煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）技術(shù)及應(yīng)用

王克

（大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠 075100）

煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）技術(shù)及應(yīng)用

王克

（大唐國(guó)際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠 075100）

CEMS是指對(duì)大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測(cè)并將信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街鞴懿块T(mén)的裝置，被稱為“煙氣自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)”，亦稱“煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”或“煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，在環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，應(yīng)用越來(lái)越廣泛和越來(lái)越重要。煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)在在火電廠的工業(yè)廢氣尾氣的監(jiān)測(cè)中已得到廣泛的應(yīng)用。精確可靠的檢測(cè)對(duì)于廢氣的合理排放有著很重要的作用從而有利于大氣的環(huán)境保護(hù)。本文對(duì)CEMS在火電廠的具體應(yīng)用做了詳細(xì)的介紹。

CEMS；煙氣連續(xù)檢測(cè)系統(tǒng)火電廠

1 引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)現(xiàn)在的環(huán)境污染和生態(tài)破壞越來(lái)越嚴(yán)重，大氣質(zhì)量正在不斷地惡化。近幾年，我國(guó)大量出現(xiàn)許多河流被污染，對(duì)地下水產(chǎn)生惡劣的影響。大量的土地污染嚴(yán)重，已經(jīng)不能種莊稼嚴(yán)重影響我們的飲食安全，對(duì)我們的農(nóng)業(yè)大國(guó)造成強(qiáng)烈的沖擊。又比如，我國(guó)最近出現(xiàn)的“霧霾”，這也是我們?cè)诮?jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)沒(méi)有注意環(huán)境保護(hù)，對(duì)我們的生命安全產(chǎn)生了威脅?？刂坪蜏p少環(huán)境污染不僅是政府行為要強(qiáng)制執(zhí)行，而且是一種民族意識(shí)。我國(guó)的能源的70%來(lái)源于燃煤。燃煤釋放的顆粒物、二氧化硫是造成大氣污染的首要污染物。而火電廠的物質(zhì)基礎(chǔ)就是煤，所以控制火電廠的污染物的排放是成了控制環(huán)境污染和生態(tài)破壞的重中之重。

CEMS是為了實(shí)現(xiàn)煙氣污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)而專門(mén)設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為環(huán)保部門(mén)及時(shí)了解和掌握重點(diǎn)污染源污染物排放情況，為主要污染物總量減排、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、污染監(jiān)督等環(huán)境管理重點(diǎn)工作技工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

2 CEMS在中國(guó)的發(fā)展歷程

我國(guó)的環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)比較晚，相應(yīng)的CEMS產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也晚于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，主要經(jīng)歷的以下三的階段：

（1）我國(guó)在20世紀(jì)70年代初期認(rèn)識(shí)到需要采用比手工采樣更方便、快捷的方法來(lái)測(cè)量煙氣中的污染物，1986年廣東沙角發(fā)電廠從日本引進(jìn)了首臺(tái)火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。就此，開(kāi)始了我國(guó)對(duì)煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的引進(jìn)和對(duì)其進(jìn)行研究。20世紀(jì)80年代末和90年代初期，我國(guó)開(kāi)始著手CEMS的自主研制和生產(chǎn)。這一時(shí)間段時(shí)CEMS發(fā)展的初級(jí)階段，處于對(duì)CEMS應(yīng)用的摸索階段。當(dāng)時(shí)，我國(guó)對(duì)火電廠的排放污染物沒(méi)有太高的要求，僅限于是否冒煙、二氧化硫的排放和一氧化碳的排放量。當(dāng)時(shí)我們還是人工取樣，然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析研究，工作量太大，但是在引進(jìn)了煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后，對(duì)減少污染物的排放有了很大的提高。但是，當(dāng)時(shí)國(guó)家和人們對(duì)污染物的排放不是特別的重視，昂貴的煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)沒(méi)有得到普遍的應(yīng)用，在大部風(fēng)火電廠中只是擺設(shè)，而沒(méi)有得到實(shí)際的應(yīng)用。當(dāng)然，與當(dāng)時(shí)沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)人員有一定的關(guān)系。

（2）從1997～2000年為第二個(gè)階段。1997年中國(guó)第一部關(guān)于火電廠的CEMS的法規(guī)性的文件《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式發(fā)布。文件中著重指出了火電廠的污染物排放需要裝設(shè)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的CEMS連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1998年國(guó)務(wù)院國(guó)涵[1998]5號(hào)：《國(guó)務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問(wèn)題的批復(fù)》正式公布。文件中明確指出火電廠排放的污染物量的標(biāo)準(zhǔn)和必須采取相關(guān)的措施（CEMS）減少污染物的排放，并且對(duì)兩控地區(qū)二氧化硫的排污費(fèi)開(kāi)始零起點(diǎn)征收，200元/t，（“兩控區(qū)”就是酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)的簡(jiǎn)稱）。

在這個(gè)階段，CEMS開(kāi)始在火電廠和其它排放污染物比較大的工廠使用，但是煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大部分都是引用國(guó)外的或是仿照國(guó)外技術(shù)制造的，CEMS的種類也比較多，各種各樣的都有，五花八門(mén)。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家對(duì)CEMS的技術(shù)規(guī)范沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，所以，制作出來(lái)的CEMS有一部分質(zhì)量太差，對(duì)環(huán)境還是有一定的影響。這時(shí)候安裝的CEMS產(chǎn)品基本屬于實(shí)驗(yàn)性質(zhì)，為以后制定CEMS的技術(shù)規(guī)范和要求奠定了重要的基礎(chǔ)。

（3）從2001年到現(xiàn)在是第三個(gè)階段。2003年《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布，文件中明確指出火力發(fā)電鍋爐需裝設(shè)符合HJ/T75要求的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)儀器；火電廠大氣污染物的連續(xù)按HJ/T75中的規(guī)定執(zhí)行和煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置經(jīng)省級(jí)以上人們政府環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)驗(yàn)收合格后，在有效期內(nèi)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。2004年5月21日下達(dá)了《關(guān)于貫徹實(shí)施新修訂《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的通知》，著重強(qiáng)調(diào)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于互聯(lián)網(wǎng)的連接，并且對(duì)不符合規(guī)定的火電廠懲罰更加嚴(yán)厲。

現(xiàn)在，我國(guó)的CEMS已經(jīng)發(fā)展成了一套完整的系統(tǒng)。從取樣選擇到安裝調(diào)試和污染物監(jiān)測(cè)再到環(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)最后將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)測(cè)部門(mén)，真正實(shí)現(xiàn)CEMS的應(yīng)用。

3 CEMS應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)全球化，國(guó)外的一些CEMS產(chǎn)品快速的進(jìn)入了中國(guó)，我國(guó)國(guó)內(nèi)也有越來(lái)越多的儀器廠家開(kāi)始引進(jìn)或者自主研發(fā)CEMS產(chǎn)品。各式各樣的CEMS產(chǎn)品出現(xiàn)在我國(guó)市場(chǎng)。

按取樣方法來(lái)分，有代表性的三種為：稀釋法CEMS（美國(guó)熱電子為代表），直接抽取法CEMS（歐洲西門(mén)子為代表，在韓國(guó)、日本此方法也占主導(dǎo)地位）及原位直接測(cè)量法。

隨著CEMS在火電廠的廣泛應(yīng)用，污染量的快速減少?，F(xiàn)在在其他領(lǐng)域，即一些排放污染物的工廠也開(kāi)始使用CEMS產(chǎn)品，這種趨勢(shì)還在快速發(fā)展。我國(guó)國(guó)家的建設(shè)是以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，走可持續(xù)發(fā)展道路。經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展是國(guó)家的重要任務(wù)，那就不可避免的要面臨巨大的環(huán)境壓力。所以建立經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)并重的發(fā)展道路是政府的重要任務(wù)。建立節(jié)約型社會(huì)將是未來(lái)發(fā)展模式的核心。

4 CEMS在火電廠中實(shí)際應(yīng)用

4.1 對(duì)于顆粒和煙氣基本參數(shù)的監(jiān)測(cè)

對(duì)于顆粒物的監(jiān)測(cè)使用的是激光粉塵儀器。這種裝置將顆粒濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換電學(xué)量，然后傳送到監(jiān)測(cè)儀器后計(jì)算回本來(lái)濃度值。對(duì)于溫度的監(jiān)測(cè)，通常使用熱電偶或熱電阻測(cè)量法。在濕度上測(cè)量常用電容法。對(duì)于流量，一般有超聲波、熱式、皮托管微差壓力三種方法。

4.2 對(duì)于氣體污染物的濃度的監(jiān)測(cè)

在火電廠監(jiān)測(cè)氣體濃度的方法有直接抽取和現(xiàn)場(chǎng)安裝、稀釋取樣三種方式。例如：稀釋取樣法是將除塵后的取樣煙氣用大量的干燥空氣按一定比例稀釋（100～250倍）后，使樣氣的露點(diǎn)溫度遠(yuǎn)低于室溫（一般達(dá)到-30℃以下），再送至微量分析儀進(jìn)行分析，用分析結(jié)果乘以稀釋比，從而得到檢測(cè)值。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的吃速發(fā)展，兩個(gè)矛盾也越來(lái)越突出和明顯。即能源短缺和由于工業(yè)發(fā)展帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境的破壞。所以有效的利用CEMS產(chǎn)品對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有很大的幫助。這種先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)于排放廢氣的控制與管理，保護(hù)大氣環(huán)境有著很積極的效應(yīng)。

[1]葛 鵬.煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化，2010（4）.

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1004-7344（2016）09-0268-01

2016-3-11