烟气自动监测系统常见问题检查及解决方法

    固定污染源烟气自动监测系统又称烟气排放连续监测系统（CEMS），是在一些特定地点设置监测子站（又称现场机），配置监测仪器，实现对重点污染企业排污口废气的实时监测，做到全天候自动监测和初步处理各项所需的污染指标，并将监测数据即时传送信息监控平台（又称上位机）进行数据汇总和处理，达到远程监视污染源排污目的的自动监测系统。

1  污染源烟气自动监测系统

污染源烟气自动监测系统可以实时、连续监测烟气排放流量、流速、烟气中的颗粒物浓度、二氧化硫、氮氧化物等气态污染物浓度和辅助参数（烟温、流速、压力、湿度、含氧量等）。污染源烟气自动监测系统由颗粒物监测子系统，气态污染物监测子系统，烟气排放参数测量子系统，数据采集、传输与处理子系统等组成。颗粒物监测子系统主要监测烟气中的烟尘浊度，并通过试验标定转换为烟气浓度参数，监测方法有激光透射法、激光反射法和电荷感应法；气态污染物监测子系统主要监测SO₂、NO_x、CO等污染物浓度，监测方法有直接抽取法、稀释法、电化学法，分析原理有红外吸收法、紫外吸收法等；烟气排放参数监测子系统主要测试烟气温度、流速、压力、湿度和氧量等，通过流速得出烟气流量，同时，根据烟气温度、压力、湿度得出标准干烟气量，利用氧量将浓度换算为规定过剩空气系数下的浓度。数据采集、传输和处理子系统采集信号、处理数据，生成报表，并实时传输上述数据。

2  常见问题及其解决方法

现场检查、比对、测量大量固定污染源发现，污染源烟气自动监测系统主要存在以下问题。

2.1  排放口采样点安装位置不符合要求

排放口采样点安装位置不符合要求，比如直管比较短，安装在弯头、阀门、变径管附近，导致监测数据没有代表性，特别是流量等辅助参数的监测结果。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：现场观察或者测量污染源排放烟道是否有符合要求的测量位置，将测量位置移至符合要求处（对于颗粒物CEMS，应将测量位置设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍烟道直径，并且距以上部件上游方向不小于2倍烟道直径的位置；对于气态CEMS，应将测量位置设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于2倍烟道直径，并且距以上部件上游方向不小于0.5倍烟道直径的位置。对于矩形烟道，其当量直径D＝2AB/（A＋B），式中A和B为边长）。对不符合规范要求的烟道，尽量选择安装在气流稳定的断面，并根据烟气排放连续监测系统基本信息，比如流速量程、速度场系数、风机风量等，计算理论风量，然后通过模拟试验校准实测风量。

2.2  部分管线倾斜度不符合要求

采用直接抽取法时，采样管线部分倾斜度不符合要求（不得小于5°）或有弯管（比如U形段或者L形段），导致管内有液态冷凝水，造成气态污染物测量结果偏低。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：现场观察采样管线，重新安装采样管线倾斜度不符合要求的部分，使其倾斜度大于5°，有弯管部分安装成直管。

2.3  管线破损

管线有破损，有稀释空气进入，或者人为接入稀释气体，导致监测数据偏低。针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：观察含氧量、二氧化硫、氮氧化物等历史数据是否有异样，如果有异样，就逐段排查采样管道，更换有破损的采样管道，或者封闭人为稀释口。

2.4  采样管线未全程伴热

采用直接抽取法时，采样管线未全程伴热，采样管出口处温度过低或者部分管道温差比较大，烟气结露，管道内冷凝水比较多，导致气态污染物测量结果偏低，并且容易腐蚀设备。针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：检查采样管出口处有无结露现象，采样管线有无裸露、有无明显的温差。如果有上述情况，应逐段排查采样管线，将未伴热管线伴热，更换有破损的管线。

2.5  监控站房与排放口采样点距离过长

采用直接抽取法时，监控站房与排放口的采样点距离过长，使得采样管出口处温度过低，烟气结露成水滴，形成冷凝水，造成气态污染物测量结果偏低，并且容易腐蚀设备。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：现场观察或者测量监控站房与排放口采样点的距离（应小于50 m）是否符合要求。如果监控站房与排放口采样点距离超过规定距离，应加强采样管道的加热，确保烟气进入冷凝器以前不结露。

2.6  采样探头或采样管线伴热温度低于要求

采用直接抽取法时，采样探头或采样管线伴热温度低于仪器设备要求，一方面，使得部分管道温差比较大，烟气结露，管道内冷凝水比较多，导致气态污染物测量结果偏低，腐蚀设备，甚至报警停运或冷凝水进入设备导致仪器停运；另一方面，会使得颗粒物聚集，堵塞探头和管道。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：观察采样头加热温度(一般不低于160 ℃，对于垃圾焚烧尾气等露点温度比较高的烟气，不低于180 ℃）和管道伴热温度（一般不低于120 ℃）是否符合要求；检查采样管出口处有无结露现象，采样管线温度是否异常。如果有上述情况，应更换采样探头或采样管道加热装置。

2.7  冷凝器冷凝温度过高或过低

冷凝温度过高，导致烟气中的水分不能全部析出，损坏分析设备，数据成无规律变化；冷凝温度过低，尤其是温度低于0 ℃时，可能导致冷凝管排水口结冰，无法正常排水，损坏分析设备。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：检查冷凝器是否正常，观察冷凝器显示的温度（一般冷凝温度应在3～5 ℃）。如果冷凝器损坏，就更换冷凝器，如果冷凝器正常，就按照相关要求合理设置冷凝温度。

2.8  量程设置不当

如果量程设置过低，当实际监测浓度高于量程时，测量数据无效；如果量程设置过高，分析误差将变大，特别是排放浓度比较低时，无法保证仪器测量的准确度满足要求。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：查阅历史数据，对照设置的量程，看是否经常超出量程；用接近烟气实际排放浓度和设置量程的标准气体分别验证，看测量误差是否符合要求。如果经常有超出设置量程的数据出现，或者测量误差不符合要求，应根据规范要求重新设置测量量程（一般设置为排放源最大允许排放浓度的1～2倍）。

2.9  基本参数设置错误

在实际工作过程中，基本参数设置错误主要有以下几种情况：将大气压设置成标准大气压，而不是污染源烟气自动监测系统所在地的实际大气压；将烟道截面积设置成烟囱直径；将气态污染物监测因子体积浓度与质量浓度转换系数设置错误等。

针对这种情况，具体的检查办法和解决方法是：逐项核查基本参数，及时更正错误或者不准确的参数。

3  结束语

在污染源自动监测系统设备正常运行时，其所提供的实时监测数据是环境保护部门进行排污申报核定、排污许可证发放、总量控制、环境统计、排污费征收和现场环境执法等环境监督管理的重要依据。因此，其监测数据的准确性、代表性对环境保护监督管理和决策具有极其重要的意义。但是，其常见问题的解决又是决定监测数据准确性和代表性的根本保障。所以，做好污染源自动监测系统的安装和日常维护工作具有非常重要的现实意义。

参考文献：

［1］黄福波，王日东，徐辉.污染源在线监测及运营管理存在的问题分析［J］.环境保护科学，2012（04）：74-77.

［2］张布伟.固定污染源烟气自动监测系统（CEMS）比对监测质量保证措施探讨［J］.中国高新技术企业，2014（25）：88-89.

［3］宋国升，陈秋，杨杰，等.火电厂烟气污染物在线监测系统论述［J］.河北电力技术，2005，24（2）：49-50，54.

［4］上海市环境监测中心，中国环境监测总站，中日友好环境保护中心.HJ/T 75—2007 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）［S］.北京：环境科学出版社，2007.

［5］中国环境监测总站，上海市环境监测中心，国家环保总局信息中心.HJ/T 76—2007 固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）［S］.北京：环境科学出版社，2007.

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〔编辑：白洁〕