污染源在线监测系统

1、废气污染源在线监测系统介绍废气污染源在线监测系统介绍中科天融（北京）科技有限公司中科天融（北京）科技有限公司CEMS 国内现状国内现状1CEMS系统组成系统组成2CEMS系统工作原理介绍系统工作原理介绍3CEMS系统在发电厂应用系统在发电厂应用4CEMS系统运行管理系统运行管理5 CEMS的含义的含义vContinuous Emissions Monitoring Systems 是指是指对固定污染源排放烟气中的污染物进行连续地、实时地跟踪测定。对固定污染源排放烟气中的污染物进行连续地、实时地跟踪测定。 主要污染物包括：颗粒物、主要污染物包括：颗粒物、SOSO2 2、NOxNOx、COCO；

2、其他污染物还有：其他污染物还有：COCO2 2、HCLHCL、H H2 2S S 等等 烟气排放参数包括：流速、温度、压力、湿度、含氧量烟气排放参数包括：流速、温度、压力、湿度、含氧量 等等 数据采集和处理系统数据采集和处理系统 第一部分第一部分 CEMS国内现状国内现状第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状2004年中国环境统计年鉴数据显示，年中国环境统计年鉴数据显示，全国重点调查统计工业企业全国重点调查统计工业企业70462家家污水重点排放单位污水重点排放单位 69543家家 废气重点排放单位废气重点排放单位 69522家家 第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状

3、安装数量安装数量 第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状 安装地区分布安装地区分布12%32%186台台486台台100%844台台56%西部西部东部东部中部中部全国全国1516台台仪器烟尘黑匣子SO2粉尘CO氮氧数量5281255785233200 第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状 生产企业生产企业注：仅为生产CEMSde企业，未包含各地区经销商和提供运营服务的企业。 第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状 各企业采用的技术各企业采用的技术 第一部分第一部分 CEMSCEMS行业现状行业现状 “十五十五”、“十一十一五五”规划，推动了规划，推动了CE

4、MS产业的由小产业的由小到大的逐渐发展。到大的逐渐发展。企业参差不齐，少数企业规模增加，有些企业参差不齐，少数企业规模增加，有些企业仍然不能发展。企业仍然不能发展。产值逐年翻番，业绩增长迅速。产值逐年翻番，业绩增长迅速。从业企业数量在不断增多从业企业数量在不断增多.，从业人员的，从业人员的数量和素质都有较大提高。数量和素质都有较大提高。 第二部分第二部分 CEMS系统组成系统组成第二部分第二部分 CEMSCEMS组成组成vCEMS的系统组成：的系统组成：v颗粒物排放浓度监测子系统颗粒物排放浓度监测子系统 v气态污染物排放浓度监测子系统气态污染物排放浓度监测子系统 （SO2、NOx、CO、 CO

5、2等）等）v烟气参数监测子系统烟气参数监测子系统 （温度、压力、流速（温度、压力、流速/流量、流量、 氧含量、湿度等）氧含量、湿度等）v数据采集与处理系统数据采集与处理系统 （显示、存储、打印、（显示、存储、打印、 传输等）传输等） 发电厂烟道气体监测系统汽轮机发电机烟道脱硫设备烟道脱氮设备电除尘器烟道出口锅炉Gypsum水变压器引入口排水口 水处理油库过滤墙NOx/O2 分析单元SO2 分析单元NOx/SO2/O2 分析单元CO 分细单元O2 分析单元烟尘分析单元多参数监测单元 CEMS的系统组成的系统组成 第三部分第三部分 CEMS系统工作原理介绍系统工作原理介绍第三部分第三部分 CEMS

6、CEMS工作原理工作原理 颗粒物排放浓度监测子系统颗粒物排放浓度监测子系统 ：特点：特点：u 光学分析方法光学分析方法u 直接测量（不采样）直接测量（不采样）工作原理：工作原理： 光透射法光透射法 后散射法后散射法第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理光透射法颗粒物监测仪光透射法颗粒物监测仪第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理Chuan 传感器传感器传感器光源光源排放源排放源控制单元控制单元后散射法颗粒物监测仪后散射法颗粒物监测仪第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统： 采样方式采样方式 分析方法分析方法直接抽取系

7、统直接抽取系统稀释抽取系统稀释抽取系统直接测量系统直接测量系统（插入式）（插入式）红外光吸收原理红外光吸收原理SO2，NOx，CO，CO2紫外光吸收原理紫外光吸收原理SO2，NOx，SO2，NOx紫外荧光原理紫外荧光原理SO2化学发光原理化学发光原理NOx电化学原理电化学原理NOx第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：直接抽取系统：直接抽取系统：加热采样探头加热采样探头加热传输管线加热传输管线样气预处理系统样气预处理系统分析测量单元分析测量单元数据运算、输出数据运算、输出标定控制标定控制系统系统烟气分析主机烟气分析主机第三部分第三部分 C

8、EMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：直接抽取系统直接抽取系统第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：直接抽取系统（采样探头）直接抽取系统（采样探头）第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：直接抽取系统直接抽取系统 烟道气体采样探头加热主过滤器伴热管线采样接口阀门中级过滤除湿排水流量计针阀分析室排气记录单元采样泵校准气体第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：直接抽取系统：直接抽取系统：特点：特点：

9、 红外红外/紫外光吸收测量分析单元紫外光吸收测量分析单元; 一个分析单元可同时测量一个分析单元可同时测量SO2、NOx、 CO2、CO； 可将测氧（可将测氧（O2）单元与红外单元共同置于同一分析仪内；）单元与红外单元共同置于同一分析仪内； 测量数据为标准状态下的干态烟气数值测量数据为标准状态下的干态烟气数值 ，数据直观；，数据直观； 样气传输采用加热管线；样气传输采用加热管线； 样气冷却除湿；样气冷却除湿； 三级脱水装置；三级脱水装置； 干扰补偿；干扰补偿；第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：稀释抽取系统：稀释采样探头稀释

10、采样探头传输管线传输管线样气预处理系统样气预处理系统SO2分析测量单元分析测量单元数据运算、输出数据运算、输出标定控制标定控制系统系统烟气分析主机烟气分析主机仪表气控制单元仪表气控制单元NOx分析测量单元分析测量单元第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：稀释抽取系统：第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：稀释抽取系统（采样探头）：稀释抽取系统（采样探头）：第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理气态污染物测量子系统：气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：稀释抽取

11、系统：特点：特点： 紫外荧光测量紫外荧光测量SO2，化学发光测量，化学发光测量NOx; 需要多个分析单元组合；需要多个分析单元组合； 氧含量需单独配置采样系统或采用直接测量法；氧含量需单独配置采样系统或采用直接测量法； 测量数据需要转换成标准状态下的干态烟气数值测量数据需要转换成标准状态下的干态烟气数值 ； 样气传输不采用加热管线；样气传输不采用加热管线； 样气不需要冷却除湿；样气不需要冷却除湿； 探头稀释用零气需严格控制；探头稀释用零气需严格控制； 探头稀释比例需要随时校准；探头稀释比例需要随时校准；第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理测量项目测量项目测量原理测量原理 安装位置

12、安装位置氧含量氧含量氧化锆法氧化锆法烟道、抽取烟道、抽取磁氧法磁氧法直接抽取采样直接抽取采样原电池法原电池法直接抽取采样直接抽取采样流速流速皮托管差压法皮托管差压法插入式插入式热线法热线法插入式插入式超声波法超声波法对穿式对穿式湿度湿度电容法电容法插入式插入式干湿氧法干湿氧法烟道和抽取烟道和抽取烟气参数测量子系统：烟气参数测量子系统：第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理烟气参数测量子系统：烟气参数测量子系统：含氧量：含氧量：氧化锆法氧化锆法第三部分第三部分 CEMSCEMS工作原理工作原理烟气参数测量子系统：烟气参数测量子系统：含氧量：含氧量：磁压法磁压法第三部分第三部分 CEM

13、SCEMS工作原理工作原理数据采集与处理子系统：数据采集与处理子系统：采集各测量子系统的数据和状态参数；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；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；保持与环境监控平台（企业）的数据传输；第四部分第四部分 CEMS系统在发电厂应用系统在发电厂应用第四部分第四部分 CEMSCEMS在发电厂应用在发电厂应用烟气脱硫系统：烟气脱硫系统：脱硫系统入口：脱硫系统入口： SO2，O2，颗粒物；，颗粒物； 脱硫系统出口：脱硫系统出口： SO2，O2；烟气脱硝系统：烟气脱硝系统：脱硫系统入口：脱硫系统入口： NOx，

14、O2；脱硫系统出口：脱硫系统出口： NOx，NH3，O2；环保排放监测系统：环保排放监测系统：总出口：总出口： 颗粒物，颗粒物，SO2，NOx，（，（CO），），O2， 温温 度，压力，湿度，流量；度，压力，湿度，流量；第四部分第四部分 CEMSCEMS在发电厂应用在发电厂应用烟气脱硫系统：烟气脱硫系统：第四部分第四部分 CEMSCEMS在发电厂应用在发电厂应用烟气脱硝系统：烟气脱硝系统：发电厂烟道气体监测系统汽轮机发电机烟道脱硫设备烟道脱硝设备电除尘器烟道出口锅炉水变压器引入口排水口 水处理油库过滤墙NOx/O2 /NH3分析单元SO2 分析单元NOx/SO2/O2 分析单元CO 分细单元O

15、2 分析单元烟尘分析单元多参数监测单元烟尘分析单元第四部分第四部分 CEMSCEMS在发电厂应用在发电厂应用各种测量方法在电厂脱硫脱硝系统中的应用各种测量方法在电厂脱硫脱硝系统中的应用由于颗粒物，温度、压力、流速等测量系统各厂家测量原理基本相同，上表仅对由于颗粒物，温度、压力、流速等测量系统各厂家测量原理基本相同，上表仅对SO2，NOx，O2的测量方法进行比较的测量方法进行比较 采样方式采样方式脱硫系统脱硫系统脱硝系统脱硝系统备注备注直接抽取系统直接抽取系统80%以上以上20%稀释抽取系统稀释抽取系统较少较少较少较少直接测量系统直接测量系统（插入式）（插入式）极少极少较多较多 第五部分第五部分

16、 CEMS系统运行管理系统运行管理第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理CEMS系统工作流程系统工作流程系统设计系统设计排污口整治排污口整治设备安装设备安装数据联网数据联网系统调试系统调试 安装位置 系统组成 技术参数 土建设施 预埋、预制 水、电、气施工 吊装、连接 管、线敷设连接 水、电、气连接 通电、通水、通气 标校设备 功能测试 通讯协议联调 数据上传率调试 数据有效性调试运营维护管理CEMS日常运行管理要求日常运行管理要求l日常巡检日常巡检巡检频率：至少巡检频率：至少7天一次天一次巡检项目：运行状况记录、系统校准、系统清洁和维护等巡检项目：运行状况记录、系统校准、系统清洁

17、和维护等l日常维护保养日常维护保养保养内容保养内容保养周期保养周期故障的及时维修：大于故障的及时维修：大于72小时应有备用仪器替换小时应有备用仪器替换l 校准和校验校准和校验按质量保证要求定时定期进行按质量保证要求定时定期进行校准时应进行全系统的标定校准时应进行全系统的标定第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理CEMS日常运行质量保证日常运行质量保证定期维护定期校验定期校准责任主体企业、维护运营商烟气CEMS失控数据的判别比对监测有效数据捕集率考核环保主管部门第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理较稳定54%稳定26%不稳定20%系统稳定性系统稳定性已安装系统稳定性调查

18、已安装系统稳定性调查第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理CEMS系统常见故障系统常见故障第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 采样系统故障采样系统故障 烟道气体采样探头加热主过滤器伴热管线采样接口阀门中级过滤除湿排水流量计针阀分析室排气记录单元采样泵校准气体直接抽取系统直接抽取系统：1. 采样探头堵塞2. 采样管路漏气3. 采样流量降低4. 除水系统效率降低5. 过滤元部件失效122345CEMS系统常见故障系统常见故障第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 采样系统故障采样系统故障稀释抽取系统稀释抽取系统：1. 采样探头堵塞2. 管路漏气3. 稀释比例

19、不准确4. 采样流量降低5. 零气处理不纯净1223345CEMS系统常见故障系统常见故障第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 采样系统故障采样系统故障直接测量系统直接测量系统：1. 镜片灰尘堆积2. 监测孔堵塞1212CEMS系统常见故障系统常见故障第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理分析仪器故障：分析仪器故障：光路污染光路污染器件寿命器件寿命成分干扰成分干扰漂移漂移量程不匹配量程不匹配标定失误标定失误其他引起其他引起CEMS数据失真的原因数据失真的原因第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 安装位置：安装位置： 紊流影响紊流影响 水汽大水汽大 维护测

20、试方便维护测试方便其他引起其他引起CEMS数据失真的原因数据失真的原因第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理计算误差：计算误差： 面积，直径面积，直径 误差放大效应误差放大效应其他引起其他引起CEMS数据失真的原因数据失真的原因第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理数据联网：协议匹配，传输有效率数据联网：协议匹配，传输有效率人为破坏：修改参数，破坏设备，中断人为破坏：修改参数，破坏设备，中断通讯链路通讯链路引起引起CEMS数据失真的原因数据失真的原因第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理系统设计系统设计系统运营维护系统运营维护人为因素人为因素CEMS系统数系

21、统数据不能真实反据不能真实反映实际工况映实际工况.系统设计第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 采样点选择采样点选择 设备功能、结构设计设备功能、结构设计 设备防污能力设备防污能力(现场保护现场保护) 可靠性和维护周期可靠性和维护周期系统运营维护第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 明确运营维护责任主体明确运营维护责任主体 加强运营维护规范加强运营维护规范 供货商供货商/运营商提供有效服务运营商提供有效服务 加强运营维护监管加强运营维护监管人为因素第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理 行业运营维护监督管理制度行业运营维护监督管理制度 在线服务人员环境保

22、护公益心在线服务人员环境保护公益心 排污交易机制没有建立排污交易机制没有建立 政府的运营补贴（设备方和第三方）政府的运营补贴（设备方和第三方）第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理在工作中如何监督检查在工作中如何监督检查CEMS工作状况工作状况一、一、 现场现场CEMS系统核查（采样点、设备状态）系统核查（采样点、设备状态）v了解系统的组成和类型；了解系统的组成和类型；v检查设备安装位置、安装质量；检查设备安装位置、安装质量；v检查采样系统、冷却系统、反吹清洁系统、测量系统的工作状态。检查采样系统、冷却系统、反吹清洁系统、测量系统的工作状态。二、二、CEMS数据分析数据分析v观察温

23、度、压力、流速、含氧量等烟气参数与污染物浓度的变化关系；观察温度、压力、流速、含氧量等烟气参数与污染物浓度的变化关系；v观察实测浓度、折算浓度、排放总量之间的变化关系；观察实测浓度、折算浓度、排放总量之间的变化关系；v观察历史数据的变化趋势；观察历史数据的变化趋势；第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理在工作中如何监督检查在工作中如何监督检查CEMS工作状况工作状况三、三、CEMS数据与烟气治理设施工况参数对比分析数据与烟气治理设施工况参数对比分析v温度、流量、含氧量变化趋势；温度、流量、含氧量变化趋势；v入口烟气数据与出口数据对比；入口烟气数据与出口数据对比；v脱硫剂投放的水量、

24、脱硫剂投放的水量、PH值、风量等参数的历史变化趋势；值、风量等参数的历史变化趋势；v旁路烟道的阀门控制记录；旁路烟道的阀门控制记录；四、现场对比测试四、现场对比测试v调节工况观察调节工况观察CEMS数据变化规律；数据变化规律；v手工便携设备现场抽测比对；手工便携设备现场抽测比对；v重点不合格或超标现场技术分析和核查；重点不合格或超标现场技术分析和核查；第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理在工作中如何监督检查在工作中如何监督检查CEMS工作状况工作状况五、日常运营维护记录核查五、日常运营维护记录核查v日常巡检工作内容；日常巡检工作内容；v备件更换记录；备件更换记录；v维护工作记录；

25、维护工作记录；v维修工作记录；维修工作记录；第五部分第五部分 CEMSCEMS运行管理运行管理CEMS运行监督的辅助保证运行监督的辅助保证v提高设备运营管理的覆盖率提高设备运营管理的覆盖率v完善运营管理体系完善运营管理体系v提高手工监测能力提高手工监测能力v改进、完善、提高现有系统功能和可靠性改进、完善、提高现有系统功能和可靠性v借助其他手段，如：图像监控、边界测量、区域借助其他手段，如：图像监控、边界测量、区域监测等监测等安装位置（一） 图1中SO2 采样点不能在当旁路烟道有烟气流过，正确测量出真正排放的 SO2浓度，所以安装时尽量选择旁路烟道与净烟气汇合点后侧，如图2。安装位置（二） 如果

26、有两台以上锅炉时，图3中 SO2的采样位置不能反映全部排放情况，应按图4或图5方式选择安装位置。安装位置（三） 流速在安装时一定要注意安装的位置的直管段长度，不能在弯头、变径处附近安装，否则会因紊流造成测量不准确。CEMS数据分析（一） 温度变化 ：通常脱硫前烟气温度在100以上，湿法脱硫后烟气温度在80 以下。如果脱硫后的温度升高，有可能是脱硫系统未能正常投运，此时SO2浓度应与脱硫前相当。下图假设：脱硫前温度120 ，SO2浓度100ppm；脱硫后温度40 ，SO2浓度10ppm。CEMS数据分析（二） 流速变化 ：通常流速为零时说明风机停运，可能是停炉了，SO2 应为零或很低；风机开启后，流速很快达到正常数值，此时SO2应随即升高，如果不是这样，