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[摘 要]本文介绍了CEMS系统的基本系统系统的组成、 主要设备原理及功能，分析了一下运行过程中的常见问题，并针对系统性能还介绍了日常维护要点。
中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0089-01
引言
CEMS系统的监测分析仪器可对污染源进行连续检测，并可将烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳以及其他气态污染物的排放浓度和总量通过通讯网络传送到中心控制室和环境管理部门，工作人员可以在办公室进行远程监测，随时得到排放数据，实现远端无人值守。 对于为脱硫设备专用的烟气测量系统，一般只提供进出口烟道的SO2、氧含量、烟气的温度、烟气的压力等实测数据。对于有些地方环保部门要求将脱硫后的测量数据上传到环保局，我们也可提供联网及发送数据的服务。
1 系统构成
烟气排放连续监测系统是由颗粒物（粉尘）、烟气参数测量子系统、气态污染物（SO2、NOX）、数据采集和处理子系统、数据通讯系统等组成。通过现场采样方式，测定烟气中污染物浓度，同时测量烟气温度、流速、烟气压力、烟气含氧量、湿度等参数，送至工控单元计算出烟气污染物排放率、排放量，显示和打印各种参数、图表并通过数据、图文传输系统分别传输至电厂监测站和环保行政管理部门。
2 工作原理
2.1 伴热直接抽取采样原理
通过加热探头和伴热管线，抽取烟道中的烟气，经过除尘、保温，保持烟气不结露，输至冷凝脱水系统进行脱水干燥，然后送至分析单元，分析气态污染物浓度。
2.2 分析仪测量原理
CEMS系统采用非色散红外吸收方法（NDIR）测量SO2、NOx等气体浓度，这种分析仪不仅测量灵敏度极高（可精确测量ppm级的低浓度气体），而且动态范围和线性度也较好，所以被广泛应用于环保监测、过程控制系统中。
2.3 流量测量原理
采用压差传感器、皮托管流量计测量技术测量流量。
烟气流速的测量使用S型皮托管，S型皮托管的结构如图所示。該皮托管是由两根相同的金属管并联组成，测量端有方向相反的两个开口。测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，而背向气流的开口测得的压力小于静压。
2.4 烟尘监测仪原理
1）浊度法：分为单光程和双光程两种烟尘仪。光通过含有烟尘的烟气时，根据朗波比尔定律，光强因烟尘的吸收或散射作用而减弱，测量和比较光束通过烟尘前后的光强关系即 可得到烟气中烟尘的浓度。
（2）散射法：光通过含有烟尘的烟气时，光束射到烟尘颗粒上发生各个方向的散射，测量和比较光束发射时光强与某个角度散射回来的散射光强关系即可得到烟气中烟尘的浓度。一般选用激光为光源，选用后向散射光作为检测光。
3 常见问题
3.1 没有样气
现象：系统在正常监测时，没有样气（烟气）引入分析仪，导致分析仪的数据不准确。
（1）原因：采样泵没有动作，制冷器温度过高或过低，系统进入自我保护状态，采样泵的电源被切断；
处理方法：解除制冷器报警状态：按一下制冷器的温制仪面板上的“RESET”键，制冷器报警即解除，这时采样泵应该有动作，除非系统刚好是在“维护状态”
（2）原因：制冷器温度太低，冷凝水冻结导致管路堵塞，这时采样泵动作，声音听起来有点闷；
处理方法：切断制冷器电源，让制冷器升温，一般半小时就会化开，这时必须查出原因。
3.2 冰堵
现象：在确定整个气路不漏气，抽气泵工作正常的状况下，机柜前面板上流量计流量为零。双通道冷腔出现结冰。
处理方法：
（1）制冷系统断电，让冰自然溶化，这样耗时较长。
（2）用压缩空气进行吹扫，方法是：把预处理单元机箱后的真空泵出口气管和流量计进口气管同时拔下，用压缩空气外部进行吹扫直至冰溶化。
（3）检查双通道冷腔是否完整有无损坏。
3.3 测量
现象：SO2分析数据比正常时偏低。
处理方法：第一步观察O2的数据是否正常，如果正常；第二步检查气路是否漏气，如发现气路有漏气现象及时处理好。
3.4 气路漏气的判断
A：堵住真空泵的进口看转子流量计能否归零，如不归零则说明预处理机箱里可能存在气管漏气现象。
B：双通道冷腔入口堵住看看转子流量计能否归零，如不归零，则冷腔有漏气现象，无漏气的情况下则说明冷腔完整，漏气的位置一般在密封圈处或者排水的蠕动泵的排水泵管破裂或脱落。蠕动泵已损坏密封不严密。
处理方法：压紧罩杯更换密封圈；更换蠕动泵排水泵管或者重新连接，更换蠕动泵。
3.5 转子流量计的流量偏低。
原因：A：气路堵塞，堵塞位置主要包含以下几处：1.冰堵。处理方法见上。2.现场采样探头的采样管堵塞或碳化硅过滤器堵塞。处理方法：取出碳化硅过滤器清洗，并用细棒清通插入烟道的采样管。3.不锈钢过滤器滤芯堵塞。B：冷凝器排水的蠕动泵的橡胶管破裂或脱落。更换或重新插好。
4 日常维护
为保证系统能够正常运行，需要定期对系统进行维护，维护包括检查、故障判断及简单修理。日常检查工作主要是巡视检查，但发现系统工作异常时进行处理。
4.1 检查分析仪样气流量
如果流量超出范围，可以通过样气和旁路气的调节阀来进行调节。
如果通过调节阀不能满足流量的要求时，则表明气路中有堵塞情况，检查滤芯是否堵塞，更换新滤芯，检查探头是否有堵塞，可进行反吹检查气路，还应检查采样泵是否正常运行，采样泵的泵膜发生卷曲或老化变形会造成样气流量过低。
4.2 查压缩制冷器工作情况温度应控制0℃～6℃，超出该范围应停止系统运行，检查故障。温度低于0℃会造成取样管路内的凝结水结冰。
4.3 检查分析仪的数据是否.如果常显示SO2浓度过低，而含氧量偏高，则说明系统可能出现了泄漏点，需要通过排除法找出漏点，并进行堵漏；若系统并无泄漏点，而数值显示不正常，表明分析仪可能发生漂移，可通过使用标气进行标定校准。
4.4 检查冷凝器蠕动泵运行情况，凝结水能否正常排出，蠕动泵管是否破损，蠕动泵管过度变形会导致排水效率过低，应及时更换。
4.5 检查储水罐内的凝结水液位液位过高时及时倒掉，以免影响蠕动泵排水，及机柜内进水。
4.6 检查机柜内的取样管路若有严重的积水、水雾，应及时清理和查找原因（样头加热故障、蠕动泵排水异常、自动反吹是否正常进行等。
4.7 检查取样管路电伴热工作情况管路温度应控制在150℃左右，发现电伴热跳闸停止工作应停止系统工作，避免管路中大量积水损坏设备。
5 结束语
CEMS烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测了电力生产过程中产生污染气体的固定排放源以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，为环保部门的监督提供了科学先进的检测手段，这对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
参考文献
[1] HJ/T75—2001.火电厂烟气排放连续监测系统技术规范[S].
[2] HJ/T76—2001.固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法.
[3] 王雷.大型火力发电机组烟气脱硫控制系统设计[J].中国电力，2005，38（1）：76-79.
[4] 朱法华，王飞，潘荔，等.全国火电厂烟气连续监测系统运行状 况调研与分析[J].中国环境监测，2000，16（5）：7-11.
中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0089-01
引言
CEMS系统的监测分析仪器可对污染源进行连续检测，并可将烟尘、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、一氧化碳以及其他气态污染物的排放浓度和总量通过通讯网络传送到中心控制室和环境管理部门，工作人员可以在办公室进行远程监测，随时得到排放数据，实现远端无人值守。 对于为脱硫设备专用的烟气测量系统，一般只提供进出口烟道的SO2、氧含量、烟气的温度、烟气的压力等实测数据。对于有些地方环保部门要求将脱硫后的测量数据上传到环保局，我们也可提供联网及发送数据的服务。
1 系统构成
烟气排放连续监测系统是由颗粒物（粉尘）、烟气参数测量子系统、气态污染物（SO2、NOX）、数据采集和处理子系统、数据通讯系统等组成。通过现场采样方式，测定烟气中污染物浓度，同时测量烟气温度、流速、烟气压力、烟气含氧量、湿度等参数，送至工控单元计算出烟气污染物排放率、排放量，显示和打印各种参数、图表并通过数据、图文传输系统分别传输至电厂监测站和环保行政管理部门。
2 工作原理
2.1 伴热直接抽取采样原理
通过加热探头和伴热管线，抽取烟道中的烟气，经过除尘、保温，保持烟气不结露，输至冷凝脱水系统进行脱水干燥，然后送至分析单元，分析气态污染物浓度。
2.2 分析仪测量原理
CEMS系统采用非色散红外吸收方法（NDIR）测量SO2、NOx等气体浓度，这种分析仪不仅测量灵敏度极高（可精确测量ppm级的低浓度气体），而且动态范围和线性度也较好，所以被广泛应用于环保监测、过程控制系统中。
2.3 流量测量原理
采用压差传感器、皮托管流量计测量技术测量流量。
烟气流速的测量使用S型皮托管，S型皮托管的结构如图所示。該皮托管是由两根相同的金属管并联组成，测量端有方向相反的两个开口。测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，而背向气流的开口测得的压力小于静压。
2.4 烟尘监测仪原理
1）浊度法：分为单光程和双光程两种烟尘仪。光通过含有烟尘的烟气时，根据朗波比尔定律，光强因烟尘的吸收或散射作用而减弱，测量和比较光束通过烟尘前后的光强关系即 可得到烟气中烟尘的浓度。
（2）散射法：光通过含有烟尘的烟气时，光束射到烟尘颗粒上发生各个方向的散射，测量和比较光束发射时光强与某个角度散射回来的散射光强关系即可得到烟气中烟尘的浓度。一般选用激光为光源，选用后向散射光作为检测光。
3 常见问题
3.1 没有样气
现象：系统在正常监测时，没有样气（烟气）引入分析仪，导致分析仪的数据不准确。
（1）原因：采样泵没有动作，制冷器温度过高或过低，系统进入自我保护状态，采样泵的电源被切断；
处理方法：解除制冷器报警状态：按一下制冷器的温制仪面板上的“RESET”键，制冷器报警即解除，这时采样泵应该有动作，除非系统刚好是在“维护状态”
（2）原因：制冷器温度太低，冷凝水冻结导致管路堵塞，这时采样泵动作，声音听起来有点闷；
处理方法：切断制冷器电源，让制冷器升温，一般半小时就会化开，这时必须查出原因。
3.2 冰堵
现象：在确定整个气路不漏气，抽气泵工作正常的状况下，机柜前面板上流量计流量为零。双通道冷腔出现结冰。
处理方法：
（1）制冷系统断电，让冰自然溶化，这样耗时较长。
（2）用压缩空气进行吹扫，方法是：把预处理单元机箱后的真空泵出口气管和流量计进口气管同时拔下，用压缩空气外部进行吹扫直至冰溶化。
（3）检查双通道冷腔是否完整有无损坏。
3.3 测量
现象：SO2分析数据比正常时偏低。
处理方法：第一步观察O2的数据是否正常，如果正常；第二步检查气路是否漏气，如发现气路有漏气现象及时处理好。
3.4 气路漏气的判断
A：堵住真空泵的进口看转子流量计能否归零，如不归零则说明预处理机箱里可能存在气管漏气现象。
B：双通道冷腔入口堵住看看转子流量计能否归零，如不归零，则冷腔有漏气现象，无漏气的情况下则说明冷腔完整，漏气的位置一般在密封圈处或者排水的蠕动泵的排水泵管破裂或脱落。蠕动泵已损坏密封不严密。
处理方法：压紧罩杯更换密封圈；更换蠕动泵排水泵管或者重新连接，更换蠕动泵。
3.5 转子流量计的流量偏低。
原因：A：气路堵塞，堵塞位置主要包含以下几处：1.冰堵。处理方法见上。2.现场采样探头的采样管堵塞或碳化硅过滤器堵塞。处理方法：取出碳化硅过滤器清洗，并用细棒清通插入烟道的采样管。3.不锈钢过滤器滤芯堵塞。B：冷凝器排水的蠕动泵的橡胶管破裂或脱落。更换或重新插好。
4 日常维护
为保证系统能够正常运行，需要定期对系统进行维护，维护包括检查、故障判断及简单修理。日常检查工作主要是巡视检查，但发现系统工作异常时进行处理。
4.1 检查分析仪样气流量
如果流量超出范围，可以通过样气和旁路气的调节阀来进行调节。
如果通过调节阀不能满足流量的要求时，则表明气路中有堵塞情况，检查滤芯是否堵塞，更换新滤芯，检查探头是否有堵塞，可进行反吹检查气路，还应检查采样泵是否正常运行，采样泵的泵膜发生卷曲或老化变形会造成样气流量过低。
4.2 查压缩制冷器工作情况温度应控制0℃～6℃，超出该范围应停止系统运行，检查故障。温度低于0℃会造成取样管路内的凝结水结冰。
4.3 检查分析仪的数据是否.如果常显示SO2浓度过低，而含氧量偏高，则说明系统可能出现了泄漏点，需要通过排除法找出漏点，并进行堵漏；若系统并无泄漏点，而数值显示不正常，表明分析仪可能发生漂移，可通过使用标气进行标定校准。
4.4 检查冷凝器蠕动泵运行情况，凝结水能否正常排出，蠕动泵管是否破损，蠕动泵管过度变形会导致排水效率过低，应及时更换。
4.5 检查储水罐内的凝结水液位液位过高时及时倒掉，以免影响蠕动泵排水，及机柜内进水。
4.6 检查机柜内的取样管路若有严重的积水、水雾，应及时清理和查找原因（样头加热故障、蠕动泵排水异常、自动反吹是否正常进行等。
4.7 检查取样管路电伴热工作情况管路温度应控制在150℃左右，发现电伴热跳闸停止工作应停止系统工作，避免管路中大量积水损坏设备。
5 结束语
CEMS烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测了电力生产过程中产生污染气体的固定排放源以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，为环保部门的监督提供了科学先进的检测手段，这对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
参考文献
[1] HJ/T75—2001.火电厂烟气排放连续监测系统技术规范[S].
[2] HJ/T76—2001.固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法.
[3] 王雷.大型火力发电机组烟气脱硫控制系统设计[J].中国电力，2005，38（1）：76-79.
[4] 朱法华，王飞，潘荔，等.全国火电厂烟气连续监测系统运行状 况调研与分析[J].中国环境监测，2000，16（5）：7-11.