内容发布更新时间 : 2024/5/29 10:05:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

烟气在线监测系统应用及常见问题

作者：谢华

来源：《中国科技纵横》2015年第08期

【摘 要】烟气在线监测系统（Continuous Emission Monitoring System，简称CEMS）是排污管理和环境综合治理的关键工具，但是CEMS在实际应用中问题比较多。本文从烟气在线监测系统的概念出发，简要介绍了CEMS系统的组成和应用，针对CEMS系统在运行中的常见问题，提出了解决方法。

【关键词】CEMS 烟气 在线监测系统 应用现状 冷凝器 1 引言

我国环保部门曾经在十五计划中明确指出，要将加强污染源的在线检测工作作为未来几年工作的重中之重，同时号召全国一线城市中区域污染负荷高达60%以上的工业企业必须安装水质和烟气在线检测设备，在全国范围内实现污染源科学化、网络化管理。近几年，环境污染问题变得越来越严重，国家对环境监测的建设投入逐渐加大，同时环境自动监测技术也日益成熟，烟气在线监测系统在全国得到了越来越广泛的应用。烟气在线监测系统获取的连续、大量、完整的基础数据，为政府和决策部门提供了及时、全面的烟气排放信息。 2 烟气在线监测系统概述

烟气在线监测系统也称为烟气自动监测系统、烟气排放连续监测系统，是对向大气中排放颗粒物或者气态污染物等污染源的浓度和排放总量进行连续检测的高科技设备，同时将系统实时检测到的各种信息及时传输给有关部门，便于上级领导对整个地区的环境污染情况有宏观的了解。烟气在线监测系统主要由以下几个部分组成：烟气参数监测子系统、颗粒物监测子系统、数据采集处理与通讯子系统以及气态污染物监测子系统等组成，下面分别对这几个系统作简单的讲解。

首先，烟气参数监测子系统是用来对烟气的含氧量、流速以及温度等指标进行准确的测量，并根据测量值，计算烟气的排放总量和浓度，估算烟气等污染源对大气可能造成的危害。 其次，颗粒物监测子系统主要是对烟尘等颗粒物进行准确的监测。

再次，数据采集处理与通讯子系统是由计算机系统和数据采集器两个部分组成，这个系统在正常运行的过程中，可以对参数进行实时采集，同时还可以根据各个污染源排放量和浓度值所对应的折算浓度、湿基以及干基等，生成污染源在不同时间的排放数量，此外，这个系统还可以及时补偿丢失的数据，将其及时传送到主机中。

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

最后，气态污染物监测子系统相对于其他监测系统而言，监测对象的种类比较多，但是主要监测的污染物是氮氧化物、二氧化硫等气态污染源[1]。 3 烟气在线监测系统应用现状 3.1 国外烟气在线监测系统的应用现状

国外的燃煤电站和化工厂等化工企业从五六十年代开始，就已经开始在烟囱上安置CEMS系统来完成污染物排放源的在线监测任务。国外生产CEMS的厂家主要集中在英国、美国、德国和日本，使用的标准为美国的EPA标准，这一标准是美国环境保护署于1971年制定的，全称为“新能源执行标准”（New Source Performance Standard）。标准中规定了CEMS采样点位置必须设置在烟囱1/3高度处，由于此高度烟道气均匀性和稳定性好，方便监测到真实的、有代表性的数据，同时此处设有作业平台，方便安装和日常维护[2]。由于EPA标准中要求采样探头必须安装在烟囱上，这就导致下管路较长，因此美国大部分的烟气排放连续监测系统（CEMS）都是以稀释采样法为主，而日本和德国生产的烟气排放连续监测系统（CEMS）多为直接抽取法。在美国制定的和烟气在线监测系统有关的规章制度中，根据污染源的不同种类制定了针对性、科学的监测计划，并采取电子审核、现场屯核等措施，来达到提高烟气在线监测系统监测质量的目的。

3.2 国内烟气在线监测系统的应用现状

通过调查研究，我国的能源结构中，煤炭的数量高达75%左右，而在煤炭中，含硫量也比较高，达到5%左右。在火电厂中，主要的燃料就是天然气、石油、煤炭等通过燃烧可以产生电能的物质，是烟气污染物的主要排放源头之一。近几年，环境问题凸显，各地雾霾天气出现频率越来越高，工业的迅速发展对环境造成了严重影响，同时人们的日常生活和身体健康也遭受着威胁。这就要求火电技术必须不断提高，政府不断加强对各种污染物排放源的检测和管理，火电厂才能更适应和谐社会的要求。

从70年代开始，我国首先在冶金系统方面引进国外烟气排放连续监测系统，也是在这个时期，我国开始逐渐认识到传统的污染物监测方法已经不能满足我国发展的需要，迫切需要一种比手工采样更方便、更快捷的方法，来对烟气中的污染物进行准确、科学的监测。80年代后，我国电力行业也引进了烟气排放连续监测系统（CEMS），如上海石洞口二厂、浙江北企、山东石横等。1986年广东从日本引进了首台火电厂烟气连续监测系统。由于我国引进机组配置的烟气测量平台没有设计专用电梯，且装置在数十米高烟囱上的CEMS缺少日常维护，大部分CEMS运行状况不佳，没有达到应有的使用效果。据调查资料显示：在调查的36家火电厂中，安装全套的CEMS装置的有23家，正常运营的仅有6家，占总投运数的26.1%，另有1/3间断运行，1/3根本无法运行。

20世纪后期，我国也跟上时代发展的脚步，开始加大对烟气在线监测系统的研究力度，尝试生产烟气在线监测系统。与此同时，我国开始制定和颁布和烟气在线监测系统有关的规章

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

制度、法律法规等，如《火电厂大气污染物排放标准》《火电厂大气污染物排放标准》等。在此背景下，国内涌现出上海发电设备成套设计研究院、中绿环保技术有限公司、南京国电环保设备有限公司等一批具有烟气在线监测系统研制和生产能力的机构、企业，投入了大量的人力、物力和财力，对烟气在线监测系统进行长期的研究和生产尝试，不断生产出全新的烟气在线监测系统，并且获得了自主知识产权，这在很大程度上推动了烟气在线监测系统在我国的生产和推广应用[3]。

到20世纪末时，以差分吸收光谱方法、紫外荧光法、吸收法以及电位电解法等可以有效测量烟气中污染物的高科技仪器不断被研发成功，并在一定程度上实现了仪器的产业化。目前，我国虽然在CEMS的使用细节上与欧美国家存在一定的差距，但是CEMS分析技术并不比发达国家落后。但是在使用烟气在线监测系统对烟气中的有害物质进行检测时，仍然还存在一些严重的问题，尤其是在人机交互界面方面，我国的技术仍然不够完善，依赖国外进口仪器的情况比较严重。

我国环保部门曾经在2008年颁布了《污染源自动监控设施运行管理办法》等法律文件，在这些文件中，极大的完善了烟气在线监测系统管理和运行方面的要求。2010年初，国内安装的烟气在线监测系统已经达到上万套，一线城市的政府部门正在大力号召企业应用烟气在线监测系统，90%的国控重点污染源正式安装了烟气在线监测系统。同时以上海市为例，我国开始在国内一线发达城市创办烟气在线监测系统试点工程，以试点的过程和结果为基础，上海市在2007年开始全面推进烟气在线监测系统的推广和应用。2009年初，我国为了更好的监控火电厂等国控重点污染源的有害烟气排放情况，尝试在烟囱旁边正式安装烟气在线监测系统，尽量避免有害物质从烟囱向大气中排放。据不完全统计，到2014年年底，仅上海市，就已经正式安装了500套左右的烟气在线监测系统，其中，75%的烟气在线监测设备运行效果较好，日常数据的审核工作也在顺利开展[4]。

4 烟气在线监测系统存在的问题及解决方法 4.1 采样管路发现液态水

如果系统采样管路中出现了超过固定数量的液态水，系统中的湿度报警装置就会自动报警，与此同时，采样泵的工作也会停止，虽然造成的影响较大，但是在烟气在线监测系统中安装湿度报警器很有必要。因为如果不安装湿度报警器，就很难发现系统采样管路中是否存在数量过多的液态水，一段时间之后，采样泵就不能正常开机，无法工作，气体分析仪等其他部件也会逐渐被腐蚀，在很大程度上影响了烟气在线监测系统工作的科学性和准确性，所以安装湿度报警器具有非常重要的意义[5]。 4.2 取样管路吹扫时数据无法保持

在烟气在线监测系统中，二氧化硫的含量也参与到脱硫系统的自动调节工作中，所以当烟气在线监测系统中取样管路吹扫时，系统检测到的数据就会出现很大的变化，从而影响到脱硫