CEMS比对监测常见问题分析.ppt

1、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湖北省环境监测中心站湖北省环境监测中心站湖北省环境监测中心站 目 录CEMSCEMS比对监测工作的相关内容比对监测工作的相关内容CEMSCEMS的组成和监测分析原理的组成和监测分析原理开展开展CEMSCEMS比对监测的前提条件比对监测的前提条件进行进行CEMSCEMS比对监测前的准备工作比对监测前的准备工作CEMSCEMS比对监测现场采样和测试工作比对监测现场采样和测试工作CEMSCEMS比对监测数据汇总处理分析比对监测数据汇总处理分析 CEMSCEMS常见故障及问题分析常见故障及问题分析CEMS比对监测工

2、作的相关内容1.CEMS1.CEMS比对监测条件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.CEMS2.CEMS比对监测的目的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.CEMS3.CEMS比对监测项目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

3、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/T 75-2007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

4、、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固定

5、污染源烟气CEMS示意图示意图 CEMS的组成和监测分析原理CEMS的基本技术分类分类分类二氧化硫二氧化硫氮氧化物氮氧化物颗粒物颗粒物流速流速含氧量含氧量湿度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 1）颗粒物排放连续自动监测单元）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：

6、（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

7、的。CEMS的组成和监测分析原理 颗粒物颗粒物CEMSCEMS比对监测数据处理比对监测数据处理 颗粒物无标准物质手工参比相关关系曲线（2 2）气态污染物排放连续自动监测单元）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）：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

8、释方式 直接测量法 CEMS的组成和监测分析原理取样取样方式方式分类分类关键部件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 3）烟气参数连续自动监测单元）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

9、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

10、 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

11、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

12、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 CEMS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 CEMS标态干基浓度（0，101.325kPa）CEMS的组成和监测分析原理（4 4）CEMSCEMS测试数据的几种数据状态测试数据的几种数据状态 CEMS标况下折算浓度 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 4）CEMSCEMS测试数据的几种数据状态测试数据的几种数据状态 说明：HJ/T 75-2007和污染源自动

13、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 1）CEMSCEMS出具有效数据的质控过程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”合格烟尘烟气烟尘烟气CEMSCEMS环境监测仪器适用性检测环境监测仪器适用性检测（每型号（每型号1 1套）套）合格CEMSCEM

14、S销售销售CEMSCEMS安装调试安装调试验收前调试检测验收前调试检测（每套）（每套）验收检测验收检测（每套）（每套）CEMSCEMS运行使用运行使用合格日常运营维护日常运营维护（每套）（每套）比对监测比对监测（每套）（每套）CEMSCEMS数据可作为数据可作为环境管理和执法环境管理和执法监督的依据监督的依据烟尘烟气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 1）CEMSCEMS出具有效数据的质控过程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

15、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 2）人员、仪器设备和分析方法）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/T 16157-19962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

16、红外吸收法HJ629-2011碘量法HJ/T 56定电位电解法HJ/T 574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/T 42盐酸萘乙二胺分光光度法HJ/T 435烟气流速皮托管法GB/T 16157-19966烟气温度热电偶法、电阻温度计GB/T 16157-1996参比监测项目分析方法一览表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 3）掌握对比监测所在污染源的基本情况）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 3）掌握对比监测所在污染源的基本情况）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 3）掌握对比监测所在污染源的基本情况）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