非电行业CEMS烟气在线监测系统选型须知

随着非电行业超低排放和深度治理的逐步深入，CEMS烟气在线监测已经在非电行业的应用越来越多，电力行业因其生产设施相对稳定，治理设施技术路线比较成熟，CEMS在选型和设计中积累的经验相对较多，实际运行中出现的问题也相对较少。非电行业由于涉及行业较多，不同行业具有不同的排放特征，常规设计的CEMS在非电行业应用中出现的问题越来越多，部分行业安装的CEMS已经不能满足对该工艺工况下排放的监测。针对非电行业的排放特征及在线监测运行中的问题，本文针对非电行业CEMS选型和运行中的注意事项进行归纳分析。

非电行业特点

    非电行业是指除电力以外的工业企业，涉及燃煤/气/醇基/生物质锅炉、钢铁、焦化、玻璃、水泥、砖瓦窑、电解铝、白灰窑、耐材、铸造等行业。非电行业（钢铁除外）普遍存在污染物排放浓度偏低，排放流量小，排放污染物种类多，部分行业特征污染物浓度较高，生产设施易启停，工艺工况条件较差，治理设施工艺技术路线尚未成熟，生产和治理设施自动化控制水平较低，排污企业对环保治理重视程度不足，非电行业企业生产的产品涉及日常生活和工业生产的各个领域，部分企业在行业内有一定的影响力。非电行业排放深度治理和在线监测是非电行业超低排放的关键。

非电行业CEMS应用中存在的问题

     1. 量程选择不合理，设备采用量程过大或者过小，测量数据准确度误差较大，或者测量*大量程小于排放标准，形成在线监测设备不正常运行或者疑似造假的嫌疑；比如水泥行业窑尾烟气监测采用分析仪二氧化硫量程为0-2500ppm,排放标准为50mg/m3，正常情况下排放二氧化硫浓度在50mg/m3以下，CEMS测量数据一直为零。

     2.分析仪原理选择不合理，造成CEMS测量数据不能真实反应工况。部分行业实现低氮燃烧后烟气中CO 和脱硝逃逸氨浓度较高，CEMS氧含量的监测采用热湿法氧化锆测量，造成测量氧量数据不符合实际工艺逻辑，氧化锆经常性的损坏；化工或者焦化行业受生产工艺变化影响，部分时间段排放烟气中含有高浓度的HC化合物，分析仪采用非发散红外吸收法原理测量时，易产生干扰，造成测量数据偏差较大。

     3. CEMS测量方式或预处理设计不合理，形成的数据失真或者故障率增加。平板玻璃熔窑原烟气中含有HF、HCl等腐蚀性气体，采用冷干法测量时烟气中强腐蚀性气体易被冷凝吸附或溶解在冷凝水中，对采样管路、预处理及分析仪形成腐蚀，无法长期稳定监测；采用氨脱硝和湿法脱硫场合，冷干法CEMS预处理内易形成氨和水对待测组分的吸附，形成测量误差，热湿法CEMS由于烟气水含有铵盐，加热后易形成结晶堵塞采样系统，维护量较大，数据偏差较大。

    4.治理设施未达到超低排放水平，使用超低排放颗粒物监测设备，造成颗粒物监测设备经常性堵塞、污染故障；湿法脱硫后烟气中水分较大，采用常规原位式激光后散射法设备，测量数据不能反应工艺逻辑，数据长期在较小范围内波动，甚至不波动；部分行业治理设施改造后，一次颗粒物排放达标，二次颗粒物排放异常高，常规和超低颗粒物在线监测设备无法进行合理有效的表征测量。

CEMS选型常规关注项目

    1.测量参数、量程和排放标准。CEMS设备厂家或供应商在对拟安装的在线监测设备进行选型时，首先要确定监测参数、量程和企业的排放标准，这些应该是销售人员或者售前技术人员要了解的基本信息。以便根据以上数据确定设备的量程，是常规设备还是超低设备，同时也是设备报价差异的重要因素。

    2.现场工况条件（如烟气温度、压力、湿度，正常情况下污染物和工况参数的*大值、*小值和平均值），是否需要折算或上传，监测数据的用处等；排气筒材质、尺寸及高度，安装平台及测量孔位情况，采样管路铺设、气源、站房及辅助设施、电源配置情况等安装基本条件。这些是CEMS安装、运行的基本保障条件，也是销售和售前技术人员经常关注的项目，销售和售前人员对以上项目的关注深度和广度，关系以后在线监测设备安装规范性和设备运行故障率。

    3.治理设施和监测数据的相关情况。主要表现在脱硝、除尘和脱硫方法和原理，治理设施布置顺序，在线监测在治理设施中的安装位置，以及在线监测数据对外通讯的形式和方式，DCS通讯参数和环保数据上传联网协议等；在线监测数据在治理设施控制中的作用，是否采用自动联锁控制等。此类项目更有助于优化和完善在线监测设备的功能和使用，部分销售人员对治理设施情况不是很重视，易在运行中形成较多问题。

非电行业CEMS选型应特别关注项目

    1.行业类别和生产产品，尤其是关注窑炉及治理设施的运行情况的逻辑性。部分行业的生产具备周期性和规律性，排放污染物和烟气参数具有规律性，生产设备和治理设施控制不协调易形成超标异常的情况，对后端治理设施和监测设备形成较大冲击和影响，甚至是破坏性的损坏。

    2.生产原料及排放烟气中的干扰物质对在线监测设备形成的污染、损坏或者数据失真等情况；尤其是应关注存在氨脱硝场合氨逃逸对监测的影响，湿法脱硫中水及水溶性离子对监测设备形成的数据及腐蚀影响，涉VOC原辅料及低氮燃烧烟气中HC化合物对光学仪器原理的干扰以及采样系统的堵塞。

    3.在线设备在该行业中应用的常见问题。应关注与所选择设备原理或者方法一致或相似的设备在同行业的应用情况，运行中生产对在线监测设备正常运行形成的干扰和误差，以及维护情况，在线监测经常性出现的问题，一定程度上反应了该在线监测设备对所在行业的适用性。

在线监测选型注意事项

    1.排污单位、设备供应商和设备厂家应充分进行沟通，并现场实际踏勘工艺工况，排污单位应积极主动向供应商或厂家介绍工艺工况，如实向选型人员提供工艺中经常出现的问题和控制指标参数，或者其他影响因素，认真填写现场信息调查表；供应商和设备厂家对设备选型负责，排污单位提供现场相关参数数据后，供应商应向排污单位提供在线监测设备选型方案，方案中明确现场工艺和存在问题的解决办法，应向排污单位提供选型报告和设计文件，并对其提供的设备选型负责。

    2.排污单位、供应商和设备厂家在在线设备选购时，应将设备性能指标和现场适用性放在首位，摈弃低价降低性能指标的理念。

    3.选型时应将在线监测对生产和治理设施的监测控制放在首位，在线监测是指导生产和治理设施的工具，切莫为了达标或者应付环保工作而在在线监测选型上做手脚。

    4.选型中应明确选用CEMS测量方法（热湿、冷干或者稀释法）在该行业中应用的优势和缺点，并对其他方法的优缺点进行比较描述。分析仪采用紫外、红外方法的利弊，尤其是烟气中可能存在的背景气对测量原理的干扰进行分析或者数据量化；对预处理（加酸冷凝器或者渗透除水）应用中的效果和存在的问题进行分析研判，提出维护周期或者运行中的注意事项；对设备整体选型设计进行量化评价和行业内专家评审。

    5.颗粒物监测设备选型时应充分考虑治理设施对颗粒物监测方法的影响（原位式测量/抽取式测量、前散射/后散射、光学/电荷法），同时应考虑监测方法和原理对生产和治理设施的变化响应情况，做到监测数据反应生产和治理设施趋势逻辑。

    6.流速监测设备选型时应注意正常情况下烟气流速，差压式单点测量流速不易用于流速较低的场合或颗粒物浓度、水滴含量较高的场合，烟气中含易凝结性有机物的场合不易采用热平衡法或超声法流量监测，烟道面积较大直管段不满足的要求时，易采用全截面式流量测量。

    7.湿度测量选型时应充分考虑烟气中还原性物质、腐蚀性物质以及液态水对传感器的影响，在工况较好的场合易采用原位式湿度测量，液态水含量较大的场合，易采用抽取式湿度进行监测；湿度选型时还应综合考虑治理实施治理情况和在线监测设备改造升级情况，尤其是注意CEMS预处理改造对湿度监测的影响。采用湿度对治理设施进行联锁控制的场合尽量采用原位式测量，以降低传输过程对湿度的损失和响应时间的滞后。

山东新泽仪器有限公司的烟气在线监测系统，所有探头、采样系统部件都采用耐腐蚀材料，其中，探头材质为特种耐酸不锈钢(316L) 、过滤器材质为陶瓷、采样伴热管线为特别定制的Φ8聚四氟乙烯伴热管。取样探头通过加热器加热到120℃～150℃，防止样气在经过取样探头后，产生冷凝水。来自采样探头的样气经高温伴热管线，通过三级过滤器除尘，经过两级冷凝系统除水后直接进入分析仪内测量。保证气体测量的精准性，设备的耐用性！lm