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1、烟气排放连续监测系统(,CEMS,),运行管理和现场核查,最好的沉淀,提纲,?,烟气排放连续监测系统现场考核(安装和运行),?,烟气排放连续监测系统运行管理、故障分析和数,据结果初步判定,什么是,CEMS,?,?,?,固定污染源烟气排放连续监测系统,烟气在线监测设备,?,?,?,烟气自动监测设备,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,全系统示意图,CEMS,系统
2、组成,颗粒物监测子系统,?,烟尘(颗粒物),气态污染物监测子系统,?,SO,2,、,NO,x,、,CO,、,CO,2,烟气参数监测子系统,?,温度、压力、流速、,氧含量、湿度,数据采集与处理子系统,?,显示、存储、统计、,传输,CEMS,各指标基本分析技术,监测项目名称和分析技术方法,采样分析方式,颗粒物,二氧化硫,氮氧化物,氧气,流速,温度,湿度,非分散红外,非分散红外,完全抽,取式,非分散紫外,气体过滤相关法,紫外差分吸收法,傅立叶红外法,双池厚膜氧化锆传,感器法,电化学法,氧化锆法,顺磁法,/,/,非分散紫外,气体过滤相关法,紫外差分吸收法,傅立叶红外法,射线法,振荡天平法,干湿氧法,红
3、外法,抽取测,量方式,稀释抽,取式,/,紫外荧光法,化学发光法,/,/,/,/,浊度法(透射法),直接测,量方式,/,光散射法,光闪烁法,紫外差分吸收法,非分散红外,紫外差分吸收法,非分散红外,皮托管法,氧化锆法,热平衡法,超声波法,铂电阻法,热电偶法,干湿氧法,红外法,高温电容法,CEMS,现场检查一,现场安装规范性检查,?,?,?,CEMS,安装点位的选取,CEMS,安装配套环境条件设施的建设,?,CEMS,仪器安装自身的规范性(管线、标识),现场安装的规范性,-,点位和位置,?,安装原则,:,固定污染源烟气排放连续监测技术规范,(,HJ/T 75-2007,),?,?,?,“前四后二”、
4、“前,1.5,后,0.5,”,-,有代表性点位,每个排放源装一套,CEMS,多烟道汇总时,尽可能安在总排口,也可以每个烟道,安一套,?,CEMS,安装平台应易于到达,便于维护,“前四后二”示意图,注:,烟气方向:,直径:,d,4d,在线安装点,2d,监测位置(,),监测位置(,),监测位置(,),安装细则,-,周围环境条件,?,为了便于颗粒物和流速参比方法的校验和比对监测,烟气,CEMS,不宜安装在烟道内流速小于,5m/s,的位置,固定污染源烟气净化设备设置有旁路烟道时,应在,旁路烟道内,安装烟气流量连续计量装置,火电厂湿法脱硫装置未安装,GGH,(烟气再加热系统)时,可将,颗粒物,CEMS,
5、安装在脱硫装置前的平直管道上,?,?,?,当烟气,CEMS,安装在矩形烟道时,若烟道截面的高度大于,4m,,则,不宜在烟道顶层,开设参比方法采样孔,;若烟道截面的宽度大于,4m,,则应在烟道两侧开设参比方法采样孔,并,设置多层采样平,台,流量计,多层采样平台,对采样平台的要求,?,?,面积,应不小于,5 m,2,平台宽度与长度应不小于,2m,,或平台的宽度应不小于,采样枪长度外延,1m,?,?,周围设置,1.2m,以上的安全防护栏,取样口垂直间距大于,1.75m,时,应设置双层取样操作,平台,?,大尺寸烟道,两侧多层采样,平台,?,同一烟道两侧简,陋的平台、爬梯,?,大尺寸烟道,单侧多层临时,
6、搭建采样平台,对参比孔的要求,?,?,?,?,参比孔应在,CEMS,监测断面下游,并尽量靠近,参比孔内径不小于,80mm,(装法兰),正压烟道或有毒气时,应采用带闸板阀的密封采样孔,采样点位置和,数目,,按照“固定污染源排气中颗粒物,和气态污染物采样方法”(,GB/T 16157-1996,)中,4.2.4,所述来布置,?,应,配备方便、安全的爬梯或电梯,CEMS,的仪器安装,采样伴热管走向和布置,采样伴热管的核查内容主要有两个方面,即采样伴热管,的走向角度和采样伴热管的设置温度。,采样伴热管的长度,适中,其,走向应向下倾斜,角度不得小于,5,o,,并在每隔,45m,处装线卡箍固定,。其走向为
7、向上倾斜和出,现,U,字形或,V,字形,的布线,均容易形成水封,造成有害气体的,损失,使监测结果偏低。,采样伴热管的温度设置一般不得低于,120,。采样伴热管的温度,低于,120,,烟气容易在采样内结露,形成水珠,吸附二氧化硫,使,监测结果偏低。,?,机柜,内部,线路,敷设,规范、,明确,标识,CEMS,现场检查二,?,CEMS,现场运行状况检查,掌握污染源的基本情况,?,?,?,?,?,?,污染源所在的地理位置,排污企业的类型,污染物处理设施的情况,污染源正常生产工况下的排放情况,现场安装使用,CEMS,基本情况,监测现场的安全性,现场条件检查,?,现场的防护性,操作人员维护的,外部环境条件
8、,(平台、,护拦等)以及,爬梯,情况(,安全性,),?,?,?,?,现场烟道的腐蚀和振动情况,烟气静压变化(正,/,负),现场飞灰等其它杂物堆放情况,现场感觉到的污染气体的,泄漏情况,(是否存在),现场核查的安全防护,?,必备防护装备,安全帽,、安全带(平台较高、较窄)、工作,服、,隔热手套、防护口罩,(烟道正压情况)、,防,滑鞋,等,?,其他特殊装备,防毒面具,、正压呼吸器等,?,现场恶劣环境,CEMS,运行状态的检查,?,?,?,?,采样和传输部分,分析系统,分析小屋及预处理、辅助系统,数据记录和处理系统(参数设置),采样探头,?,?,?,目视检查(清洁度、灰尘),法兰情况,螺栓情况(,锈
9、死在法兰上,),采样探头(略微向下倾斜),?,(有无,腐蚀、堵塞,),(系统是否具备定期反吹设备、是否,定时执行),?,?,(湿、粘的颗粒物的黏附),(探头随气流抖动程度),传输管线,?,从探头至分析小屋管线布设情况,?,?,(,至少倾斜,5,度,),(管线是否有纽结、缠绕甚至,腐蚀、断裂,),?,伴热管线加热情况,?,(伴热管线的对接部分、刚出探头部分等接头是否有非加,热环节),?,(伴热管线的温度,设置温度,/,实测温度,机柜读出,),冷凝器,?,除湿装置的运行情况效果检查,?,(冷凝温度,,设置温度,/,实际温度,机柜读出,),冷凝器的核查主要是检查冷凝器的设置和实际控制温度是,否在,4
10、,左右,,如果冷凝器工作不正常,烟气只通过自然降温,,烟气内的水份在控制机柜内取样管壁吸附凝结,因无法排除,而越积越多;冷凝器内玻璃热交换管堵塞或冷凝泵(蠕动泵),故障以及排水管路堵塞造成抽水不畅,烟气通过冷凝装置降温,过程中冷凝的水汽不能及时排出,都会造成烟气中,SO,2,大量溶,解于水被水吸收,致使,SO,2,测量浓度降低。,采样泵和细过滤器,?,采样泵的工作情况,?,?,?,(有无腐蚀),(,采样流量的变化,稳定,),(腐蚀、噪声、泄漏、泵膜和轴承的更换),?,细过滤器的工作状态,?,(,是否清洁,,是否需要更换),气体分析仪(机柜)的检查,?,?,?,分析仪,流量是否稳定,?是否在正常
11、范围内?,进分析仪前管路里有冷凝水吗?有湿度报警装置没有?,系统是否有,漏气,?(,零部件、阀、接头等腐蚀或泄漏情,况,),?,?,直接测量法,气幕保护情况,?,量程设置是否合理,?(污染源的正常排放数据应分布在所,选量程的,20%,至,80%,内),标气的入口在哪里?是否是全程标定?,?,?,现场通标气,,检查零点,跨度漂移(,2.5% F.S.,)(,注意,),颗粒物、流速、温度分析仪的检查,?,?,?,?,?,?,?,准直性,(浊度法),气幕管线情况,(裂、漏气),反吹气,压缩机情况(马达噪声、振动等),反吹气,预处理(过滤、除水),系统,防护罩情况(防雨雪),流速分析仪,堵塞、腐蚀情况
12、,(反吹情况),烟温分析仪的,腐蚀情况,辅助系统,?,蠕动泵,工作是否正常?贮水罐滋生藻类否?多久倾倒,一次?,?,?,?,废气排放口,冬季会否冰冻,?保温否?,反吹的频率?压缩机状态?,仪表气有净化装置,吗?,全程是否使用特氟龙管?,?,零部件、阀、接头等有无,腐蚀,现象?,分析小屋,?,监测站房的基础荷载强度,2000kg/m,2,,其面积应,7m,2,,,空间高度应,2.8m,,站房建在标高,0m,处,?,?,?,空调、采暖设备,室内温度,2535,,湿度,85%RH,站房内应,安装排风扇,最好有,UPS,电源,标准气体,?,标准气体钢瓶号和标签信息,?,(浓度值、生产厂商、,有效期,、
13、,不确定度,等),?,?,?,标气钢瓶内压力(和初始压力对比),减压阀的情况,(腐蚀或损坏),标气瓶有序摆放,数据记录和处理系统检查,?,二级门禁,?,管理员,可以通过密码进入管理系统进行参数或系数的设置,,一般工作人员(,操作员,)只能进行日常例行维护和操作,?,进入退出:,权限、密码,?,数据状态之间的转换以及排放量核算等,计算公式,?,ppm,与,mg/m,3,,实测,标干,折算,?,?,?,CEMS,数据处理软件检查,?,历史记录:分钟数据、,数据状态标记,、一次物理量存,储,?,调节因子,:气态污染物偏差调节系数、颗粒物相关校,准曲线斜率、截距、速度场系数,?,?,数据处理:标态浓度
14、、折算浓度、排放量,报表:小时平均数据,参数设置的检查,?,软件的相关设置,系统参数设置,(大气压、污染源尺寸、截面积、污染物量程、超标报警值、手工,输入湿度等参数),(日期时间设置),(反吹、维护的设置),过程参数设置,(调节因子、校准系数、截距、,速度场系数,等),参数设置的检查,?,烟尘校准系数、流速的速度场系数,?,对照,CEMS,的调试报告或验收报告中的烟尘校准系数和速度场系数与,现场端是否一致,?,皮托管系数,?,一支合格的皮托管,出厂时皮托管系数应该在,0.84,0.01,,现场一,般不必调整皮托管系数,除非该,CEMS,已运行多年,?,气态污染物调节因子,?,76,标准中,9.
15、1.8,一节,一般不需设置,过程参数需对照调试验收或比对监测报告调整,备案(说明依据来源),企业不能私自更改设置,存在作弊的嫌疑,CEMS,现场检查,?,数据传输情况检查,数据传输的检查,?,?,?,去现场之前,到监控中心调取一段时间的历史数据,到现场端设备工控机上调取同样时间段数据,对照检查,调阅,CEMS,系统的历史数据,从日报、月报和季报数据,中查看数据异常、缺失情况和标记以及处理方式和处理,结果,?,若在线停运,是否手工报数,CEMS,运行管理、故障分析和数据结果判定,CEMS,故障:,?,?,CEMS,长期运行在环境相对恶劣的排污现场运行,CEMS,随着脱硫脱硝的治理测试结果准确度和
16、灵敏,度要求逐步提高,?,CEMS,连续自动运行部分耗材需要及时更换或更新,CEMS,运行管理、故障分析,直接抽取系统,:,采样预处理,系统故障,采样探头,校准气体,?,1.,采样探头堵塞,?,2.,采样管路漏气,?,3,.,加热系统失效,?,4.,采样流量降低,?,5.,除水系统,?,6.,过滤部件失效,?,7.,排水或排气不畅,排气,伴热管线,阀门,采样泵,分析室,7,1,2,主过滤器,加热,3,2,采样接口,6,中级过滤,4,流量计,针阀,记录单元,5,除湿,排水,烟道气体,7,CEMS,系统关键部件,完全抽取式,CEMS,关键部件,测量方式,类别,烟道边脱水(前处理方式),采样探头,关
17、键部件,探头脱水装置,(含压缩空气预处理系统),除湿冷凝装置,伴热管线,排水系统,伴热管线,完全抽取,方式,冷干系统,分析小屋内脱水(后处理方式),采样泵,过滤器,气体分析仪,热湿系统,全程伴热(不处理方式),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,母线,PTC,发热体,绝缘层,屏蔽层,外护套,?,?,恒功率,自限温,冷凝器,?,电子冷凝器,?,机械冷凝器(压缩机),?,渗透装置脱水,采样泵,-,过滤器,-,流量计,?,?,隔膜泵(常温、高温),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
18、压机、贮气罐、仪表气前处理装置),CEMS,运行管理、故障分析,稀释抽取系统,:,?,1.,采样稀释探头堵塞,采样预处理,系统故障,?,2.,采样稀释探头稀释比例不准确,?,3.,过滤部件失效,?,4.,采样流量降低,?,5.,零气质量低、不纯净,?,6.,排气不畅,排气,稀释采样探头,校准气体,采样探头控制器,2,1,过滤器,加热,管线,阀门,采样泵,分析室,6,3,中级过滤,4,流量计,针阀,记录单元,烟道气体,零气发生装置,5,CEMS,系统关键部件,稀释抽取式,CEMS,关键部件,(内稀释,/,外稀释),关键部件,:,稀释采样装置(采样探头和控制器),稀释零气系统,过滤器、采样泵,测试
19、气体分析仪,稀释采样探头和控制器,稀释探头和控制器决,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,运行管理、故障分析,直接测量系统,:,辅助系统故障,?,1.,气幕保护失效,,镜片污染,?,2.,无法实现有效校准或等效校准失败,2,1,1,CEMS,系统关键部件,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,直接测量流动标气校准,?,直接测量法校准:流动标气池,(放到测试光路中,固定式、移
20、动式,手动、自动,),CEMS,运行管理、故障分析,?,核心气体分析仪,漂移,光路污染,量程不匹配,器件寿命,标定失误,成分干扰,CEMS,系统烟气参数常见故障,堵塞、磨损(定期反吹),腐蚀、漂移,(定期维护清理),CEMS,数据结果有效传递过程,CEMS,现,场仪器监,测分析显,示的原始,数据,CEMS,数,据采集仪,或工控机,记录并计,算处理的,数据,CEMS,上,传到监控,平台的监,测数据,C,A,B,CEMS,数据结果判定,CEMS,数据质量的问题:,?,CEMS,仪器系统故障或,长期无维护以及异常维护,(虚假校准维护)(,A,),?,?,CEMS,记录仪软件参数更改(数据造假)(,B
21、,),CEMS,数据采集失真(数模转换、传输丢失、内置,软件控制等)(,C,),CEMS,数据结果判定,CEMS,仪器系统故障或,长期无维护以及异常维护,(,A,),?,系统故障(漏气),?,?,长期无人维护(过滤器失效、冷凝器损失等),虚假校准维护(,用高浓度标准校准较低浓度,),(,零点负漂移,),(,通零气、空气看零点变化,),CEMS,数据结果判定,CEMS,记录仪软件参数更改(,B,),?,系统软件设置参数造假,系统参数设置造假(应是长期较固定的设置,核查),(,量程设置缩小:,4,20mA,电流对应,),(,标准过剩空气系数或标准含氧量设置造假,),(,烟道或,烟囱测试截面积设置造
22、假,),(,数据计算处理参数和,公式设置造假,)折算,/,标干,CEMS,数据结果判定,举例一:,?,修改量程设置,(,与分析仪匹配一致,),例如,,NOx,的浓度检测输出,4,20mA,对应量程为,0,1000ppm,,,C = 62.5,A,-,250,当输出电流信号为,10mA,时,,实际测得的,NOx,浓度值为,375ppm,,,若此时将输出,4,20mA,对应量程改为,0,800ppm,则,C = 50,A,-,200,当同样输出电流信号为,10mA,时,,显示测得的,NOx,浓度值为,300ppm,CEMS,数据结果判定,举例二:,?,修改标准过剩空气系数或标准含氧量设置,(,对照
23、各行业排放标准,),例如,火电行业排放烟气的标准含氧量规定为,6%,(,GB 13223-2011,),电厂,NOx,的实际排放浓度为,100ppm,,,O,2,排放浓度为,6%,时,,当设置标准含氧量为,6%,或设置标准过剩空气系数为,1.4,时,计,算后的,NOx,折算浓度值等于标干浓度,100ppm,,,当设置标准含氧量为,9.3%,或设置标准过剩空气系数为,1.8,时,,计算后的,NOx,折算浓度值为,77.8ppm,。,CEMS,数据结果判定,?,修改换算系数,举例三:,?,修改软件内部计算、转换等公式,(,对照相关标准和软件设置,),例如,,NOx,的实际排放浓度为,100ppm,
24、,,转换标态应以,NO,2,计,换算系数应为,2.05,,转换计算后的,NOx,标态浓度值,=205mg/m3,,,如果以,NO,计,换算系数则为,1.34,,转换后的浓度值,=134mg/m3,?,修改浓度折算公式,正确公式:,实际过剩空气系数,标干折算浓度,?,标态干基浓度,?,标准过剩空气系数,标准过剩空气系数,标干折算浓度,?,标态干基浓度,?,实际过剩空气系数,软件内部设置修改为:,当烟气含氧量升高,实测系数标准系数值时,,显示测量污染物折算值比正确的折算值要小,CEMS,数据结果判定,CEMS,记录仪软件参数更改(,B,),?,系统软件设置参数造假,过程参数设置造假(不允许私自设置
25、,如有变动必须,经环保主管部门同意并及时备案,每次核查),(,烟气测量结果的调节因子设置造假,)(气体一般不,需设置,标气校准该设置理论应为,1,),(,烟气流速速度场系数设置,)点、线,/,面,CEMS,数据结果判定,?,修改调节因子(斜率、截距),举例四:,?,修改软件参数设置,(,对照,CEMS,验收报告、调试报告或比对报告,),例如:,NOx,的实际排放浓度为,100mg/m3,,,当斜率为,1,时,计算后的浓度值,=100mg/m3,,,当斜率为,0.8,时,计算后的浓度值,=80mg/m3,,,当截距为,0,时,计算后的浓度值,=100mg/m3,,,当截距为,-30,时,计算后的浓度值,=70mg/m3,。,?,修改速度场系数,例如:烟气流速,10m/s,,速度场系数设置,当速度场系数为,1,时,流速为,10m/s,当速度场系数为,0.5,时,流速为,5m/s,CEMS,数据结果判定,CEMS,数据采集失真,(,C,),?,数模转换、传输丢失,以年计污染源自动监测设备正常,数据传输率,应不小,于,90%,?,内置软件控制(,旁路挡板开启试验或标准气体试验,),(,当超标排放时通过软件控制人为上传虚假的达标数据,),(,通过软件控制使仪器一直显示上传一个稳定的数值,),