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CEMS国内现状1CEMS系统组成2CEMS系统工作原理介绍3CEMS系统在发电厂应用4CEMS系统运行管理5CEMS的含义ContinuousEmissionsMonitoringSystems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。主要污染物包括：颗粒物、SO2、NOx、CO；其他污染物还有：CO2、HCL、H2S等烟气排放参数包括：流速、温度、压力、湿度、含氧量等数据采集和处理系统第一部分CEMS国内现状第一部分CEMS国内现状安装数量2003年,2002004年,6002005年,10002006年,20002007年,50000100020003000400050006000第一部分CEMS国内现状安装地区分布12%32%•186台•486台100%•844台56%西部东部中部全国•1516台仪器烟尘黑匣子SO2粉尘CO氮氧数量5281255785233200第一部分CEMS国内现状生产企业注：仅为生产CEMS的企业，未包含各地区经销商和提供运营服务的企业。2000年,102003年,202005年,302006年,500102030405060第一部分CEMS国内现状各企业采用的技术70%20%10%直接抽取非分散红外法直接测量法稀释抽取法第一部分CEMS国内现状“十五”、“十一五”规划，推动了CEMS产业的由小到大的逐渐发展。企业参差不齐，少数企业规模增加，有些企业仍然不能发展。产值逐年翻番，业绩增长迅速。从业企业数量在不断增多.，从业人员的数量和素质都有较大提高。第二部分CEMS系统组成第二部分CEMS组成CEMS的系统组成：I.颗粒物排放浓度监测子系统II.气态污染物排放浓度监测子系统（SO2、NOx、CO、CO2等）III.烟气参数监测子系统（温度、压力、流速/流量、氧含量、湿度等）IV.数据采集与处理系统（显示、存储、打印、传输等）CEMS的系统组成数据采集与处理系统烟气参数监测子系统集线器流速变送器温度变送器压力变送器湿度变送器氧气变送器烟气参数监测子系统零气和标准气体气态污染物分析仪气态污染物采样器气态污染物监测子系统气体测量室颗粒物监测子系统颗粒物测量仪数据采集与处理固定污染源监控系统ModemGPRSTCP/IP数据打印数据显示环保行政主管部门数据存储第三部分CEMS系统工作原理介绍第三部分CEMS工作原理颗粒物排放浓度监测子系统：特点：光学分析方法直接测量（不采样）工作原理：光透射法后散射法第三部分CEMS工作原理光透射法颗粒物监测仪第三部分CEMS工作原理Chuan传感器传感器光源排放源控制单元后散射法颗粒物监测仪第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：采样方式分析方法直接抽取系统稀释抽取系统直接测量系统（插入式）红外光吸收原理SO2，NOx，CO，CO2紫外光吸收原理SO2，NOx，SO2，NOx紫外荧光原理SO2化学发光原理NOx电化学原理第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：直接抽取系统：加热采样探头加热传输管线样气预处理系统分析测量单元数据运算、输出标定控制系统烟气分析主机第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：直接抽取系统第三部分CEMS工作原理直接抽取红外吸收法（NDIR）原理：*大多数分子都吸收红外（IR)光*不同分子吸收特定波长部分的红外光*分子吸收的红外光和其浓度成比例第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：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CEMS工作原理气态污染物测量子系统：直接抽取系统：特点：红外/紫外光吸收测量分析单元;一个分析单元可同时测量SO2、NOx、CO2、CO；可将测氧（O2）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，数据直观；样气传输采用加热管线；样气冷却除湿；三级脱水装置；干扰补偿；第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：稀释采样探头传输管线样气预处理系统SO2分析测量单元数据运算、输出标定控制系统烟气分析主机仪表气控制单元NOx分析测量单元第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：稀释抽取系统（采样探头）：第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：稀释探头的核心是保证基本恒定的稀释比例临界限流（音响小孔）理论：音响小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46倍以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而只取决于气体分子流经小孔时的震动速度。即：产生恒流。实验室的数据表明：当稀释探头的真空度大于13inHg时，符合临界限流理论要求。目前的绝大多数烟道条件，都能满足音响小孔的恒流条件。第三部分CEMS工作原理气态污染物测量子系统：稀释抽取系统：特点：紫外荧光测量SO2，化学发光测量NOx;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；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；样气不需要冷却除湿；探头稀释用零气需严格控制；探头稀释比例需要随时校准；第三部分CEMS工作原理测量项目测量原理安装位置氧含量氧化锆法烟道、抽取磁氧法直接抽取采样原电池法直接抽取采样流速皮托管差压法插入式热线法插入式超声波法对穿式湿度电容法插入式干湿氧法烟道和抽取烟气参数测量子系统：第三部分CEMS工作原理烟气参数测量子系统：含氧量：氧化锆法测量电池本体分为3层：铂(电极)─氧化锆(电解质)─铂(电极)。铂电极是多孔性的。烟道气体通过传导管进入测量电池被测气体一侧，而另一侧为参比空气(含氧20.60％)。两种含氧浓度不同的气体作用在测量电池，便产生一个以对数为规律的电势(两侧的氧浓度差愈大,电势信号愈大)。毫伏信号经氧分析仪转换成0—10mA或4－20mA标准电流。此电流由氧分析仪接线端子输出。测量电池的工作温度设置为高于650℃的恒定温度。第三部分CEMS工作原理烟气参数测量子系统：含氧量：磁压法第三部分CEMS工作原理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；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；第四部分CEMS系统在发电厂应用第四部分CEMS在发电厂应用烟气脱硫系统：脱硫系统入口：SO2，O2，颗粒物；脱硫系统出口：SO2，O2；烟气脱硝系统：脱硝系统入口：NOx，O2；脱硝系统出口：NOx，NH3，O2；环保排放监测系统：总出口：颗粒物，SO2，NOx，（CO），O2，温度，压力，湿度，流量；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O2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CEMS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采样方式脱硫系统脱硝系统备注直接抽取系统80%以上较多稀释抽取系统较少较少直接测量系统（插入式）极少有少部分第四部分CEMS在发电厂应用执行标准1、《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》------（HJ/T75—2007）2、《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》------（HJ/T76-2007）3、地方环保法规第四部分CEMS在发电厂应用《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》------（HJ/T75—2007）分析和讨论：1、烟气湿度可以人工输入；2、大气压力可以人工输入；3、烟道截面大，布置紧凑，不易找到理想的安装位置；测点应优先选择安装在垂直烟道和烟道负压区；4、每台固定污染源排放设备应安装一套烟气CEMS；5、CEMS安装在排气总管（烟道）上；6、火电厂湿法脱硫装置，没有安装GGH时，颗粒物（烟尘）仪安装在脱硫装置入口，排放颗粒物浓度计算得到；7、高度大于5米的CEMS平台，不宜设置直爬梯；第四部分CEMS在发电厂应用脱硫系统烟气分析仪和CEMS测点布置图③②①旁路烟气挡板净烟气挡板原烟气挡板烟气来自引风机FGD④烟囱⑤·第四部分CEMS在发电厂应用脱硫系统烟气分析仪和CEMS测点布置图第四部分CEMS在发电厂应用中电投集团公司火电厂烟气在线远程监控管理系统简介一、基本功能火电厂烟气在线远程监控管理系统是一个综合性平台，实时采集火电厂脱硫装置主要设备和烟气污染物数据，真实掌握火电厂脱硫装置的实时生产信息及烟气污染物排放情况，分析评价脱硫设施的运行水平和脱硫装置性能。管理与脱硫相关的静态数据，实现业务管理、数据集成、数据交换、统计分析、综合分析、专业模型处理以及GIS专题分析等功能。预留有脱硝监测接口。第四部分CEMS在发电厂应用中电投集团公司火电厂烟气在线远程监控管理系统简介二、系统结构系统网络结构分三个部分组成，即电厂侧数据站、传输通道、监测中心站。系统部署上，采用以监控中心为核心的树状拓扑体系。是火电厂烟气数据采集、分析处理、监控管理为一体的综合信息管理系统。第四部分CEMS在发电厂应用中电投集团公司火电厂烟气在线远程监控管理系统简介第五部分CEMS系统运行管理第五部分CEMS运行管理CEMS系统工作流程系统设计排污口整治设备安装数据联网系统调试•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日常巡检巡检频率：至少7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日常维护保养保养内容保养周期故障的及时维修：大于72小时应有备用仪器替换校准和校验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第五部分CEMS运行管理CEMS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CEMS运行管理较稳定54%稳定26%不稳定20%系统稳定性已安装系统稳定性调查第五部分CEMS运行管理CEMS系统常见故障第五部分CEMS运行管理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：•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系统常见故障第五部分CEMS运行管理采样系统故障稀释抽取系统：•1.采样探头堵塞•2.管路漏气•3.稀释比例不准确•4.采样流量降低•5.零气处理不纯净1223345CEMS系统常见故障第五部分CEMS运行管理采样系统故障直接测量系统：•1.镜片灰尘堆积•2.监测孔堵塞1212CEMS系统常见故障第五部分CEMS运行管理分析仪器故障：光路污染器件寿命成分干扰漂移量程不匹配标定失误其他引起CEMS数据失真的原因第五部分CEMS运行管理安装位置：安装位置应尽量方便维护和测试•紊流对测量的影响•水汽含量大其他引起CEMS数据失真的原因第五部分CEMS运行管理计算误差：•烟道面积大•误差放大效应其他引起CEMS数据失真的原因第五部分CEMS运行管理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，中断通讯链路引起CEMS数据失真的原因第五部分CEMS运行管理系统设计系统运营维护人为因素CEMS系统数据不能真实反映实际工况.系统设计第五部分CEMS运行管理采样点选择设备功能、结构设计设备防污能力(现场保护)可靠性