搜索
固定污染源烟气排放连续监测系统（CEMS）比对监测技术和常见问题分析湖北省环境监测中心站目录•CEMS比对监测工作的相关内容•CEMS的组成和监测分析原理•开展CEMS比对监测的前提条件•进行CEMS比对监测前的准备工作•CEMS比对监测现场采样和测试工作•CEMS比对监测数据汇总处理分析•CEMS常见故障及问题分析CEMS比对监测工作的相关内容1.CEMS比对监测条件•自动监测设备已按规范安装调试、并经地市级以上环保主管部门验收合格后方可开展比对监测。•比对监测期间，生产设备应正常稳定运行，且负荷率达到75%以上。2.CEMS比对监测的目的•监督、考查CEMS日常监测分析的监测数据是否准确、有效，是否能够成为环境管理部门进行监督执法和排污收费等的主要参考依据。3.CEMS比对监测项目•气态污染物（二氧化硫、氮氧化物）实测干基浓度、颗粒物实测干基浓度、烟气流速和烟气温度和含氧量。CEMS比对监测工作的相关内容4.比对监测频次•每年至少4次，每季度至少1次。•对颗粒物浓度、烟气流速、烟温用参比方法至少获取3个测试断面的平均值，气态污染物和氧量至少获取6个数据，取参比方法测试的平均值与同时段烟气CEMS的平均值进行准确度计算。5.CEMS比对监测的技术依据•GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》•HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》•《污染源自动监测设备比对监测技术规定（试行）》（中国环境监测总站）CEMS的组成和监测分析原理固定污染源CEMS组成•颗粒物排放连续自动监测单元•气态污染物（通常包括SO2和NOX）排放和含氧量连续自动监测单元•烟气参数（包括烟气流速、温度、压力、湿度）连续自动监测单元•数据采集、处理、分析、记录和传输单元组成。颗粒物CEMS颗粒物测量仪校零、校标烟气温度变送器烟气压力变送器烟气流量变送器烟气湿度变送器含氧量变送器二氧化碳变送器温度测量仪压力测量仪流量测量仪湿度测量仪氧测量仪二氧化碳测量仪烟气参数测量子系统或烟气预处理装置气体污染物采样器气体控制器气态污染物分析仪气态污染物CEMS或气态污染物采样器零气、标准气体气态污染物分析仪稀释气体气态污染物分析仪零气、标准气体或校准装置大气压力测量仪大气压力变送器数据采集与控制系统可输入含湿量可输入大气压完全抽取法稀释抽取法直接测量法数据采集及处理系统数据处理与远程通讯系统打印显示固定源监控系统零气、标准气体固定污染源烟气CEMS示意图CEMS的组成和监测分析原理CEMS的基本技术分类分类二氧化硫氮氧化物颗粒物流速含氧量湿度直接抽取式冷干非分散红外非分散紫外DOASGFC电化学非分散红外非分散紫外DOASGFC电化学β射线法氧化锆电化学顺磁氧干湿氧热湿DOAS傅立叶红外DOAS傅立叶红外稀释抽取式紫外荧光化学发光直接测量式DOAS非分散紫外DOAS非分散紫外浊度法散射法光闪烁S型皮托管热丝法超声波法氧化锆电容法CEMS的组成和监测分析原理（1）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：浊度法光散射法浊度法：（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；校准：插入反光板和跨度板（滤光片）光源（红光，寿命40000h）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，滤光片由于颗粒物CEMS基本上是直接安装在烟道或烟囱上的，因此其实测浓度（实际工况下浓度）值是湿基浓度。目前国内安装的颗粒物CEMS绝大部分测量给出的初始信号是光电转换信号（透光率、1-5V电压值或0-20mA电流值转换而来），能反映出颗粒物浓度变化，但是不能直接给出烟气中颗粒物的质量浓度值的。CEMS的组成和监测分析原理颗粒物CEMS比对监测数据处理颗粒物无标准物质手工参比相关关系曲线（2）气态污染物排放连续自动监测单元CEMS的组成和监测分析原理采样方法{完全抽取法稀释抽取法直接测量法分析方法{非分散红外、非分散紫外、傅立叶红外（FIIR）紫外差分吸收（DOAS）、气体过滤相关（GFC）紫外荧光、化学发光（一般用于稀释法）测试的原理不同，其检测结果状态不同CEMS的组成和监测分析原理采样方式分类（抽取系统）：•直接抽取法：前处理方式/后处理方式/不处理方式•稀释抽取法：内稀释方式/外稀释方式•直接测量法CEMS的组成和监测分析原理取样方式分类关键部件稀释抽取内稀释法稀释探头、零气系统外稀释法稀释探头、零气系统直接抽取冷干法烟道边脱水Nafion管脱水Nafion管脱水系统冷凝器脱水冷凝器、泵分析小屋内脱水冷凝器脱水伴热管、冷凝器、泵热湿法全程伴热伴热管CEMS的组成和监测分析原理（3）烟气参数连续自动监测单元•烟气压力：压力传感器（动压/静压/全压）•烟气流速：皮托管法、热平衡法、超声波法、其他方法•烟气温度：铂电阻法、热电偶法等•烟气湿度：干/湿氧法、高温电容法等•含氧量：电化学法、氧化锆法、顺磁法CEMS的组成和监测分析原理烟气压力•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的组成和监测分析原理烟气流速差压传感器法（S型皮托管法）两根金属管并联，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）CEMS的组成和监测分析原理通过测量烟囱或烟道中烟气的全压和静压的压差来计算出烟气流速，克服可能由于颗粒物堵塞造成的流速测量问题CEMS的组成和监测分析原理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的组成和监测分析原理烟气湿度干/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的组成和监测分析原理烟气湿度高温电容法采用电容式传感器，探头直接插入烟道中，探头周围采用特制的过滤器进行保护。CEMS的组成和监测分析原理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。CEMS的组成和监测分析原理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。直接测量式/烟道抽取式CEMS的组成和监测分析原理烟气含氧量顺磁法（热磁/磁力机械）利用氧的顺磁性，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的组成和监测分析原理说明：CEMS测量烟气流速、温度、压力和湿度往往都是烟道或烟囱内的点测量或线测量，手工参比方法一般都是断面测量，因此可能存在系统误差，必须进行相关校正；烟气含氧量则根据烟气预处理系统是否经过脱水判定其测量的氧气值是干基值或湿基值。CEMS的组成和监测分析原理（4）CEMS测试数据的几种数据状态比对是在同一状态、同一条件下的比对①CEMS实测浓度实际工况条件下（烟道或烟囱内实际的温度、压力湿度等条件下），CEMS分析仪测量的数值②CEMS标态干基浓度（0℃，101.325kPa）273273101325静压大气压烟温实测干基浓度标态干基浓度湿度静压大气压烟温实测湿基浓度标态干基浓度1273273101325CEMS的组成和监测分析原理（4）CEMS测试数据的几种数据状态③CEMS标况下折算浓度含氧量实测值系数该污染源实际过剩空气%21%21标准过剩空气系数实际过剩空气系数标态干基浓度标干折算浓度注意区分CEMS软件界面上监测数据的数据状态理论上，比对监测中参比数据和CEMS数据在任一相同状态下均可以进行数据比对CEMS的组成和监测分析原理（4）CEMS测试数据的几种数据状态说明：HJ/T75-2007和《污染源自动监测设备比对监测技术规定（试行）》（中国环境监测总站）考核技术指标中规定的颗粒物和气态污染物各浓度范围（分段标准）均指的是污染源标态干基浓度值。开展CEMS比对监测的前提条件（1）CEMS出具有效数据的质控过程•烟尘烟气CEMS仪器质量、安装调试和日常运行使用及维护维修的全过程的外部质控程序•CEMS仪器研发生产后的适用性检测•CEMS安装调试后的调试检测和验收监测•CEMS正式运行使用后，日常的运营维护、校准维修和不定期的“比对监测”合格烟尘烟气CEMS环境监测仪器适用性检测（每型号1套）合格CEMS销售CEMS安装调试验收前调试检测（每套）验收检测（每套）CEMS运行使用合格日常运营维护（每套）比对监测（每套）CEMS数据可作为环境管理和执法监督的依据ⅠⅡⅢ烟尘烟气CEMS出具有效数据全过程的外部质控过程开展CEMS比对监测的前提条件（1）CEMS出具有效数据的质控过程“比对监测”作为这个质量控制过程中的末端控制环节，对控制CEMS数据质量，提高数据有效性起到至关重要的作用；同时，CEMS“比对监测”必须以完成前两个阶段的适用性检测和调试、验收检测的工作为前提条件，如果前两个阶段的质量控制不合格或没有前面的过程，那么“比对监测”也就失去意义了。开展CEMS比对监测的前提条件（2）人员、仪器设备和分析方法CEMS比对监测分析方法：CEMS比对监测中各目标物质均有比较成熟的采样和检测分析方法（国标A和行业标准B），其中有些方法还没有完全上升为国家标准分析方法，与之对应的相关仪器的《技术要求》也不完全，这些标准将逐步陆续出台。序号监测分析项目监测分析方法方法标准编号1颗粒物重量法GB/T16157-19962氧量电化学法《空气和废气监测分析方法（第四版）》3二氧化硫非分散红外吸收法HJ629-2011碘量法HJ/T56定电位电解法HJ/T574氮氧化物非分散红外吸收法《空气和废气监测分析方法（第四版）》定电位电解法紫外分光光度法HJ/T42盐酸萘乙二胺分光光度法HJ/T435烟气流速皮托管法GB/T16157-19966烟气温度热电偶法、电阻温度计GB/T16157-1996参比监测项目分析方法一览表进行CEMS比对监测前的准备工作（3）掌握对比监测所在污染源的基本情况•污染源所在的地理位置•排污企业的类型•排污企业的生产情况和近期生产计划•污染物处理设施的情况进行CEMS比对监测前的准备工作（3）掌握对比监测所在污染源的基本情况•污染源正常生产工况下的排放情况污染物种类排放浓度烟气流速烟气温度烟气静压烟气湿度进行CEMS比对监测前的准备工作（3）掌握对比监测所在污染源的基本情况•排放口的基本情况由采样烟道的形状、尺寸估算出应使用采样枪的长短以及比对测试工作量的初步情况•参比方法检测环境条件参比监测烟道直管段情况，参比测试孔情况（位置、数目、大小满足要求），采样平台、护栏情况，平台高度、爬梯情况•比对监测现场的安全性进行CEMS比对监测前的准备工作多层采样平台进行CEMS比对监测前的准备工作（4）了解安装在该污染源的CEMS的基本情况•CEMS的型号、品牌、配置、安装、调试完成时间等基本信息•CEMS的采样和分析测试原理•CEMS的日常工作运行状态（如何运营）进行CEMS比对监测前的准备工作（5）手工参比仪器设备的准备校准维护•采样用品的准备滤筒的处理和称重、干燥硅胶的贮备•烟尘（烟气）采样器采样器的气密性流量计量装置的校准（温度、压力传感器、流量校正参数、外部磨损等）进行CEMS比对监测前的准备工作（5）手工参比仪器设备的准备校准维护•流量计量装置校准内容：1.相关压力传感器的校准（静压、动压、流量计前压力等）2.相关温度传感器的校准（烟温、流量计前温度等）3.流量计的采样流量校准（烟气采样器也适用）4.S形皮托管流速测