山東新澤儀器有限公司歸納總結(jié)固定污染源煙氣CEMS現(xiàn)場核查方法，環(huán)境保護部印發(fā)的《關(guān)于加強“十二五”主要污染物總量減排監(jiān)測體系建設(shè)運行情況考核工作的通知》要求，高度重視監(jiān)測體系建設(shè)運行情況考核工作，全面加強國家重點監(jiān)控企業(yè)自動監(jiān)控系統(tǒng)的運行管理。

山東新澤儀器有限公司經(jīng)過多年發(fā)展，根據(jù)我國污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)取得很大成績，但仍有一些問題需要完善。CEMS現(xiàn)場端常見問題、對系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的影響、規(guī)范要求和現(xiàn)場核查方法等進行了歸納總結(jié)，撰寫此文。目前，國內(nèi)實際安裝應(yīng)用的固定污染源煙氣CEMS系統(tǒng)中，監(jiān)控氣態(tài)SO2  、NOX、O2和顆粒物以及煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流量、濕度）的儀器均以原位直接測量法為主，監(jiān)控氣態(tài)污染物的儀器以完全抽取法為主。本文對上述常用儀器進行重點介紹，對應(yīng)用較少的氣態(tài)污染物稀釋抽取法和直接測量法儀器的一些常見問題也進行了簡要分析。

一、采樣和預(yù)處理單元

1.1 采樣點位

u  常見問題：

流速和顆粒物采樣點位于煙道彎頭、閥門、變徑管處、彎道或前后直管段不足。

影響：

這些位置流場不穩(wěn)定，流速和顆粒物濃度無規(guī)律劇烈波動。

規(guī)范要求：

1.應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段和煙道負壓區(qū)域。

2.距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍煙道直徑，距上述部件上游方向不小于兩倍煙道直徑處（HJ/T75—2007）。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。備注：采樣點位對氣態(tài)污染物的影響較小，但也應(yīng)盡量滿足HJ/T 75—2007規(guī)范中“距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于兩倍煙道直徑，以及距上述部件上游方向不小于0.5 倍煙道直徑處”的要求。

u  常見問題：

采樣點設(shè)置在凈煙道，但旁路煙道未安裝煙氣流量和煙溫監(jiān)測裝置。

影響：

旁路開啟情況無法有效監(jiān)控。

規(guī)范要求：

1.固定污染源煙氣凈化設(shè)備設(shè)置有旁路煙道時，應(yīng)在旁路煙道內(nèi)安裝煙氣流量連續(xù)計量裝置（HJ/T75—2007）。

2.應(yīng)在旁路煙道加裝煙氣溫度和流量采樣裝置（環(huán)辦〔2009〕8號）。

核查方法：

1.現(xiàn)場觀察旁路煙道是否安裝了流量和煙溫測量裝置。

2.開啟旁路，觀察DCS和CEMS上流量和煙溫變化情況，凈煙道流量應(yīng)下降，旁路流量應(yīng)上升，旁路煙溫應(yīng)接近原煙氣溫度。

備注：目前，許多燃煤電廠不設(shè)旁路或已取消旁路，不存在此問題。但燒結(jié)機脫硫等仍設(shè)有旁路，需予以關(guān)注。

u  常見問題：

參比方法采樣孔設(shè)置在CEMS采樣孔上游，或距離CEMS采樣孔較遠。

影響：

測定結(jié)果可比性差。

規(guī)范要求：

在煙氣CEMS 監(jiān)測斷面下游應(yīng)預(yù)留參比方法采樣孔，采樣孔數(shù)目及采樣平臺等按《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》要求確定，以供參比方法測試使用。在互不影響測量的前提下，應(yīng)盡可能靠近（HJ/T 75—2007）。

核查方法：現(xiàn)場觀察。

備注：參比方法采樣孔與CEMS采樣孔距離一般控制在1米以內(nèi)。

u  常見問題：

顆粒物采樣孔設(shè)在氣態(tài)污染物采樣孔的上游。

影響：

顆粒物監(jiān)測時需連續(xù)吹掃，吹掃空氣會使氣態(tài)污染物被稀釋，監(jiān)測結(jié)果偏低。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

備注：采樣孔的正確布置順序為：沿煙氣流動方向，依次布置氣態(tài)污染物、溫度壓力流速、顆粒物采樣孔。相互距離最好不小于0.5米。

1.2 采樣管路

u  常見問題：

1.采樣管線未全程伴熱。

2.采樣探頭加熱溫度或采樣管線伴熱溫度不足。

影響：

導致采樣管內(nèi)煙氣溫度低于露點，水汽結(jié)露，二氧化硫溶于水中，加大測量誤差，使測定結(jié)果偏低

核查方法：

1.觀察采樣管線，是否全程伴熱。

2.用手觸碰采樣管線，感覺是否有溫度異常偏低的部分。

3.檢查采樣管兩端，恒功率伴熱管是否預(yù)留1米伴熱帶。

4.檢查探頭加熱溫度（溫度顯示儀表在采樣探頭旁或分析儀機柜內(nèi)），一般加熱溫度不低于160℃。

5.檢查伴熱管伴熱溫度（溫度顯示儀表在分析儀機柜內(nèi)），一般伴熱溫度不低于120℃。

備注：1.只有完全抽取法（包括熱濕法和冷干法）儀器使用伴熱管。稀釋抽取法不需要伴熱，但探頭需要加熱。2.采樣探頭加熱溫度和伴熱管伴熱溫度需根據(jù)煙氣露點溫度確定，必須保證能夠?qū)煔饧訜岬铰饵c溫度以上。對垃圾焚燒尾氣等露點溫度較高的煙氣，采樣探頭加熱溫度和伴熱管溫度宜設(shè)置更高的溫度，一般不低于180℃。3.根據(jù)對某型伴熱管實際試驗，裸露管段長在30厘米時，煙氣溫度降低可達70℃左右；裸露管段長在60厘米時，可達90℃左右。也就是說，裸露管段長度超過60厘米時，煙氣溫度已經(jīng)降低至接近室溫。在此過程中，將產(chǎn)生大量冷凝水，吸收煙氣中的二氧化硫，使測定結(jié)果偏低。在二氧化硫濃度較低時，對測定結(jié)果的影響更大（如普通濕法脫硫煙氣濃度低于50ppm時，二氧化硫損失率可達10%甚至更高）。因此，在安裝過程中，應(yīng)盡量縮短采樣管裸露管段的長度。

u  常見問題：

采樣管形成U型管段。

影響：

冷凝水易蓄積在U型管段，加大測量誤差，使氣態(tài)污染物測定結(jié)果偏低。

核查方法：

現(xiàn)場觀察。

1.3 預(yù)處理

u  常見問題：

顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭未正常反吹。

影響：

不正常反吹將導致顆粒物測試儀鏡片污染，使?jié)舛绕螅粴鈶B(tài)污染物采樣探頭和皮托管探頭堵塞，數(shù)據(jù)異常，嚴重時設(shè)備無法運行。

核查方法：

1.觀察平臺上顆粒物測量儀反吹風機葉片是否轉(zhuǎn)動，聽風機是否有運轉(zhuǎn)的聲音，用手感覺風機是否振動，判斷風機是否正常運行。

2.觀察平臺上氣態(tài)污染物探頭和皮托管探頭反吹管是否正常連接，平臺上反吹氣閥門是否打開。

3.觀察監(jiān)測站房內(nèi)或平臺上反吹氣源壓力表，壓力一般在0.4~0.7MPa。

備注：

1.需反吹的部件包括3個：顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭。

2.顆粒物測量儀鏡片采用連續(xù)反吹。

3.氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭為脈沖式反吹，反吹周期一般為4~8小時，每次反吹時間為2~5分鐘。

4.氣態(tài)污染物探頭反吹時，二氧化硫和氮氧化物濃度降低，氧含量增高。

5.皮托管全壓反吹時，壓力顯示為滿量程。靜壓反吹時，壓力顯示為零。

6.目前一般均對反吹時數(shù)據(jù)進行了屏蔽。如屏蔽，在CEMS和DCS歷史數(shù)據(jù)中查詢分鐘數(shù)據(jù)時，可觀察到反吹期間濃度、流速保持一固定值（如前5分鐘均值）。如未屏蔽，可觀察到有二氧化硫和氮氧化物濃度、流速（靜壓反吹）周期性波谷，氧含量、流速（全壓反吹）周期性波峰。

7.反吹氣源一般由監(jiān)測站房內(nèi)的空壓機提供，壓縮空氣經(jīng)管路輸送至平臺后分3路，分別供給顆粒物測量儀鏡片、氣態(tài)污染物采樣探頭、皮托管探頭進行反吹。

部分企業(yè)有自備氣源，不需配備空壓機。部分顆粒物測量儀鏡片吹掃由平臺上風機直接反吹。反吹氣源壓力在0.4~0.7MPa。

u  常見問題：

氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)濾芯、預(yù)處理機柜內(nèi)濾芯長期未更換，導致濾芯失效。

影響：

濾芯堵塞，導致采樣流量降低，嚴重時設(shè)備無法運行。

規(guī)范要求：

一般不超過3個月更換一次采樣探頭濾芯（HJ/T 76—2007）。

核查方法：

1.查看氣態(tài)污染物采樣探頭濾芯表面是否粉塵過大。

2.查看機柜濾芯是否變形、變色，表面有無大量粉塵。

備注：被測氣體進入分析儀表前，需過濾去除粉塵和水蒸氣，依次為：氣態(tài)污染物采樣探頭內(nèi)的陶瓷或不銹鋼過濾器，預(yù)處理機柜內(nèi)1~2處過濾器。正常情況下，分析儀采樣流量一般在1~2L/分鐘。

u  常見問題：

1.冷凝器冷凝溫度過高或過低。

2.冷凝溫度不穩(wěn)定。

影響：

1.冷凝溫度過高，導致煙氣中的水分不能充分析出，分析儀表損壞。

2.冷凝溫度過低，尤其在低于0℃時，可能會導致冷凝管排水口結(jié)冰，無法正常排水。

核查方法：

1.查看冷凝器上的顯示溫度，一般冷凝溫度應(yīng)在3~5℃。

2.觀察抽氣泵，如果除濕不好，抽氣泵易腐蝕。

備注：完全抽取法測量氣態(tài)污染物一般包括冷干法和熱濕法兩類，國內(nèi)應(yīng)用的主要是冷干法儀器。只有冷干法儀器才需要使用冷凝器，目的是使煙氣中的水分迅速結(jié)露冷凝析出。熱濕法儀器和稀釋法儀器不需要冷凝器。

u  常見問題：

1.冷凝器排水蠕動泵泵管老化。

2.蠕動泵損壞。

3、蠕動泵泄漏。

影響：

冷凝水無法正常排出，嚴重時導致冷凝器不能正常工作。

規(guī)范要求：

每3個月至少檢查一次氣態(tài)污染物CEMS的過濾器、采樣探頭和管路的結(jié)灰和冷凝水情況、氣體冷卻部件、轉(zhuǎn)換器、泵膜老化狀態(tài)（HJ/T 75—2007）。

核查方法：

1.查看蠕動泵電機是否按標識方向轉(zhuǎn)動，觀察蠕動泵管是否有水柱順利排出。

2.查閱運維記錄，檢查是否定期更換蠕動泵管（一般3個月至少更換一次）。

3.將蠕動泵管拆卸下來，觀察其是否有裂紋、能否恢復原狀。如拆卸后不能恢復原狀、泵管表面有裂紋，則需要更換。

二、分析單元

目前，國家標準中僅規(guī)定了調(diào)試檢測期間判定CEMS是否合格的技術(shù)指標，定期校準、定期校驗以及不定期比對監(jiān)測期間判定數(shù)據(jù)是否失控的技術(shù)指標，但未明確日常檢查中判定CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)是否準確的方法和技術(shù)指標。在日常檢查中，受時間、設(shè)備等限制，一般不采用參比方法對氣態(tài)污染物進行比對監(jiān)測，而是參考HJ/T 76—2007第5.8.2條“氣態(tài)污染物CEMS（含O2或CO2）主要技術(shù)指標”作為判定標準，即：相對誤差不超過±5%，響應(yīng)時間不大于200秒，零點漂移和量程漂移不超過滿量程的±2.5%。對顆粒物和流速準確性的判定，必須采用參比方法，在日常檢查時一般不具備比對監(jiān)測的條件。因此，檢查重點應(yīng)放在設(shè)備實際狀況。對顆粒物，重點檢查光路是否準直、光學鏡面是否清潔、安裝位置是否劇烈振動；對流速/流量，重點檢查安裝位置是否合理、探頭是否堵塞。

在用參比方法測定二氧化硫時，要注意一氧化碳對測定儀器的干擾。試驗表明，一氧化碳對電化學原理測定二氧化硫的儀器有較大程度的正干擾，對CEMS系統(tǒng)基本無影響。用國內(nèi)某型電化學法儀器和國外某型光學法儀器進行比對，煙氣中4000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫產(chǎn)生606mg/m3正干擾，8000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫產(chǎn)生1170mg/m3正干擾。鋼鐵廠、焦化廠煙氣中一氧化碳濃度在5000ppm以上，垃圾焚燒廢氣一氧化碳含量在3000ppm左右，在二氧化硫比對監(jiān)測時，應(yīng)注意一氧化碳的干擾。

u  常見問題：

儀器未及時進行校準或校驗。

影響：

測量誤差增大，降低儀器準確度，嚴重時儀器精度無法滿足標準要求。

規(guī)范要求：

對現(xiàn)有儀器，一般應(yīng)該滿足：1.零點校準：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）24 小時一次；顆粒物和流速每3 個月一次。2.跨度校準：氣態(tài)污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）15 天一次；顆粒物和流速每3 個月一次。3.全系統(tǒng)校準：抽取式氣態(tài)污染物CEMS 每3個月至少進行一次全系統(tǒng)校準，要求零氣和標準氣體與樣品氣體通過的路徑（如采樣探頭、過濾器、洗滌器、調(diào)節(jié)器）一致，進行零點和跨度、線性誤差和響應(yīng)時間的檢測。4.定期校驗：每6個月一次（HJ/T 75—2007）。

核查方法：

1.對氣態(tài)污染物，現(xiàn)場測定零點漂移和跨度漂移，應(yīng)不超過±2.5%F.S.。

2.如零點漂移和跨度漂移符合要求，則用接近被測氣體濃度的標準氣體進行全系統(tǒng)檢驗，誤差不超過±5%。

3.查看CEMS或DCS中校準和校驗期間的歷史數(shù)據(jù)，如未屏蔽，則應(yīng)能夠找到相應(yīng)的濃度值。如已屏蔽，則應(yīng)保持一固定值。

備注：跨度漂移即為量程漂移。

u  常見問題：

量程設(shè)置過高或過低。

影響：

1.量程設(shè)置過高，測量的煙氣實際濃度遠低于測量量程時（如低于20%），可能導致測量誤差過大，影響數(shù)據(jù)的準確性。

2.量程設(shè)置過低，煙氣實際濃度超過量程上限時，測量數(shù)據(jù)無效，排放情況無法得到有效監(jiān)控。

核查方法：

1.查閱儀表歷史數(shù)據(jù)，觀察污染物實際排放濃度范圍。

2.通常，實際排放濃度應(yīng)該在量程的20～80%范圍內(nèi)。

3.如實際排放濃度低于量程的20%，通入與實際排放濃度接近的標準氣體進行測定，相對誤差應(yīng)不超過±5%。

4.觀察歷史數(shù)據(jù)中是否經(jīng)常發(fā)生超出儀器量程范圍的數(shù)據(jù)。

u  常見問題：

采用修改測量儀器標準曲線的斜率和截距、不正確設(shè)置校準系數(shù)、設(shè)定數(shù)據(jù)上下限等方式，對測定數(shù)據(jù)進行修飾。

影響：

人為作假，數(shù)據(jù)不真實。

核查方法：

分別用低、中、高濃度的標準氣體進行全系統(tǒng)檢驗，誤差不超過±5%。

u  常見問題：

標氣實際濃度與儀器設(shè)定的標氣濃度不一致。

影響：

1.如果標氣實際濃度低于儀器設(shè)定濃度，將使實際測定濃度接近等比例增高。

2.如果標氣實際濃度高于儀器設(shè)定濃度，將使實際測定濃度接近等比例降低。如儀器設(shè)定的標氣濃度為1000ppm，但標氣的實際濃度為2000ppm，實際濃度為500ppm，則測定結(jié)果將顯示為250ppm。

核查方法：

1.使用自備標準氣體進行測定，相對誤差應(yīng)不超過±5%。

2.使用快速測定儀或?qū)F(xiàn)場標氣帶回實驗室測定，其濃度應(yīng)與儀器設(shè)定的標氣濃度一致。

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