CEMS煙氣在線監測系統的選型、安裝、調試、驗收、運行

煙氣污染物在線監測系統(CEMS)是實時、連續監測污染物參數的系統，主要監測煙氣中的顆粒物濃度（或濁度）、氣態污染物濃度（SO2、NOx、CO、CO2）、輔助參數（煙氣溫度、流速、氧量、濕度、壓力）等。顆粒物濃度監測方法有激光透射法、激光反散射法及電荷感應法，氣態污染物濃度監測方法主要有抽取法、稀釋法、電化學法3種。在電力等行業中，顆粒物監測主要采用激光透射法，氣態污染物濃度監測主要采用抽取法。

  陜西卓宇佳創儀器儀表有限公司在同行業具有很強的影響力，過程分析系統及取樣預處理技術在冶金、建材、石化、環保等行業業績顯著，在線連續可靠應用共性的關鍵技術，經過多年攻關取得了重大的突破，有效解決了高粉塵（2000g/Nm3）、高溫（小于1300℃）、高濕度、高粘度等惡劣工況條件下取樣預處理的難題，并得到實際應用。  

  JC-6000型CEMS煙氣連續監測系統是采用在線分析技術與中國環保監測技術相結合，通過我公司多年在工業流程領域中積累的豐富經驗精心打造而成。應用于煙氣中氣態污染物（SO2、NOx、CO、CO2、O2）和固態污染物以及溫度、壓力、濕度、流量的在線監測，并通過數據采集處理系統生成圖譜、環保報表，可將數據遠傳至各級環保部門。系統按工業型標準設計，有大量的成功案例。
系統組成
  一個完整的CEMS主要包括顆粒物監測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣排放參數監測子系統、系統控制及數據采集處理子系統、氣源電源通訊等輔助設施子系統。
主要功能
　　顆粒物監測子系統主要對煙氣中的煙塵濁度進行監測，并通過試驗標定轉換為煙氣濃度參數。氣態污染物監測子系統主要對煙氣中SO2、NOx、CO、CO2的濃度進行監測，常見的分析原理為紅外吸收法（或紫外吸收法）。煙氣排放參數監測子系統主要測試煙氣溫度、流速、壓力、濕度、氧量等參數，通過流速可以得出煙氣流量，同時根據煙氣溫度、壓力、濕度得出標準干煙氣量，通過氧量將濃度換算為規定過剩空氣系數下的濃度。系統控制子系統主要對反吹、采樣進行控制，數據采集處理子系統對信號采集、進行數據處理并生成報表等。氣源為系統提供反吹氣體，電源為系統提供相應電壓等級的電能，通訊系統進行模/數轉換及數據通信等。
設備選型應注意的問題
　　目前各電廠安裝的CEMS系統均由設備廠家全權負責，已安裝的CEMS系統不能正常投運的重要原因之一是CEMS選型中存在著各種不完善之處，因此選型時應有針對性地從源頭進行質量控制。
監測參數應實用、全面
　　標準的監測參數主要有8個，包括3個污染物參數（SO2、NOx、煙塵），3個濕流量參數（流速、溫度、壓力），2個換算參數（換算干基的濕度、折算濃度的氧量）。
　　CEMS系統至少應包括上述8個參數，但是在實際中，設備廠家為了降低成本，在實際投標中少一個或幾個參數的情況時有發生，例如沒有濕度測量裝置而規定一個數值，甚至部分系統沒有氧量測量裝置而人為地輸入一個值，這都不能真實反映煙氣中實際污染物的濃度值。而有的系統又多增加設備以測量參數，如目前流量計大多都有測量煙氣溫度參數的功能，而在CEMS系統中又額外增加熱電偶來測量溫度，增加了設備投資。
聯鎖保護及報警系統應完善
　　有的設備廠家為了能中標，在標書中將各種聯鎖保護功能加入很多，報警功能也很多，但在實施中根本未實現，或有些報警系統根本不需要。例如：當采樣管線堵塞時樣氣流量降低造成采樣泵負荷加大，系統在無低流量報警或有低流量報警而無停泵聯鎖時，泵長期在低流量下運行而損壞。
儀表量程及校準用標準氣應根據實際情況選用
　　某些煙氣分析儀表未結合實際選定量程。在已經安裝CEMS系統的電廠，出現某些煙氣分析儀表因SO2量程選擇偏低而無法正常監測污染物濃度的問題，或某些分析儀表量程選擇偏高，如對于某些CFB鍋爐煙氣中NOx濃度較低，一般為100 mg/m3（標準狀態下）左右，而分析儀表選擇的量程又偏大而造成監測精度不高。
　　對于校準用的標準氣濃度，一般應選滿量程的70%～100%，而部分電廠標準氣濃度選擇過低或過高。如選擇過低則降低了系統值的準確性，過高時又根本無法用此標氣進行標定。
系統監視畫面及組態
　　由于CEMS標準中并未對上位機中的監視畫面做出具體、詳細的規定，所以各個設備廠家設計的CEMS的畫面水平差異很大。數據處理系統采用高級語言編程或采用組態軟件，兩種方式各有優劣：采用高級語言編程方式報表功能較強，但當系統配置變化時軟件修改不方便;采用組態軟件對配置變化后重新組態及修改非常方便,但對于相關標準要求的報表功能相當弱化。故應根據實際情況選擇合適的方式。
安裝與調試
　　安裝及調試質量是CEMS良好運行的基本保障。安裝主要包括煙道處的現場安裝及CEMS上位機間的安裝兩部分。現場的主要煙道上安裝濁度儀、煙氣采樣器、流量計或氧量計等，但由于現場條件比較惡劣，所以應根據現場情況將各設備安裝牢固、合理布局。CEMS間內主要安裝機柜、電源箱、上位機監視系統及標準氣等。在安裝中，還應注意煙氣采樣儀、煙塵濁度儀以及流量計等的安裝位置、安裝角度等。如對于煙氣采樣儀，當為水平煙道時，安裝采樣槍時應向下傾斜一定的角度，并順向煙氣流的方向。對于煙塵濁度儀，由于采用一條線處的濁度來代表整個采樣斷面的濁度，要根據煙道具體情況來確定。當煙道為垂直矩形煙道時安裝要求較低；若煙道為水平煙道，則一定要考慮煙塵的自然沉降對測試帶來的影響，一般根據經驗選于煙道的中下部。除安裝位置外，采樣管線的懸吊、電氣接線、控制接線等也均應按相關標準進行，如某些電廠系統中的電源線與控制線布于同一根電纜內，這不僅會對控制信號產生干擾，還會帶來較大的安全問題，這是嚴格禁止的。
調試
　　主要對氣路系統、電氣系統及控制通訊系統進行調試。應保證氣路內通暢、無雜物、無漏氣，采樣泵運行正常，采樣流量正常、可調，伴熱采樣線加熱正常，采樣器加熱正常。電源及控制系統查線后分體試上電，進行控制及通訊系統的調試。各部分調試完畢后應消缺，對分析儀校零、校標，系統通樣氣試運。
驗收
　　系統安裝調試完畢后必須經過電廠等相關單位的驗收，使系統能夠正常移交使用單位。除了以上層面的驗收外，為保證設備的可用、實用，還需要對系統進行相應的標定或比對驗收，即單個在線監測分析儀表雖然經計量檢定，但系統仍是常規表計及相應輔助設備的整體，還需要經過標定及比對試驗才能夠反映煙氣中污染物的真實值。例如煙塵數據只是以百分比表示的濁度信號，不能反映出真實的排放濃度，還應通過至少3個工況的比對試驗，以標出濁度與濃度之間的關系。并且，煙氣污染物監測也應經標準氣校準后的數據與標準中規定的方法進行比對，以保證測試數據的準確性。
運行與維護
　　運行即系統的啟動、投運與停機。系統啟動前首先應投入采樣器加熱與伴熱采樣線加熱，達到要求的溫度后才能啟動機柜電源，以消除低溫腐蝕和由于溫度低樣氣含濕引起監測數據的不準，甚至由于過高濕分的煙氣進入分析儀表造成儀表的損壞。正常投運后，應根據鍋爐及電除塵器的運行狀態對CEMS系統運行方式進行調整，如當鍋爐投油時，均應將煙塵、煙氣采樣裝置從采樣狀態切換到反吹狀態；當電除塵器運行不佳或鍋爐吹灰時，煙塵、煙氣采樣裝置也應切換到反吹狀態。根據季節的不同，可調整伴熱線的溫控裝置以調節伴熱溫度。另外，運行中還應注意分析儀表等設備的運行狀態以及監測數據的正常合理性，為維護打下基礎。當系統需停機時，不應直接關閉電源，而應該按關機程序進行關機：先將采樣氣路排空，用壓縮空氣對伴熱采樣線進行反吹以清除管線內的殘余氣體，關閉氣路入口，關閉系統電源。對于煙塵采樣系統中的反吹氣系統，應根據實際情況維持鏡片清洗或停運。
維護
　　主要應對超細過濾器、蠕動泵、氣體流量計、采樣泵、采樣器、伴熱線加熱及溫控裝置、反吹系統進行維護，以保證CEMS正常、穩定運行。對于過濾器，應根據煙道內含塵濃度的狀況及時更換。對蠕動泵應檢查其連續運轉及排水狀況。根據氣體流量計顯示的流量變化判斷采樣泵的抽力情況，并根據需要更換泵膜。總之，應加強CEMS各部分的維護，使問題解決在萌芽狀態。
結束語
　　陜西卓宇佳創儀器儀表有限公司的JC-6000型CEMS煙氣污染物在線監測系統提供了監測煙氣中污染物的簡便、有效的方法，在煙氣脫硫系統中是環保設備，目前已安裝的CEMS大都正常投運。以上對CEMS的選型、安裝、調試、運行、維護等幾個關鍵質量控制因素進行了經驗性闡述，以減少CEMS運行故障，為系統良好運行打下基礎。