脫硫煙氣在線監測系統是由煙塵監測子系統;二氧化硫、氮氧化物氣態污染物監測子系統;煙氣排放參數監測子系統組成。通過抽取式連續監測采樣方式和現場連續監測直接測量方式,測定煙氣中污染物濃度,并按要求顯示與記錄。同時，系統對煙道中的煙氣溫度、壓力、流量進行實時監測，從而計算出煙道中煙氣的氣態污染物和顆粒物的實時排放濃度和排放總量。

一、CEMS安裝及規范問題

CEMS出口安裝位置：

應該選取在前面四倍于煙道當量直徑后面二倍于當量直徑的位置，如果無法滿足的，要選在煙道長度的二分之一處，裝設露天的要增設防雨棚。脫硫CEMS原煙氣和凈煙氣流量測點是：是凈煙氣稍大于原煙氣，在塔內循環中有氧化風機在給塔內吹風，塔外循環基本上兩者差不多的。

國家標準對CEMS監測位置的規定：

顆粒物CEMS的安裝位置

1、顆粒物CEMS應安裝在能反映顆粒物狀況的有代表性的位置上，必須優先安裝在垂直管段。

2、位于所有顆粒物控制設備的下游，且監測位置處不漏風。

3、光學原理的顆粒物CEMS所在測定位置沒有水滴和水霧，且不受光線的影響

4、便于日常維護，安裝位置易于接近，有足夠的空間，便于清潔光學鏡頭、檢查和調整光路準值、檢測儀器性能和更換部件等。

5、測定位置應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位，設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍直徑，和局上述部件上游方向不小于2倍直徑處，當安裝位置不能滿足要求時，應盡可能選擇氣流穩定的斷面，但安裝位置前直管段的長度必須大于安裝位置后管段的長度。

常見問題

1） CEMS中為什么要測氧含量？

這是環保要求的，so2的濃度要折算到6%的含氧量后，才能折算效率。測量氧含量的作用是確定煙氣的空氣過剩系數，以方便計算折算后的SO2濃度

2） 凈煙氣出口SO2波動大？

主要應該是粉塵濃度波動大。因為出口含水量高，影響粉塵的測量結果。

一般SO2波動，如果是直接測量法的，有可能是流速不穩定。如果是取樣的，那要檢查一下取樣系統中取樣流量是否不穩定、測量池里面是否積灰、煙氣預處理部分是否有損壞或老化、還有就是測量池內是否由于溫壓補償不好等等。 關于氧氣和so2，有時也會產生波動，是由于反吹和儀器自動校零兩個過程造成的。建議熱工的適當改變邏輯，在這兩個過程中，保持氧氣和so2值。

3） 目前CEMS測量流速的方法都是按照皮托管原理設計的，即測量煙氣的動壓差，然后根據公式計算出流速。一般現場都是通過一個安裝在皮托管頭部的壓差變送器來實現流速的測量與傳輸。 這種測量方法對煙氣流場的穩定性要求很高，有條件的一定要按規定安裝。

4）CEMS系統中如果入口O2高而SO2含量低是什么原因，出現這種情況，可以肯定的一點是抽取的氣體中空氣的成分較多。看看取樣泵進口管道是否有松動的接口，取樣探頭位置的取樣管是否有松動。取樣泵工作是否正常，泵體是否漏氣等等。

二、抽取法CEMS煙氣在線監測系統維護

1. 看數據：主要看氧是否正常，如果高過10%就說明可能有漏氣的地方，漏氣主要檢查采樣泵負壓側的氣路部分。如果感覺數值不準確就聯系運行人員驗證，需要標定分析儀。如果標定后仍然是開始的數值，就說明該數值是準確的 。

2.檢查所有氣路：觀察排水是否流暢，管路中是否有積水，過濾器中是否有水汽，采樣泵工作是否正常。玻璃冷凝罐內的水應每天清空。 浮子流量計的指示應在1.5~1.7，過大或過小都應及時調整。浮子流量計中是否有水，如果有水，說明蠕動泵排水不暢，需要維護，并把管路中的水用反吹氣吹干。每天要用壓縮空氣對取樣管路進行吹掃，以防堵塞。（將壓縮空氣來氣門打開，按住柜門上的反吹按鈕。） 3.蠕動泵排水不暢主要原因：（1）排水管路阻塞（2）泵的軸心滾輪部分不能跟好的將軟管壓死。導致不能形成真空，無法將水吸出制冷罐。如果是第2個原因，需要把泵里面的壓管彈簧螺絲調松，使滾輪將軟管壓死。如果蠕動泵的軸心過于松動則需要更換蠕動泵。

3.檢查伴熱管線是否加溫正常，用手摸采樣管線是否有溫感。控制伴熱管線溫度的溫控器是否工作正常，調節溫度（一般設定為100度），把溫度調高，看否加熱（測電源是否有220V）。把溫度調低，看是否不加熱。

三、抽取測量法煙氣在線監測系統的故障判斷

     煙氣在線監測系統，簡稱CEMS。目前國內的CEMS測量方式包括：直接測量法、稀釋法、抽取法等。

     直接測量法的發射接收裝置容易受粉塵污染，也容易因高溫損壞。一種是單側測量，

     一種是一端發射一端接收測量，還有一種是一端發射一端反射測量。

     稀釋法因為數據修改非常方便，有可能被環保部門禁用。

      抽取測量法也存在著一些問題：

1、測量儀器遠離測量源，存在著一定的測量滯后；

2、煙氣預處理比較復雜，容易產生泄露；

3、分析儀容易因進水而損壞；

4、環節較多，維護麻煩。

綜合來看，各種測量方法都有自己的特點。目前，似乎抽取法在國內應用較為普遍。下面就抽取法經常存在的問題和故障現象，作個分析，以利于維護工程師快速判斷故障點，快速消除故障。

一、最重要的故障——SO2檢測不準。

      一般的分析儀有幾種情況：單組分——只測量SO2或者NOX；雙組分——測量SO2NOX；三組分——測量SO2NOXO2。

最好的檢查辦法：把故障分為分析儀故障和儀器外故障兩大類。如果是儀器故障，一般只有SO2不準，如果是儀器外故障，另外的組分也會顯示不準，數據要高一起高，要低一起低。1、如果數據偏高怎么辦？    發生機率 ★☆☆☆☆

      數據偏高有兩個可能：一是分析儀需要重新標定；二是可能在分析管路內積累有比較濃稠的氣體或者液體（下面統稱積垢）。判明斷方法很簡單：先把樣氣隔斷，用分析儀直接測量標準氣體。如果測量結果偏高，屬于第一種情況，重新標定就可以了；如果測量結果正常，應該屬于第二種情況，需要檢查分析管路。下面介紹檢查方法：

      管路應該從分析儀的入口開始檢查，直到取樣探頭的入口。一般的管子都是透明的耐腐蝕管子，積垢容易看到。比較麻煩的是浮子流量計、采樣泵、制冷器、過濾器、樣氣閥、伴熱管線、取樣探頭的積垢比較不容易判斷。下面告訴大家簡單的判斷消除辦法。

      我們遇到復雜問題，最好的辦法有兩個原則：一、把問題分成兩大段，然后分段檢查。確定哪一段問題后，再把那一段分成兩大段，如此下來，幾個步驟就能夠搞定；二、先從最簡單最容易檢查的地方入手。這個問題應該首先遵循第二個原則再遵循第一個原則：從最簡單的地方入手：看分浮子流量計帶水沒，帶則解體流量計，清洗管路；不帶則把樣氣閥斷開，把標氣與樣氣閥入口處接通，測量標氣，如果只是偏高屬于機柜問題，否則屬于機柜外部問題。

      如果是機柜內部問題，浮子流量計就不說了，如果有調節閥門，可以先檢查；管路外觀也能看見；過濾器可以打開看看。采樣泵、制冷器樣氣閥的可能性都不大，實在不行再檢查后者。

      如果是機柜外部問題，先檢查取樣探頭。打開取樣探頭檢查濾芯，看積累水分多否，多則清洗吹干或者干脆更換。如果取樣探頭沒有問題，則有可能是伴熱管線有尖銳彎折的地方，檢查到以后把這個地方弄平緩，然后把伴熱管線兩側斷開，一端對大氣，另一端注射一些清水，然后用壓縮空氣吹干即可。或者干脆更換伴熱管線，這個，代價太大。

2、如果SO2偏低怎么辦？    發生機率 ★★★★★

      SO2數據偏低往往帶來的是分析儀所能測到的數據都偏低。數據偏低有兩個可能：一是分析儀需要重新標定；二是采樣管路存在泄漏情況。

      確認辦法：加標氣到分析儀的入口，看測量結果與標準氣體的含量是否相同。相同，則采樣管路泄漏；不同則重新標定。

      采樣管路泄漏分兩大步驟：確認機柜內部泄漏還是還是機柜外部泄露。判斷方法，把樣氣閥入口斷開，用手堵死，此時分析儀面板上的流量計和浮子流量計知識應該到零。到零擇機柜內部無問題，不到零則機柜內部問題。

      如果是機柜內部問題，則依次把過濾器（采樣泵前）、采樣泵入口斷開，看流量到零否。哪一段到零，則是那段之前的問題。為什么不對采樣泵出口、制冷器、浮子流量計采用相同方法檢查？因為這都屬于采樣泵出口的環節，采樣泵出口是正壓，打開管路后，流量一定到零，因為沒有壓力了。

      采樣泵出口環節最大的可能是蠕動泵泄漏。堵住蠕動泵入口，如果分析儀顯示正常，說明蠕動泵泄漏。更換泵管或者泵。其它的環節一一檢查。

      需要注意的是：采樣泵本身也可能存在泄漏；各個連接管件也可能存在泄漏。

      機柜外部問題的判斷與解決：斷開采樣強于伴熱管線的接頭，堵住伴熱管線，流量應該緩慢到零。到零則伴熱管線泄漏，否則檢查取樣探頭。泄漏機率比較大的情況是取樣探頭的濾芯堵頭容易泄露。

3、浮子流量計流量偏低。    發生機率 ★★★★☆

     流量到零最大的可能是蠕動泵進灰。如果進灰，蠕動泵出力降低。蠕動泵出口噴射無力，蠕動泵入口吸力降低。打開清洗。

     也要檢查流量發開度

     檢查采樣泵到分析儀之間的管路、設備（包括過濾器、制冷器、蠕動泵、流量閥、浮子流量計），看有無泄漏。

     還有可能使分析儀出口堵塞。不管蠕動泵出口壓力再大，如果分析儀出口堵塞，流量也不會上去的。當然，這個可能性比較小，可以最后檢查。

4、越來越重要的數據——NOX測量不準  發生機率 ★★★★★

    2010年后，國家會把NOX納入考核范圍，這個數據就越來越重要了。判斷方法通上。

5、不重要但受關注的數據——O2測量不準  發生機率 ★★☆☆☆

氧量之所以受關注，是因為它一方面是數據折算的重要參數，另一方面可以籍此判斷數據是否作假。

如果是三組分分析儀，故障判斷方法同上。如果不是，判斷步驟如下：

需要重新標定

氧化鋯用時間長了數據會發生漂移，重新標定就會準確。

如果數據偏高，可能有泄漏

泄漏包括兩種情況：系統泄漏和測點泄漏。

系統泄漏是整個脫硫或者煙氣管道中發生泄漏，不容易檢查。

測點泄漏一般是法蘭盤固定不緊導致。緊固即可。

6、第二重要數據——粉塵不準

國內大多數測塵設備屬于光學測量。光學測量法數據很不準確，誤差較大，故障率高，維護量大。目前國內尚沒有非常可靠的數據檢測方式。

1、對于靜電除塵，易受除塵電場的干擾。安裝部位應盡可能遠離靜電除塵位置，并且應該有法拉第籠過濾掉靜電。

2、不易進行標定。真正要嚴格標定，方法有二：1、購買貴重的實驗室級測塵儀，進行標定；2、委托有資質的單位，比如環保局協助標定。

光學測量包含對射式和向后反射式。不管哪種方式，其判斷思路大致一致。

1）、光學測量法粉塵偏低  發生機率 ★☆☆☆☆

粉塵數據偏低的情況比較少。一般是信號處理的問題，調試信號處理，或者干脆重新標定即可。

2）、光學測量法數據偏高  發生機率 ★★★★★

最大可能是鏡頭堵灰。應該定期清洗發射和接受鏡頭。

也有可能是信號處理的問題，清洗之后，如果數據還有問題，可以重新標定。

四、CEMS系統主要參數及計算公式

1、流速

 Vs = Kv * Vp

其中  

 Vs 為折算流速

Kv為速度場系數

Vp 為測量流速

2、粉塵

①粉塵干基值

 DustG = Dust / ( 1 – Xsw / 100 )

其中

 DustG 為粉塵干基值

 Dust 為實測的粉塵濃度值

 Xsw 為濕度

②粉塵折算

DustZ = DustG * Coef

其中  

 DustZ 為折算的粉塵濃度值

 DustG 為粉塵干基值

 Coef 為折算系數，它的計算方式如下:

 Coef = 21 / ( 21 - O2 ) / Alphas

其中

 O2 為實測的氧氣體積百分比。

 Alphas 為過量空氣系數(燃煤鍋爐小于等于45.5MW折算系數為1.8; 燃煤鍋爐大于45.5MW折算系數為1.4; 燃氣、燃油鍋爐折算系數為1.2)

③粉塵排放率

 DustP = DustG * Qs / 1000000

其中

 DustP 為粉塵排放率

 Dust 為粉塵干基值

 Qs 為濕煙氣流量，它的計算方式如下：

  Qs = 3600 * F * Vs

其中

 Qs 為濕煙氣流量

 F 為測量斷面面積

  Vs 為折算流速

3、SO2

① SO2干基值

 SO2G = SO2 / ( 1 – Xsw / 100 )

其中

 SO2G 為SO2干基值

 SO2 為實測SO2濃度值

 Xsw 為濕度

② SO2折算

 SO2Z = SO2G * Coef

其中  

 SO2Z 為 SO2折算率

 SO2G 為SO2干基值

 Coef 為折算系數，具體見粉塵折算

③ SO2排放率

 SO2P = SO2G * Qsn / 1000000

其中

 SO2P 為SO2排放率

 SO2G 為SO2干基值

 Qsn 為干煙氣流量，它的計算方式如下：

 Qsn = Qs * 273 / ( 273 + Ts ) * ( Ba + Ps ) / 101325 * ( 1 – Xsw / 100 )

其中

 Qs 為濕煙氣流量

 Ts 為實測溫度

 Ba 為大氣壓力

 Ps 為煙氣壓力

  Xsw 為濕度

4、NO

① NO干基值

 NOG = NO / ( 1 – Xsw / 100 )

其中

 NOG 為NO干基值

 NO 為實測NO濃度值

 Xsw 為濕度

② NO折算

 NOZ = NOG * Coef

其中  

 NOZ 為 NO折算率

 NOG 為NO干基值

 Coef 為折算系數，具體見粉塵折算

③ NO排放率

 NOP = NOG * Qsn / 1000000

其中

 NOP 為NO排放率

 NOG 為NO干基值

 Qsn 為干煙氣流量，它的計算方式如下：

 Qsn = Qs * 273 / ( 273 + Ts ) * ( Ba + Ps ) / 101325 * ( 1 – Xsw / 100 )

其中

 Qs 為濕煙氣流量

 Ts 為實測溫度

 Ba 為大氣壓力

 Ps 為煙氣壓力

 Xsw 為濕度