各樣的都有，五花八門。由于當(dāng)時國家對CEMS的技術(shù)規(guī)范沒有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以，制作出來的CEMS有一部分質(zhì)量太差，對環(huán)境還是有一定的影響。這時候安裝的CEMS產(chǎn)品基本屬于實驗性質(zhì)，為以后制定CEMS的技術(shù)規(guī)范和要求奠定了重要的基礎(chǔ)。

（3）從2001年到現(xiàn)在是第三個階段。2003年《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布，文件中明確指出火力發(fā)電鍋爐需裝設(shè)符合HJ/T75要求的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測儀器；火電廠大氣污染物的連續(xù)按HJ/T75中的規(guī)定執(zhí)行和煙氣排放連續(xù)監(jiān)測裝置經(jīng)省級以上人們政府環(huán)境保護行政主管部門驗收合格后，在有效期內(nèi)其監(jiān)測數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。2004年5月21日下達了《關(guān)于貫徹實施新修訂《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的通知》，著重強調(diào)了監(jiān)測系統(tǒng)于互聯(lián)網(wǎng)的連接，并且對不符合規(guī)定的火電廠懲罰更加嚴(yán)厲。

現(xiàn)在，我國的CEMS已經(jīng)發(fā)展成了一套完整的系統(tǒng)。從取樣選擇到安裝調(diào)試和污染物監(jiān)測再到環(huán)保部門監(jiān)測最后將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)測部門，真正實現(xiàn)CEMS的應(yīng)用。

3 CEMS應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟全球化，國外的一些CEMS產(chǎn)品快速的進入了中國，我國國內(nèi)也有越來越多的儀器廠家開始引進或者自主研發(fā)CEMS產(chǎn)品。各式各樣的CEMS產(chǎn)品出現(xiàn)在我國市場。

按取樣方法來分，有代表性的三種為：稀釋法CEMS（美國熱電子為代表），直接抽取法CEMS（歐洲西門子為代表，在韓國、日本此方法也占主導(dǎo)地位）及原位直接測量法。

隨著CEMS在火電廠的廣泛應(yīng)用，污染量的快速減少。現(xiàn)在在其他領(lǐng)域，即一些排放污染物的工廠也開始使用CEMS產(chǎn)品，這種趨勢還在快速發(fā)展。我國國家的建設(shè)是以經(jīng)濟建設(shè)為中心，走可持續(xù)發(fā)展道路。經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展是國家的重要任務(wù)，那就不可避免的要面臨巨大的環(huán)境壓力。所以建立經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護并重的發(fā)展道路是政府的重要任務(wù)。建立節(jié)約型社會將是未來發(fā)展模式的核心。

4 CEMS在火電廠中實際應(yīng)用

4.1 對于顆粒和煙氣基本參數(shù)的監(jiān)測

對于顆粒物的監(jiān)測使用的是激光粉塵儀器。這種裝置將顆粒濃度信號轉(zhuǎn)換電學(xué)量，然后傳送到監(jiān)測儀器后計算回本來濃度值。對于溫度的監(jiān)測，通常使用熱電偶或熱電阻測量法。在濕度上測量常用電容法。對于流量，一般有超聲波、熱式、皮托管微差壓力三種方法。

4.2 對于氣體污染物的濃度的監(jiān)測

在火電廠監(jiān)測氣體濃度的方法有直接抽取和現(xiàn)場安裝、稀釋取樣三種方式。例如：稀釋取樣法是將除塵后的取樣煙氣用大量的干燥空氣按一定比例稀釋（100～250倍）后，使樣氣的露點溫度遠低于室溫（一般達到-30℃以下），再送至微量分析儀進行分析，用分析結(jié)果乘以稀釋比，從而得到檢測值。

5 結(jié)語

隨著中國經(jīng)濟的吃速發(fā)展，兩個矛盾也越來越突出和明顯。即能源短缺和由于工業(yè)發(fā)展帶來的生態(tài)環(huán)境的破壞。所以有效的利用CEMS產(chǎn)品對經(jīng)濟建設(shè)有很大的幫助。這種先進的監(jiān)測技術(shù)，對于排放廢氣的控制與管理，保護大氣環(huán)境有著很積極的效應(yīng)。

[1]葛 鵬.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用[J].石油化工自動化，2010（4）.

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2016-3-11