CEMS的主要作用

(1)监控污染物排放。安装在净化装置后的CEMS,监控净化装置除去污染物的效果,应用监测结果判断是否符合排放标准,答复公众关心排污的问题,满足环境管理的需要。

(2)改善和优化生产过程。用于指导生产,改善和优化生产过程,降低控制装置的运行费用。

(3)提供核定污染物排放种类和数量的依据。CEMS数据能够为核定污染物排放种类、数量提供依据,用于排污收费、总量控制、制定酸雨控制计划和“污染物排放量”交易。

总之,依靠CEMS数据进行环保设备的监控和管理,提高环保设施的效率、降低运行费用;判定排污企业污染物浓度和排放总量是否达标。

CEMS基本组成

CEMS由颗粒物监测单元和(或)气态污染物监测单元、烟气参数监测单元、数据采集与处理单元组成。可以测量烟气中颗粒物浓度、气态污染物浓度,烟气参数(温度、压力、流速或量、湿度、含氧量等),同时计算烟气中污染物排放速率和排放量,显示(可支持打印)和记录各种数据和参数,形成相关图表,并通过数据、图文等方式传输至管理部门。

烟气参数监测单元

对排放烟气的温度、压力、湿度、流速(流量)以及含氧量等参数进行连续监测。测量温度和压力用于污染物、流量的工况与标态之间的转换,统一于标准状态下;测量流速(流量)用于排放速率和排放量的计算;测量湿度用于干、湿基数据状态转换以及计算标干流量;测量含氧量用于计算污染物的折算浓度,是否满足排放限值。数据采集与处理单元数据采集与处理单元采集现场的各污染物浓度数据并进行处理、存储,以表格和图文显示、故障警告、安全管理和支持打印功能;系统有设置通信接口,用于数据输出和通信功能。CEMS一般使用工控机作为数采和记录工具。

CEMS分类和原理

CEMS的工作原理和技术分类按其测量分析方式何分为两大类:一类是抽取测量方式,将烟气从烟囱或烟道中抽取出来进行测试分析,另一类是直接测量方式,将测量分析单元安装在烟囱或烟道上直接对排放烟气进行测试分析。抽取测量方式依据其采样单元的不同又分为完全抽取和稀释抽取方式两种。CEMS采取不同的采样和分析测量方式,测量分析单元对应使用的分析方法和原理也不相同,出具的数据状态更是有较大差异,常见的CEMS技术分类和工作原理见表1-1。

气态污染物测量

气态污染物CEMS测量按照采样和测量方式可分为完全抽取方式、稀释抽取方式和直接测量方式三种。详细的系统结构分类见图1-1。

完全抽取式CEMS

完全抽取式CEMS是指直接从烟囱或烟道内抽取烟气,经过适当的预处理后将烟气送入分析仪进行检测的CEMS。完全抽取式又可分为冷干抽取式和热湿抽取式,所谓冷干式和热湿式是针对样气预处理步骤而言。烟气经抽取后全过程不除湿(保持烟气在露点温度以上),分析仪直接分析热湿态样气,称为热湿抽取式;样气在进人分析仪之前经冷却除湿设备除去水分变成干态后再分析则称为冷干抽取式。冷干抽取式测量气态污染物浓度为干基值,热湿抽取式测量污染物浓度为湿基值。由于我国排放标准以干基排放的气态污染浓度计,所以我国安装的CEMS以冷干直接抽取式居多。冷干式又可分为后处理式和前处理式两种。后处理式需要对采样探头和传输管路加热,保证样气在输送过程中不会因传输管道温度低于采样气体露点温度而结露,然后在进入分析仪前再除去水分;前处理式即在烟气抽出烟道就应用制冷技术或化学反应除水技术除去烟气中的水分,使样气传输时无需加热。经典的冷干直接抽取式(后处式)CEMS基本流程是:通过具有加热装置的烟尘过滤器将样气采集至加热输气管线,在分析小屋内通过两级冷凝脱水后,经过细过滤器进人分析仪,对烟气成分和浓度进行分析。其基本结构包括采样探头、采样伴热管、过滤器、除湿器、采样泵、气体分析仪及辅助单元。热湿式系统由取样单元和高温分析单元组成。取样单元包括带加热过滤器的高温取样探头、伴热取样管线、高温取样泵高温条件运行的细过滤器、流量计、反吹控制、校准组。高温分析单元包括使用高温测气室及检测器的分析仪。