废气污染源在线监测系统介绍 北京航天益来电子科技有限公司

CEMS 国内现状 1 CEMS系统组成 2 CEMS系统工作原理介绍 3 CEMS系统在发电厂应用 4 5 CEMS系统运行管理

CEMS的含义 Continuous Emissions Monitoring Systems 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行业现状 2004年中国环境统计年鉴数据显示， 全国重点调查统计工业企业70462家 废气重点排放单位 69522家 2004年中国环境统计年鉴数据显示，　　　 全国重点调查统计工业企业70462家　　 废气重点排放单位 69522家 污水重点排放单位 69543家

第一部分 CEMS行业现状 安装数量

第一部分 CEMS行业现状 12% 32% 100% 56% 安装地区分布 西部 全国 中部 东部 186台 1516台 486台 844台 仪器 烟尘 黑匣子 SO2 粉尘 CO 氮氧 数量 528 125 578 52 33 200

第一部分 CEMS行业现状 生产企业 注：仅为生产CEMSde企业，未包含各地区经销商和提供运营服务的企业。

第一部分 CEMS行业现状 各企业采用的技术

第一部分 CEMS行业现状 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。 产值逐年翻番，业绩增长迅速。 企业参差不齐，少数企业规模增加，有些企业仍然不能发展。

第二部分 CEMS系统组成

第二部分 CEMS组成 CEMS的系统组成： 颗粒物排放浓度监测子系统 气态污染物排放浓度监测子系统 （SO2、NOx、CO、 CO2等） 烟气参数监测子系统 （温度、压力、流速/流量、 氧含量、湿度等） 数据采集与处理系统 （显示、存储、打印、 传输等）

发电厂烟道气体监测系统 烟道出口 O2 分析单元 CO 分细单元 汽轮机 多参数监测单元 烟道脱氮设备 发电机 烟尘分析单元 电除尘器 烟道脱硫设备 烟道脱氮设备 电除尘器 烟道出口 锅炉 Gypsum 水 变压器 引入口 排水口 水处理 油库 过滤墙 NOx/O2 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

CEMS的系统组成

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 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 标定控制系统 数据运算、输出 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 气态污染物测量子系统： 直接抽取系统（采样探头）

第三部分 CEMS工作原理 气态污染物测量子系统： 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 直接抽取系统

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 仪表气控制单元 标定控制系统 NOx分析测量单元 数据运算、输出 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： 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 烟气参数测量子系统： 测量项目 氧含量 流速 湿度 测量原理 安装位置 氧化锆法 烟道、抽取 磁氧法 直接抽取采样 原电池法 流速 皮托管差压法 插入式 热线法 超声波法 对穿式 湿度 电容法 干湿氧法 烟道和抽取

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

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： 烟气脱硝系统： 环保排放监测系统： 脱硫系统入口： SO2，O2，颗粒物； 脱硫系统入口： NOx，O2； 脱硫系统出口： 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；

第四部分 CEMS在发电厂应用 烟气脱硫系统：

第四部分 CEMS在发电厂应用 烟气脱硝系统：

发电厂烟道气体监测系统 烟道出口 烟道脱硝设备 电除尘器 烟道脱硫设备 NOx/SO2/O2 NOx/O2 /NH3分析单元 分析单元 CO 分细单元 汽轮机 烟道脱硝设备 发电机 电除尘器 烟道脱硫设备 锅炉 变压器 NOx/SO2/O2 分析单元 水 NOx/O2 /NH3分析单元 过滤墙 SO2 分析单元 烟尘分析单元 多参数监测单元 引入口 烟尘分析单元 油库 水处理 排水口

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 采样方式 脱硫系统 脱硝系统 备注 直接抽取系统 80%以上 20% 稀释抽取系统 较少 直接测量系统（插入式） 极少 较多 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

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 运营维护管理 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 数据联网 系统调试 运营维护管理 通讯协议联调 数据上传率调试 数据有效性调试 通电、通水、通气 标校设备 功能测试

第五部分 CEMS运行管理 CEMS日常运行管理要求 日常巡检 日常维护保养 校准和校验 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 责任主体 定期校准 定期维护 定期校验 烟气CEMS失控数据的判别 比对监测 企业、 维护运营商 定期维护 定期校验 烟气CEMS失控数据的判别 环保主管部门 比对监测 有效数据捕集率考核

第五部分 CEMS运行管理 已安装系统稳定性调查 系统稳定性 稳定 26% 较稳定 54% 不稳定 20%

第五部分 CEMS运行管理 CEMS系统常见故障 直接抽取系统： 采样系统故障 5 3 1 2 2 4 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 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 5 3 1 2 2 4

第五部分 CEMS运行管理 CEMS系统常见故障 稀释抽取系统： 采样系统故障 2. 管路漏气 3. 稀释比例不准确 4. 采样流量降低 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 采样系统故障 3 4 5 2 1 3 2

第五部分 CEMS运行管理 CEMS系统常见故障 直接测量系统： 1. 镜片灰尘堆积 2. 监测孔堵塞 采样系统故障 1 2 2 1

第五部分 CEMS运行管理 CEMS系统常见故障 分析仪器故障： 漂移 光路污染 器件寿命 量程不匹配 成分干扰 标定失误

第五部分 CEMS运行管理 其他引起CEMS数据失真的原因 安装位置： 紊流影响 水汽大 维护测试方便

第五部分 CEMS运行管理 其他引起CEMS数据失真的原因 计算误差： 面积，直径 误差放大效应

第五部分 CEMS运行管理 其他引起CEMS数据失真的原因 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

第五部分 CEMS运行管理 引起CEMS数据失真的原因 系统设计 CEMS系统数据不能真实反映实际工况. 系统运营维护 人为因素

第五部分 CEMS运行管理 系统设计 采样点选择 设备功能、结构设计 设备防污能力(现场保护) 可靠性和维护周期

第五部分 CEMS运行管理 系统运营维护 明确运营维护责任主体 加强运营维护规范 供货商/运营商提供有效服务 加强运营维护监管

第五部分 CEMS运行管理 人为因素 行业运营维护监督管理制度 在线服务人员环境保护公益心 排污交易机制没有建立 政府的运营补贴（设备方和第三方）

第五部分 CEMS运行管理 在工作中如何监督检查CEMS工作状况 一、 现场CEMS系统核查（采样点、设备状态） 了解系统的组成和类型； 检查设备安装位置、安装质量； 检查采样系统、冷却系统、反吹清洁系统、测量系统的工作状态。 二、CEMS数据分析 观察温度、压力、流速、含氧量等烟气参数与污染物浓度的变化关系； 观察实测浓度、折算浓度、排放总量之间的变化关系； 观察历史数据的变化趋势；

第五部分 CEMS运行管理 在工作中如何监督检查CEMS工作状况 三、CEMS数据与烟气治理设施工况参数对比分析 温度、流量、含氧量变化趋势； 入口烟气数据与出口数据对比； 脱硫剂投放的水量、PH值、风量等参数的历史变化趋势； 旁路烟道的阀门控制记录； 四、现场对比测试 调节工况观察CEMS数据变化规律； 手工便携设备现场抽测比对； 重点不合格或超标现场技术分析和核查；

第五部分 CEMS运行管理 在工作中如何监督检查CEMS工作状况 五、日常运营维护记录核查 日常巡检工作内容； 备件更换记录； 维护工作记录； 维修工作记录；

第五部分 CEMS运行管理 CEMS运行监督的辅助保证 提高设备运营管理的覆盖率 完善运营管理体系 提高手工监测能力 改进、完善、提高现有系统功能和可靠性 借助其他手段，如：图像监控、边界测量、区域监测等

安装位置（一） 图1中SO2 采样点不能在当旁路烟道有烟气流过，正确测量出真正排放的 SO2浓度，所以安装时尽量选择旁路烟道与净烟气汇合点后侧，如图2。

安装位置（二） 如果有两台以上锅炉时，图3中 SO2的采样位置不能反映全部排放情况，应按图4或图5方式选择安装位置。

安装位置（三） 流速在安装时一定要注意安装的位置的直管段长度，不能在弯头、变径处附近安装，否则会因紊流造成测量不准确。

CEMS数据分析（一） 温度变化 ：通常脱硫前烟气温度在100℃以上，湿法脱硫后烟气温度在80 ℃以下。如果脱硫后的温度升高，有可能是脱硫系统未能正常投运，此时SO2浓度应与脱硫前相当。下图假设：脱硫前温度120 ℃，SO2浓度100ppm；脱硫后温度40 ℃，SO2浓度10ppm。

CEMS数据分析（二） 流速变化 ：通常流速为零时说明风机停运，可能是停炉了，SO2 应为零或很低；风机开启后，流速很快达到正常数值，此时SO2应随即升高，如果不是这样，应检查CEMS设备是否故障或其他原因。 下图假设：正常开炉时，流速为10m/s，SO2浓度100ppm。

CEMS数据分析（三） 含氧量变化 ：锅炉燃烧要消耗氧，电厂排放烟气的氧含量通常会低于8%，随着氧含量的升高，SO2的浓度应该降低。当氧含量达到接近21%时，SO2浓度应降到接近零。下图假设：锅炉正常燃烧时，SO2浓度为100ppm。

CEMS数据分析（四） 流量 2 氧含量 6 8 9 10 11 SO2实测浓度 100 SO2折算浓度 115 125 136 150 实测浓度与折算浓度 ：但SO2实测浓度不变时，SO2折算浓度随含氧量升高而升高。如果不是这样，说明CEMS系统在计算上存在着问题。 排放量：排放量应随着SO2 折算浓度的升高而变化，如果SO2折算浓度升高而排放量没有变化，则应检查系统的设备或数据计算。 流量 2 氧含量 6 8 9 10 11 SO2实测浓度 100 SO2折算浓度 115 125 136 150 排放量 200 231 250 273 300

CEMS数据分析（五） 分析数据时，通常要考虑到锅炉的工况的变化以及带来的对数据的影响，通盘考虑。

CEMS数据分析（六） 脱硫前后对比 ：对比脱硫前后的数据变化，判断CEMS数据是否有效。 脱硫前 脱硫后 说明 含氧量变化 含氧量不变化 NOx浓度变化 NOx浓度相应变化 脱硫系统对NOx浓度没有影响，所以可通过前后NOx变化的相关性判断CEMS是否正常工作 SO2浓度升高 SO2浓度无变化 借助含氧量、NOx等其他参数判断CEMS数据与实际是否相关 如果同时段脱硫系统PH值不变化、水量无变化，可判断出脱硫后SO2测量存在问题

CEMS数据分析（七） 调整工况判断CEMS ：当无法确定CEMS的数据是否与实际工况相符合时，可通过调节工况的办法进行测试。例如，减少脱硫系统喷淋供水量，提高PH值，此时，脱硫后SO2浓度应相应增加。 要想判断CEMS是否测量准确，还应使用手工测量设备进行比对分析。

谢谢大家！