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国家环境保护标准制修订项目固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法（修订HJ/T76-2007标准）中国环境监测总站王强2017年4月目录1.标准修订的背景和必要性2.标准修订的主要内容3.标准解决的环境问题4.标准实施的技术经济可行性分析HJ/T76-2007标准修订的背景和必要性HJ/T76-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》（试行）标准，对CEMS系统仪器的功能和性能质量进行了初步规范。在标准的指导下，“十一五”期间，我国烟气CEMS行业迅速发展起来，生产销售和安装使用的烟气CEMS仪器数量大大超过“十五”，全国各省绝大部分“国控”和“省控”废气污染源均安装了CEMS，并通过了调试和验收；同时国产化的CEMS仪器设备技术水平逐步成熟稳定。进入“十二五”以来，我国《十二五规划纲要》指出要“推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理，强化脱硫脱硝设施稳定运行”。环保部继续推进我国“十二五”废气排放主要污染物二氧化硫和氮氧化物继续实行总量减排控制的政策措施。伴随着“十一五”和“十二五”污染治理和监测取得的巨大成绩，“十三五”污染源烟气CEMS现场监测面临着更多更艰巨的难题。HJ/T76-2007标准修订的背景和必要性首先---污染源排放管理和监测的需求环境管理日益严格，污染物排放标准限值逐步降低SO2-----35mg/m3；NOX-----50mg/m3；颗粒物-----（5-20）mg/m3脱硫、脱硝、除尘等治理设施的逐步投运和治理效果的逐步稳定高效，导致污染源排放颗粒物和SO2、NOX等烟气污染物的浓度逐步降低；污染物超低（近零）排放这对CEMS仪器的检测灵敏度和检出限等均提出了更高的要求，原有一些仅能测量高浓度污染物和测量过程造成污染物损失较大的CEMS系统将逐步淘汰；HJ/T76-2007标准修订的背景和必要性其次---污染源排放状况的需求一些较先进的脱硫、脱硝和除尘等治理技术的使用，不仅有效降低了污染物排放浓度，同时也导致污染源排放烟气环境条件较以前更为恶劣；例如湿法脱硫、除尘治理后往往烟气湿度较高，一些超低排放的烟气排放现场，烟气经治理设施后往往不经过GGH升温换热直接排放，由于烟气温度过低（一般40℃左右），导致烟气湿度往往接近饱和状态；烟气CEMS需要在低温、高湿和强腐蚀性条件下进行连续自动监测，这对CEMS仪器的材质选择和测量的长期稳定可靠程度均是严峻的考验；HJ/T76-2007标准修订的背景和必要性最后---CEMS监测技术发展的需求为了适应污染源新的排放状况和浓度，一些在国外应用比较广泛的CEMS新技术也逐步引入国内，并从系统集成逐步向国产化发展；例如抽取方式颗粒物监测仪器；颗粒物光学前向散射和β射线/振荡天平测量技术；低浓度气态污染物全高温相关红外、傅里叶红外以及紫外监测技术；高效先进的气体采样和预处理技术等。这些新技术为我国国产化仪器的技术提升创造了条件，同时也是摆在CEMS仪器适用性检测、性能监督及数据质控等单位面前的新课题。HJ/T76-2007标准修订主要内容-标准结构原标准的主要内容和结构：（12个部分）适用范围、规范性引用文件、术语和定义、连续监测系统的组成和描述、技术要求、连续监测系统安装和测定位置、参比方法采样位置和采样点、连续监测系统主要技术指标检测方法、质量保证、适用性检测、检测项目和相关附录（4个）。标准修订后的主要内容和结构：（10个部分）适用范围、规范性引用文件、术语和定义、系统的组成和结构、技术要求、性能指标、检测方法、质量保证、检测项目和相关附录（7个）。HJ/T76-2007标准修订主要内容-适用范围原标准“适用范围”：本技术标准规定了CEMS的主要技术指标、检测项目、检测方法和检测时的质量保证措施。本技术标准适用于监测固定污染源烟气参数，烟气中颗粒物、二氧化硫、氮氧化物浓度和排放总量的CEMS。标准修订后“适用范围”：本标准规定了固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测系统的组成结构、技术要求、性能指标和检测方法。本标准适用于固定污染源烟气（SO2、NOX、颗粒物）排放连续监测系统的设计、生产和检测。HJ/T76-2007标准修订主要内容-术语和定义标准修订后去掉的主要“术语和定义”：“颗粒物”、“气态污染物”、“点测量”、“线测量”等标准修订后修订的主要“术语和定义”：“响应时间”、“相关校准”、“速度场系数”等例：“响应时间”包括“仪表”和“系统”两个响应时间标准修订后新增的主要“术语和定义”：“干烟气浓度”、“平行性”等例：“干烟气浓度”指烟气经预处理，露点温度≤4℃时，烟气中各污染物的浓度，也可称为干基浓度HJ/T76-2007标准修订主要内容-系统的组成和结构原标准“连续监测系统的组成和描述”：固定污染源烟气CEMS由颗粒物CEMS和/或气态污染物CEMS（含O2或CO2）、烟气参数测定子系统组成……（或输入烟气含水分量）……标准修订后“系统的组成和结构”：系统组成：固定污染源烟气CEMS由颗粒物监测单元和/或气态污染物（SO2和/或NOX）监测单元……系统测量烟气湿度……系统结构：CEMS系统结构主要包括样品采集和传输装置、预处理设备、分析仪器、数据采集和传输设备以及其它辅助设备等。依据CEMS测量方式和原理的不同，CEMS由上述全部或部分结构组成。固定污染源烟气排放连续监测系统（CEMS）组成•烟尘（颗粒物）颗粒物监测子系统•SO2、NOx、CO、CO2……气态污染物监测子系统•温度、压力、流速、氧含量、湿度……烟气参数监测子系统•采集、显示、存储、计算处理、传输……数据采集与处理子系统CEMS系统增加烟气湿度连续监测参数要求干/湿氧法（氧化锆测氧法）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。高温阻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。红外吸收法利用水对一定波长红外光的吸收，直接测量烟气中水蒸汽的浓度增加烟气湿度连续测量的主要原因：当前污染源烟气湿度较以往明显提高，且变化波动较大，其在污染物浓度干/湿基转换计算以及排放量计算方面影响较大；当前污染源烟气湿度连续监测技术和仪器逐步成熟稳定。HJ/T76-2007标准修订主要内容-系统结构标准修订后新增“系统结构”：（依据CEMS测量方式和原理的不同，CEMS可能具备全部或部分结构组成）1.样品采集和传输装置：主要包括采样探头、样品传输管线、流量控制设备和采样泵等；一般采用抽取测量方式的CEMS均具备样品采集和传输装置；2.预处理设备：主要包括样品过滤设备和除湿冷凝设备等；部分采用抽取测量方式的CEMS具备预处理设备；3.分析仪器：用于对采集的污染源烟气样品进行测量分析；4.数据采集和传输设备：用于采集、处理和存储监测数据，并能按中心计算机指令传输监测数据和设备工作状态信息；5.辅助设备：采用抽取测量方式的CEMS，其辅助设备主要包括尾气排放装置、反吹净化及其控制装置、稀释零空气预处理装置以及冷凝液排放装置等；采用直接测量方式的CEMS，其辅助设备主要包括气幕保护装置和标气流动等效校准装置等。HJ/T76-2007标准修订主要内容-技术要求原标准“技术要求”：（8个部分）外观要求；环境条件；供电电压；安全要求；校准；净化；数据采集和处理；CEMS主要技术指标。标准修订后“技术要求”：（4个部分）外观要求；工作条件；安全要求；功能要求。例：“功能要求”包括：样品采集和传输装置要求；预处理设备要求；辅助设备要求（反吹、净化）；校准功能要求（全系统、等效校准）；数据采集和传输设备要求（应显示和记录超出其零点以下和量程以上至少10%的数据值）。HJ/T76-2007标准修订主要内容-工作条件标准修订后“工作条件”：CEMS在以下条件中应能正常工作。室内环境温度：（15～35）℃；室外环境温度（-20～50）℃；相对湿度：≤85%；大气压：（80～106）kPa；供电电压：AC（220±22）V，（50±1）Hz。注：低温、低压等特殊环境条件下，仪器设备的配置应满足当地环境条件的使用要求。HJ/T76-2007标准修订主要内容-功能要求标准修订后“功能要求”：新增“样品采集和传输装置要求”：1.样品采集装置应具备加热、过滤和反吹净化功能。其加热温度一般在120℃以上，且应高于烟气露点温度10℃以上，其实际温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询。2.样品采集装置的材质应选用耐高温、防腐蚀和不吸附、不与气态污染物发生反应的材料，应不影响待测污染物的正常测量。3.样品采集装置应具备颗粒物过滤功能。其采样设备的前端或后端应具备便于更换或清洗的颗粒物过滤器，过滤器滤料的材质应不吸附和不与气态污染物发生反应，过滤器应至少能过滤（5～10）μm粒径以上的颗粒物。4.采用抽取测量方式的颗粒物CEMS，其抽取采样装置应具备自动跟踪烟气流速变化调节采样流量的等速跟踪采样功能，等速跟踪吸引误差应不超过±8%。抽取式颗粒物CEMS等速跟踪采样示意图HJ/T76-2007标准修订主要内容-功能要求标准修订后“功能要求”：新增“样品采集和传输装置要求”：5.样品传输管线应长度适中。当使用伴热管线时应具备稳定、均匀加热的功能；其设置加热温度一般在120℃以上，且高于烟气露点温度10℃以上，其实际温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询。6.样品传输管线内包覆的气体传输管应至少为两根，一根用于样品气体的采集传输，另一根用于标准气体的全程校准；CEMS样品采集和传输装置应具备完成CEMS全系统校准的功能要求。7.样品传输管线应使用不吸附和不与气态污染物发生反应的材料，其技术指标应符合附录E中表E.1的技术要求。8.采样泵应具备克服烟道负压的足够抽气能力，并且保障采样流量准确可靠、相对稳定。HJ/T76-2007标准修订主要内容-功能要求标准修订后“功能要求”：新增“预处理设备要求”：1.CEMS预处理设备及其部件应方便清理和更换。2.CEMS除湿冷凝设备的设置温度应保持在4℃左右（冷凝设备出口烟气露点温度应≤4℃），正常波动在±2℃以内，其实际温度数值应能够在机柜或系统软件中显示查询。3.预处理设备的材质应使用不吸附和不与气态污染物发生反应的材料，其技术指标应符合附录E中表E.2的技术要求。4.除湿冷凝设备除湿过程产生的冷凝液应采用自动方式通过冷凝液收集和排放装置及时、顺畅排出。5.为防止颗粒物污染气态污染物分析仪，在气体样品进入分析仪之前可设置精细过滤器；过滤器滤料应使用不吸附和不与气态污染物发生反应的疏水材料，过滤器应至少能过滤（0.5~2）μm粒径以上的颗粒物。HJ/T76-2007标准修订主要内容-功能要求标准修订后“功能要求”：新增“辅助设备要求”：1.CEMS尾气排放管路应规范敷设，不应随意放置，防止排放尾气污染周围环境。2.当室外环境温度低于0℃时，CEMS尾气排放管应配套加热或伴热装置，确保排放尾气中的水分不结冰，造成尾气排放管堵塞和排气不畅。3.CEMS应配备定期反吹装置，用以定期对样品采集装置等其它测量部件进行反吹，避免出现由于颗粒物等累积造成的堵塞状况。4.CEMS应具有防止外部光学镜头和插入烟囱或烟道内的反射或测量光学镜头被烟气污染的净化系统，也称气幕保护系统；净化系统应能克服烟气压力，保持光学镜头的清洁；净化系统使用的净化气体应经过适当预处理确保其不影响测量结果。HJ/T76-2007标准修订主要内容-功能要求标准修订后“功能要求”：新增“辅助设备要求”：5.具备除湿冷凝设备的CEMS，其除湿过程产生的冷凝液应通过冷凝液排放装置及时、顺畅排出。6.具备稀释采样系统的CEMS，其稀释零空气必须配备完备的气体预处理系统，主要包括气体的过滤、除水、除油、除烃以及除二氧化硫和氮氧化物等环节。7.CEMS机柜内部气体管路以及电路、数据传输线路等应规范敷设，同类管路应