文章導讀
煙氣排放是環境監測的重要組成部分，直接關系到空氣品質和生态健康。為了滿足環保要求，煙氣CEMS線上監測系統廣泛應用于各種工業生産過程，實時監測和監控煙氣排放。然而，在實際運作中，煙氣CEMS線上監測系統可能會遇到各種問題。本文将彙總并分析這些常見問題，同時提出相應的規範要求和核查方法，以保障系統的正常運作和資料的準确性。
采樣和預處理單元
1.1采樣點位
常見問題1：
流速和顆粒物采樣點位于煙道彎頭、閥門、變徑管處、彎道或前後直管段不足。
影響：
這些位置流場不穩定，流速和顆粒物濃度無規律劇烈波動。
規範要求：
1.應優先選擇在垂直管段和煙道負壓區域。
2.距彎頭、閥門、變徑管下遊方向不小于4倍煙道直徑，距上述部件上遊方向不小于兩倍煙道直徑處（HJ/T75—2007）。
核查方法：
現場觀察。
備注：采樣點位對氣态污染物的影響較小，但也應盡量滿足HJ/T75—2007規範中“距彎頭、閥門、變徑管下遊方向不小于兩倍煙道直徑，以及距上述部件上遊方向不小于0.5倍煙道直徑處”的要求。
常見問題2：
采樣點設定在淨煙道，但旁路煙道未安裝煙氣流量和煙溫監測裝置。
影響：
旁路開啟情況無法有效監控。
規範要求：
1.固定污染源煙氣淨化裝置設定有旁路煙道時，應在旁路煙道内安裝煙氣流量連續計量裝置（HJ/T75—2007）。
2.應在旁路煙道加裝煙氣溫度和流量采樣裝置（環辦〔2009〕8号）。
核查方法：
1.現場觀察旁路煙道是否安裝了流量和煙溫測量裝置。
2.開啟旁路，觀察DCS和CEMS上流量和煙溫變化情況，淨煙道流量應下降，旁路流量應上升，旁路煙溫應接近原煙氣溫度。
備注：目前，許多燃煤電廠不設旁路或已取消旁路，不存在此問題。但燒結機脫硫等仍設有旁路，需予以關注。
常見問題3：
參比方法采樣孔設定在CEMS采樣孔上遊，或距離CEMS采樣孔較遠。
影響：
測定結果可比性差。
規範要求：
在煙氣CEMS監測斷面下遊應預留參比方法采樣孔，采樣孔數目及采樣平台等按《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣态污染物采樣方法》要求确定，以供參比方法測試使用。在互不影響測量的前提下，應盡可能靠近（HJ/T75—2007）。
核查方法：
現場觀察。
備注：參比方法采樣孔與CEMS采樣孔距離一般控制在1米以内。
常見問題4：
顆粒物采樣孔設在氣态污染物采樣孔的上遊。
影響：
顆粒物監測時需連續吹掃，吹掃空氣會使氣态污染物被稀釋，監測結果偏低。
核查方法：
現場觀察。
備注：采樣孔的正确布置順序為：沿煙氣流動方向，依次布置氣态污染物、溫度壓力流速、顆粒物采樣孔。互相距離不小于0.5米。
1.2采樣管路
常見問題1：
1.采樣管線未全程伴熱。
2.采樣探頭加熱溫度或采樣管線伴熱溫度不足。
影響：
導緻采樣管内煙氣溫度低于露點，水汽結露，二氧化硫溶于水中，加大測量誤差，使測定結果偏低
核查方法：
1.觀察采樣管線，是否全程伴熱。
2.用手觸碰采樣管線，感覺是否有溫度異常偏低的部分。
3.檢查采樣管兩端，恒功率伴熱管是否預留1米伴熱帶。
4.檢查探頭加熱溫度（溫度顯示儀表在采樣探頭旁或分析儀機櫃内），一般加熱溫度不低于160℃。
5.檢查伴熱管伴熱溫度（溫度顯示儀表在分析儀機櫃内），一般伴熱溫度不低于120℃。
備注：
1.隻有完全抽取法（包括熱濕法和冷幹法）儀器使用伴熱管。稀釋抽取法不需要伴熱，但探頭需要加熱。
2.采樣探頭加熱溫度和伴熱管伴熱溫度需根據煙氣露點溫度确定，必須保證能夠将煙氣加熱到露點溫度以上。對垃圾焚燒尾氣等露點溫度較高的煙氣，采樣探頭加熱溫度和伴熱管溫度宜設定更高的溫度，一般不低于180℃。
3.根據對某型伴熱管實際試驗，裸露管段長在30厘米時，煙氣溫度降低可達70℃左右；裸露管段長在60厘米時，可達90℃左右。也就是說，裸露管段長度超過60厘米時，煙氣溫度已經降低至接近室溫。在此過程中，将産生大量冷凝水，吸收煙氣中的二氧化硫，使測定結果偏低。在二氧化硫濃度較低時，對測定結果的影響更大（如普通濕法脫硫煙氣濃度低于50ppm時，二氧化硫損失率可達10%甚至更高）。是以，在安裝過程中，應盡量縮短采樣管裸露管段的長度。
常見問題2：
采樣管形成U型管段。
影響：
冷凝水易蓄積在U型管段，加大測量誤差，使氣态污染物測定結果偏低。
核查方法：
現場觀察。
1.3預處理
常見問題1：
顆粒物測量儀鏡片、氣态污染物采樣探頭、皮托管探頭未正常反吹。
影響：
不正常反吹将導緻顆粒物測試儀鏡片污染，使濃度偏大；氣态污染物采樣探頭和皮托管探頭堵塞，資料異常，嚴重時裝置無法運作。
核查方法：
1.觀察平台上顆粒物測量儀反吹風機葉片是否轉動，聽風機是否有運轉的聲音，用手感覺風機是否振動，判斷風機是否正常運作。
2.觀察平台上氣态污染物探頭和皮托管探頭反吹管是否正常連接配接，平台上反吹氣閥門是否打開。
3.觀察監測站房内或平台上反吹氣源壓力表，壓力一般在0.4~0.7MPa。
備注：
1.需反吹的部件包括3個：顆粒物測量儀鏡片、氣态污染物采樣探頭、皮托管探頭。
2.顆粒物測量儀鏡片采用連續反吹。
3.氣态污染物采樣探頭、皮托管探頭為脈沖式反吹，反吹周期一般為4~8小時，每次反吹時間為2~5分鐘。
4.氣态污染物探頭反吹時，二氧化硫和氮氧化物濃度降低，氧含量增高。
5.皮托管全壓反吹時，壓力顯示為滿量程。靜壓反吹時，壓力顯示為零。
6.目前一般均對反吹時資料進行了屏蔽。如屏蔽，在CEMS和DCS曆史資料中查詢分鐘資料時，可觀察到反吹期間濃度、流速保持一固定值（如前5分鐘均值）。如未屏蔽，可觀察到有二氧化硫和氮氧化物濃度、流速（靜壓反吹）周期性波谷，氧含量、流速（全壓反吹）周期性波峰。
7.反吹氣源一般由監測站房内的空壓機提供，壓縮空氣經管路輸送至平台後分3路，分别供給顆粒物測量儀鏡片、氣态污染物采樣探頭、皮托管探頭進行反吹。
部分企業有自備氣源，不需配備空壓機。部分顆粒物測量儀鏡片吹掃由平台上風機直接反吹。反吹氣源壓力在0.4~0.7MPa。
常見問題2：
氣态污染物采樣探頭内濾芯、預處理機櫃内濾芯長期未更換，導緻濾芯失效。
影響：
濾芯堵塞，導緻采樣流量降低，嚴重時裝置無法運作。
規範要求：
一般不超過3個月更換一次采樣探頭濾芯（HJ/T76—2007）。
核查方法：
1.檢視氣态污染物采樣探頭濾芯表面是否粉塵過大。
2.檢視機櫃濾芯是否變形、變色，表面有無大量粉塵。
備注：被測氣體進入分析儀表前，需過濾去除粉塵和水蒸氣，依次為：氣态污染物采樣探頭内的陶瓷或不鏽鋼過濾器，預處理機櫃内1~2處過濾器。正常情況下，分析儀采樣流量一般在1~2L/分鐘。
常見問題3：
1.冷凝器冷凝溫度過高或過低。
2.冷凝溫度不穩定。
影響：
1.冷凝溫度過高，導緻煙氣中的水分不能充分析出，分析儀表損壞。
2.冷凝溫度過低，尤其在低于0℃時，可能會導緻冷凝管排水口結冰，無法正常排水。
核查方法：
1.檢視冷凝器上的顯示溫度，一般冷凝溫度應在3~5℃。
2.觀察抽氣泵，如果除濕不好，抽氣泵易腐蝕。
備注：完全抽取法測量氣态污染物一般包括冷幹法和熱濕法兩類，國内應用的主要是冷幹法儀器。隻有冷幹法儀器才需要使用冷凝器，目的是使煙氣中的水分迅速結露冷凝析出。熱濕法儀器和稀釋法儀器不需要冷凝器。
常見問題4：
1.冷凝器排水蠕動泵泵管老化。
2.蠕動泵損壞。
3、蠕動泵洩漏。
影響：
冷凝水無法正常排出，嚴重時導緻冷凝器不能正常工作。
規範要求：
每3個月至少檢查一次氣态污染物CEMS的過濾器、采樣探頭和管路的結灰和冷凝水情況、氣體冷卻部件、轉換器、泵膜老化狀态（HJ/T75—2007）。
核查方法：
1.檢視蠕動泵電機是否按辨別方向轉動，觀察蠕動泵管是否有水柱順利排出。
2.查閱運維記錄，檢查是否定期更換蠕動泵管（一般3個月至少更換一次）。
3.将蠕動泵管拆卸下來，觀察其是否有裂紋、能否恢複原狀。如拆卸後不能恢複原狀、泵管表面有裂紋，則需要更換。
分析單元
目前，國家标準中僅規定了調試檢測期間判定CEMS是否合格的技術名額，定期校準、定期校驗以及不定期比對監測期間判定資料是否失控的技術名額，但未明确日常檢查中判定CEMS系統資料是否準确的方法和技術名額。在日常檢查中，受時間、裝置等限制，一般不采用參比方法對氣态污染物進行比對監測，而是參考HJ/T76—2007第5.8.2條“氣态污染物CEMS（含O2或CO2）主要技術名額”作為判定标準，即：相對誤差不超過±5%，響應時間不大于200秒，零點漂移和量程漂移不超過滿量程的±2.5%。對顆粒物和流速準确性的判定，必須采用參比方法，在日常檢查時一般不具備比對監測的條件。是以，檢查重點應放在裝置實際狀況。對顆粒物，重點檢查光路是否準直、光學鏡面是否清潔、安裝位置是否劇烈振動；對流速/流量，重點檢查安裝位置是否合理、探頭是否堵塞。
在用參比方法測定二氧化硫時，要注意一氧化碳對測定儀器的幹擾。試驗表明，一氧化碳對電化學原理測定二氧化硫的儀器有較大程度的正幹擾，對CEMS系統基本無影響。用國内某型電化學法儀器和國外某型光學法儀器進行比對，煙氣中4000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫産生606mg/m3正幹擾，8000ppm一氧化碳會對電化學二氧化硫産生1170mg/m3正幹擾。鋼鐵廠、焦化廠煙氣中一氧化碳濃度在5000ppm以上，垃圾焚燒廢氣一氧化碳含量在3000ppm左右，在二氧化硫比對監測時，應注意一氧化碳的幹擾。
常見問題1：
儀器未及時進行校準或校驗。
影響：
測量誤差增大，降低儀器準确度，嚴重時儀器精度無法滿足标準要求。
規範要求：
對現有儀器，一般應該滿足：
1.零點校準：氣态污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）24小時一次；顆粒物和流速每3個月一次。
2.跨度校準：氣态污染物（二氧化硫、氮氧化物和氧）15天一次；顆粒物和流速每3個月一次。
3.全系統校準：抽取式氣态污染物CEMS每3個月至少進行一次全系統校準，要求零氣和标準氣體與樣品氣體通過的路徑（如采樣探頭、過濾器、洗滌器、調節器）一緻，進行零點和跨度、線性誤差和響應時間的檢測。
4.定期校驗：每6個月一次（HJ/T75—2007）。
核查方法：
1.對氣态污染物，現場測定零點漂移和跨度漂移，應不超過±2.5%F.S.。
2.如零點漂移和跨度漂移符合要求，則用接近被測氣體濃度的标準氣體進行全系統檢驗，誤差不超過±5%。
3.檢視CEMS或DCS中校準和校驗期間的曆史資料，如未屏蔽，則應能夠找到相應的濃度值。如已屏蔽，則應保持一固定值。
備注：跨度漂移即為量程漂移。
常見問題2：
量程設定過高或過低。
影響：
1.量程設定過高，測量的煙氣實際濃度遠低于測量量程時（如低于20%），可能導緻測量誤差過大，影響資料的準确性。
2.量程設定過低，煙氣實際濃度超過量程上限時，測量資料無效，排放情況無法得到有效監控。
核查方法：
1.查閱儀表曆史資料，觀察污染物實際排放濃度範圍。
2.通常，實際排放濃度應該在量程的20～80%範圍内。
3.如實際排放濃度低于量程的20%，通入與實際排放濃度接近的标準氣體進行測定，相對誤差應不超過±5%。
4.觀察曆史資料中是否經常發生超出儀器量程範圍的資料。
常見問題3：
采用修改測量儀器标準曲線的斜率和截距、不正确設定校準系數、設定資料上下限等方式，對測定資料進行修飾。
影響：
人為作假，資料不真實。
核查方法：
分别用低、中、高濃度的标準氣體進行全系統檢驗，誤差不超過±5%。
常見問題4：
标氣實際濃度與儀器設定的标氣濃度不一緻。
影響：
1.如果标氣實際濃度低于儀器設定濃度，将使實際測定濃度接近等比例增高。
2.如果标氣實際濃度高于儀器設定濃度，将使實際測定濃度接近等比例降低。如儀器設定的标氣濃度為1000ppm，但标氣的實際濃度為2000ppm，實際濃度為500ppm，則測定結果将顯示為250ppm。
核查方法：
1.使用自備标準氣體進行測定，相對誤差應不超過±5%。
2.使用快速測定儀或将現場标氣帶回實驗室測定，其濃度應與儀器設定的标氣濃度一緻。
來源：環境知識