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1、烟气连续自动监测系统,什么是CEMS,烟气排放连续监测系统Continuous Emission Monitoring System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保主管部门，以确保排污企业排放污染物浓度和排放总量达标。,CEMS主要监测参数,烟气排放连续监测系统是CEMS的统一中文名称现阶段主要监测参数有：气态污染物（SO2、NOX）、颗粒物、烟气参数（氧量、温压流）将来，随着环保事业的发展，要求CEMS监测的参数还会增加，卤族气体（HCl、HF）、重金属（Hg）、温室气体、VOCs等都有可能成为CEMS的监测参数,我国CE
2、MS技术现状,我国所掌握的CEMS技术绝不逊色于西方发达国家但就技术的使用细节而言，与欧美还有一定差距我国在国际CEMS技术领域，还没有发言权,CEMS全系统示意图,CEMS系统组成,烟气排放连续监测系统（CEMS）,脱硫脱硝工艺流程简图,烟气二氧化硫（SO2）连续监测系统,脱硫检测烟气工况条件大幅变化，湿度明显增加,烟气氮氧化物（NOX）连续监测系统,脱硝检测位置在烟气流程中前移，烟气工况大幅恶化,CEMS各指标基本分析技术,CEMS的原理、系统结构和关键部件,颗粒物排放连续自动监测单元 国内目前主要仪器的分析方法：浊度法-光能量衰减原理 光散射法-散射发光原理,CEMS的原理、系统结构和关
3、键部件,浊度法（透射法、对穿法）利用光衰减技术 测量当光穿过含有颗粒物的气流时光强度的损失；单光程/双光程 校准：插入反光板和跨度板（滤光片）光源（红光，寿命40000h）,浊度法烟尘仪光路结构,CEMS的原理、系统结构和关键部件,光散射法 利用光散射的概念 当光照射在颗粒物、气溶胶时，会发生散射，散射改变了光的方向，使光强减少；前散射/后散射/边散射（粒径/波长）校准：散射光挡板，标准散射板，滤光片,光散射法烟尘仪原理,CEMS的原理、系统结构和关键部件,颗粒物排放连续自动监测单元 浊度法（透射法、对穿法）-双光程-内置式/外置式 光散射法-前散射/边散射/后散射（粒径/波长）-内置式/外置
4、式 关键部件：光源、检测器、气幕保护系统、校准装置,CEMS的原理、系统结构和关键部件,烟气（SO2、NOX）排放连续自动监测单元 采样方法：完全抽取、稀释抽取、直接测量 分析方法：吸收光谱技术：非分散红外（NDIR）、非分散紫外（NDUV）、紫外差分吸收（DOAS）、气体过滤相关（GFC）等 激发发光技术：紫外荧光法、化学发光法,非分散红外法测试原理图,CEMS的分析测试原理,气体过滤相关法测试原理图,紫外荧光法测试原理图,化学发光法测试原理图,分析仪（抽取法）的现状和发展,分析仪是CEMS的核心部件稀释法，主要是国外进口直抽法，红外分析仪，德国和日本的占有率高近几年，重庆、北京、武汉、南京
5、、上海等地一些公司自主研发出非分散红外分析仪，杭州研制出DOAS原理紫外分析仪国产分析仪：稳定性、抗干扰性、低浓度气体测量等方面，仍需改进,气体分析仪的现状和发展,分析仪是CEMS的核心部件稀释法，主要是国外进口直抽法，红外分析仪，德国和日本的占有率高近几年，重庆、北京、武汉、南京、上海等地一些公司自主研发出非分散红外分析仪，杭州研制出DOAS原理紫外分析仪国产分析仪：稳定性、抗干扰性、低浓度气体测量等方面，仍需改进,CEMS的系统结构和关键部件,CEMS的系统结构和关键部件,（1）完全抽取式CEMS系统结构 抽取系统（采样探头、采样伴热管、过滤器、除湿冷凝 系统、采样泵）测试气体分析仪 辅助
6、系统（尾气排放系统、冷凝排水系统、反吹系统）,冷干法后处理方式结构图,加热采样探头,加热传输管线,样气预处理单元,分析测量单元,数据运算、输出,标定控制系统,烟气分析主机,冷干法前处理方式结构图,前处理采样探头,不加热传输管线,分析测量单元,数据运算、输出,标定控制系统,烟气分析主机,热湿法系统结构图,加热采样探头,加热传输管线,加热分析测量单元,数据运算、输出,标定控制系统,烟气分析主机,CEMS的系统结构和关键部件,完全抽取式CEMS关键部件,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）,伴热管线,冷凝器,电子冷凝器机械冷凝器（压缩机）渗透装置脱水（探头脱水）,
7、直接抽取法采样探头-前处理方式,采样泵,隔膜泵射流泵,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）,CEMS系统结构和关键部件,（2）稀释抽取式CEMS系统结构 抽取系统（稀释采样探头、过滤器、采样泵）测试气体分析仪 辅助系统（尾气排放系统、反吹系统、稀释零气系统）,CEMS系统结构和关键部件,稀释抽取式CEMS关键部件（内稀释/外稀释）关键部件：稀释采样探头、稀释零气系统 过滤器、采样泵 测试气体分析仪,稀释法内稀释采样探头,稀释法外稀释采样探头,稀释抽取法稀释探头结构,稀释探头决定了样气的稀释比，是稀释系统最重要的部件,稀释法零气
8、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的污染,CEMS系统结构和关键部件,（3）直接测量式CEMS系统结构 气体分析系统 辅助系统（气幕保护系统、流动等效校准系统）,直接测量法,又称直插式或在位式或in-situ式,CEMS的系统结构和关键部件,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,直接测量内置和外置式结构示意图（双光程）,CEMS的系统结构和关键部件,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）,CEMS的系统结构和关键部件,直接测量法校准：流动
9、标气校准过程,CEMS的系统结构和关键部件,烟气参数连续自动监测单元,CEMS的系统结构和关键部件,烟气参数连续自动监测单元烟气流速：差压传感器法、热平衡法、超声波法烟气温度：铂电阻法、热电偶法烟气压力：压力传感器（动压/静压）烟气湿度：干/湿氧法、高温电容法含 氧 量：电化学法、氧化锆法、顺磁法关键部件：各种传感器、加热或反吹等辅助系统,CEMS的系统结构和关键部件,烟气压力 静压（压强的大小，作用在管道壁上）动压（体现在流速上，气体流动的动能）全压（静压和动压的和）压力传感器（变送器）法 在流速的测量过程中同时测量。,CEMS的系统结构和关键部件,烟气流速 差压传感器法（S型皮托管法）两根
10、金属管并联，开口方向面对气流测量全压，背对气流方向测量静压，利用微差压传感器测出流速值。皮托管系数（背对气流方向测量压力值小于真实静压）平均压差皮托管（阿牛巴皮托管）（线测量，长期使用易堵塞，变形）,烟气流速 热平衡法 速度传感器（长）与温度传感器（短）之间有恒定温差，当气体流过带走热量，需增加电流保证温差不变，测出流速值。（水滴影响测试准确）造成热量损失 气体的密度变化导致组分变化（水分等）会影响流速的校准,CEMS的系统结构和关键部件,CEMS的系统结构和关键部件,烟气流速 超声波法 通过测试烟道中上、下游安装的超声波传感器的发射和接收时间差，来计算烟气的流速值。（线流速）圆形烟道可以直接
11、作为断面流速，受腐蚀小（外部）安装位置影响较大（避免流速分层、有涡流的流场）,CEMS的系统结构和关键部件,烟气温度 热电偶法 测量热电偶自由端和工作端的热电势大小计算温度。铂电阻法 铂热电阻的阻值与温度的线性关系。,CEMS的系统结构和关键部件,烟气湿度 干/湿氧法 测量烟气中湿氧含量，再将烟气除湿后测出干氧含量，从而用干氧与湿氧的差值再除以干氧得到湿度。（测试点不相同）造成测试误差（测试原理不同）造成测试系统误差，漂移等,CEMS的系统结构和关键部件,烟气湿度 高温电容法 电容型聚合物薄膜（测湿传感器）测量气体中的水分子，从而测出湿度值。（当电容极间含水分）造成电容量变化 现场工况发生变化
12、时（开炉或停炉），造成电容腐蚀损坏,CEMS的系统结构和关键部件,烟气含氧量 电化学法 原电池式传感器当氧气进入是发生电化学反应，根据输出电流与氧气含量的关系测量。注意：定期校准，检漏 电化学传感器的寿命1-2年 测试气体中的Cl2、H2S、HF对传感器有损坏和干扰,CEMS的系统结构和关键部件,烟气含氧量 氧化锆法 利用高温氧化锆管两侧分别流过被测气体和参比气体，产生的电势以及锆管的工作温度计算出被测气体的氧含量。注意：定期校准，检漏 传感器的寿命1年左右 测试气体中的可燃气体或对氧化锆管腐蚀的气体会损坏元件和干扰测试,CEMS的系统结构和关键部件,烟气含氧量 顺磁法（热磁/磁力机械）利用氧
13、的顺磁性，当被测气体和参比气体氧含量不同时，产生磁风、磁压，从而计算出被测气体的氧含量。注意：定期校准 必须保证测试气体是经过预处理后的干净的气体，保证测量精度。,CEMS的系统结构和关键部件,采集各测量子系统的数据和状态参数对数据进行显示、计算、存储、统计保持与环境监控平台（企业）的数据传输工控机+数采仪,CEMS数据采集与处理单元（子系统）,数据处理单元,在我国，数据传输协议始终无法统一在编制数据处理软件时，不仅要求对CEMS有深刻的了解，而且还要对环境监测的相关技术标准和规范相当清楚目前很少有完全符合要求的数据处理软件,数据处理存在问题,分钟数据加标校准(C)、维护(M)、正常(N)等状
14、态小时均值计算的正确性干湿基浓度、折算浓度烟气湿度和理论过量空气系数公式正确否颗粒物相关校准、流速场系数颗粒物校准，让一次物理量和标准分析方法相关标准分析方法给出断面流速，对比得出场系数权限进入和退出，需要密码参数设置，密码保护,技术标准现状,HJ/T 75-2007：CEMS的安装、验收和质控HJ/T 76-2007：仅对某一型号的系统，准入检测标准GB/T 16157-1996：颗粒物的测定（大于50 mg/m3）与烟气参数测定的标准分析方法，以及测量点位HJ/T 57-2000：二氧化硫的仪器法标准,关于技术规范的建议,CEMS全过程质控,质控的技术规范,没有质控的CEMS是没有意义的建议增加CEMS质控技术规范从CEMS购买、安装、验收，直至运行和考核，对技术操作的规定运行质控，进一步细化，制定出标准操作程序,谢谢！,
