烟气监测系统论述

烟气监测系统论述

烟气污染物在线监测系统(CEMS)是实时、连续监测污染物参数的系统，主要监测烟气中的颗粒物浓度（或浊度）、气态污染物浓度（SO2、NOx、CO、CO2）、辅助参数（烟气温度、流速、氧量、湿度、压力）等。颗粒物浓度监测方法有激光透射法、激光反散射法及电荷感应法，气态污染物浓度监测方法主要有完全抽取法、稀释法、电化学法3种。在电力行业中，颗粒物监测主要采用激光透射法，气态污染物浓度监测主要采用完全抽取法。

1系统组成及功能
1.1系统组成
一个完整的CEMS主要包括颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统、气源电源通讯等辅助设施子系统。
1.2主要功能
　　颗粒物监测子系统主要对烟气中的烟尘浊度进行监测，并通过试验标定转换为烟气浓度参数。气态污染物监测子系统主要对烟气中SO2、NOx、CO、CO2的浓度进行监测，常见的分析原理为红外吸收法（或紫外吸收法）。烟气排放参数监测子系统主要测试烟气温度、流速、压力、湿度、氧量等参数，通过流速可以得出烟气流量，同时根据烟气温度、压力、湿度得出标准干烟气量，通过氧量将浓度换算为规定过剩空气系数下的浓度。系统控制子系统主要对反吹、采样进行控制，数据采集处理子系统对信号采集、进行数据处理并生成报表等。气源为系统提供反吹气体，电源为系统提供相应电压等级的电能，通讯系统进行模/数转换及数据通信等。

2设备选型应注意的问题
　　目前各电厂安装的CEMS系统均由设备厂家全权负责，已安装的CEMS系统不能正常投运的重要原因之一是CEMS选型中存在着各种不完善之处，因此选型时应有针对性地从源头进行质量控制。
2.1监测参数应实用、全面
　　标准的监测参数主要有8个，包括3个污染物参数（SO2、NOx、烟尘），3个湿流量参数（流速、温度、压力），2个换算参数（换算干基的湿度、折算浓度的氧量）。
　　CEMS系统至少应包括上述8个参数，但是在实际中，设备厂家为了降低成本，在实际投标中少一个或几个参数的情况时有发生，例如没有湿度测量装置而规定一个数值，甚至部分系统没有氧量测量装置而人为地输入一个值，这都不能真实反映烟气中实际污染物的浓度值。而有的系统又多增加设备以测量参数，如目前流量计大多都有测量烟气温度参数的功能，而在CEMS系统中又额外增加热电偶来测量温度，增加了设备投资。
2.2联锁保护及报警系统应完善
　　有的设备厂家为了能中标，在标书中将各种联锁保护功能加入很多，报警功能也很多，但在实施中根本未实现，或有些报警系统根本不需要。例如：当采样管线堵塞时样气流量降低造成采样泵负荷加大，系统在无低流量报警或有低流量报警而无停泵联锁时，泵长期在低流量下运行而损坏。
2.3仪表量程及校准用标准气应根据实际情况选用
　　某些烟气分析仪表未结合实际选定量程。在已经安装CEMS系统的电厂，出现某些烟气分析仪表因SO2量程选择偏低而无法正常监测污染物浓度的问题，或某些分析仪表量程选择偏高，如对于某些CFB锅炉烟气中NOx浓度较低，一般为100 mg/m3（标准状态下）左右，而分析仪表选择的量程又偏大而造成监测精度不高。
　　对于校准用的标准气浓度，一般应选满量程的70%～100%，而部分电厂标准气浓度选择过低或过高。如选择过低则降低了系统值的准确性，过高时又根本无法用此标气进行标定。
2.4系统监视画面及组态
　　由于CEMS标准中并未对上位机中的监视画面做出具体、详细的规定，所以各个设备厂家设计的CEMS的画面水平差异很大。数据处理系统采用高级语言编程或采用组态软件，两种方式各有优劣：采用高级语言编程方式报表功能较强，但当系统配置变化时软件修改不方便;采用组态软件对配置变化后重新组态及修改非常方便,但对于相关标准要求的报表功能相当弱化。故应根据实际情况选择合适的方式。

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