CEMS烟气在线监测系统日常运行和维护指南

一、CEMS的起源

CEMS是连续排放监测系统的缩写，指的是一种能够连续监测空气污染源排放的气态污染物和颗粒物浓度及总量，并将信息实时传输给主管部门的设备，也称为“自动烟气监测系统”、“连续烟气排放监测系统”或“烟气在线监测系统”。

CEMS 由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统以及数据采集、处理和通信子系统组成。

常规烟气CEMS主要应用于电力、焦化、水泥、石油化工、化工、钢铁等行业。根据不同的采样方法，常规烟气CEMS可按测量方法分为三类：抽取式监测系统、现场监测系统和遥测系统。

二、CEMS系统的运行原理

烟气经加热抽取法（抽冷凝法）抽出后送至预处理单元，预处理后的烟气送至分析仪器。通过在线气体分析仪（烟气分析仪）对烟气中的各种污染物进行连续监测，测量数据在仪器上显示，通过数字挖掘设备或VPN将监测数据实时传输至环境保护监测网络。

三、CEMS维护过程中的注意事项

供暖和制冷装置

加热装置和制冷装置是保护烟气分析仪的重要设备，也是日常检查和维护。加热装置的温度一般控制在130℃左右，若不进行加热，烟气中的水分会进入分析仪，导致过滤器堵塞、分析仪损坏等，同时管道内还会形成酸雾，直接影响测量结果；制冷装置的温度一般控制在4℃左右，若冷凝器温度只能达到6℃以上，则需要进行维护或更换。

蠕动泵检查

蠕动泵用于排出冷却器冷凝水缸中的水，并密封采样气体管路。如果蠕动泵长时间不工作，冷凝水可能会进入采样泵和分析仪，造成设备损坏。

吹气系统检查

检查反吹系统时，应检查反吹气源压力是否在正常范围内。对于手动反吹，系统切换至反吹维护状态。对于自动反吹，反吹时间在PLC控制系统中设定，并保存测量数据，以避免因反吹导致控制系统异常调整或设备损坏。

烟气分析仪的定期校准

烟气分析仪需要定期进行零点和量程校准。CEMS监测站配备有高、中、低三种浓度的标准气体（针对每个测量的中间因子）和高纯氮气，校准时通过通入另一种浓度的标准气体进行对比。校准周期至少为每六个月一次。根据现场设备的实际情况，自动零点校准设置为每8-12小时自动进行一次，以避免零点漂移，从而保证分析测量的准确性。

参数范围的一致性

在选择分析仪和标准气体时，应注意分析仪的量程应根据所测烟气介质的浓度因子进行选择，该量程不应超过污染源排放限值的两到三倍，以确保烟气分析仪测量数据的准确性；标准气体的选择应根据分析仪的量程和所测介质的浓度因子进行，通常选择常用浓度，不宜过高或过低（应在量程的80%~100%以内）。上位机、PLC和数据采集仪的量程设置应保持一致。

IV. 重要数据SO2检测的操作不允许用于解决问题。

如果数据很高怎么办？

高数据有两种可能：要么是分析仪需要重新校准，要么是分析管路中积聚了较稠的气体或液体。

（1）判断方法：首先，隔离样品气体，直接用分析仪测量标准气体。如果测量结果偏高，属于第一种情况，可以进行重新校准；如果测量结果正常，则属于第二种情况，需要检查分析管路。

（2）检查方法：应检查从分析仪入口到采样探头入口的管路。一般管道为透明耐腐蚀管道，水垢积聚易于观察。而浮球流量计、采样泵、冷却器、过滤器、采样气体阀门、示踪管线、采样探头等处的水垢则较难判断。

经过预处理后，样品被送入分析仪器。在线气体分析仪（烟气分析仪）对烟气中的各种污染物进行连续监测，测量数据在仪器上显示，监测数据通过数字采集器或VPN实时传输到环境保护监测网络。

如果二氧化硫含量低怎么办？

二氧化硫（SO2）含量低通常伴随着分析仪读数偏低。读数偏低有两种可能：要么分析仪需要重新校准，要么采样管路存在泄漏。

（1）确认方法：向分析仪入口添加标准气体，观察测量结果是否与标准气体的含量一致。如果一致，则说明采样管路泄漏；如果不一致，则需要重新校准。

（2）采样管路泄漏检测分为两个主要步骤：确认泄漏是在柜体内部还是外部。

（3）判断方法：断开样品气体阀门入口，用手堵住，此时分析仪面板上的流量计和浮球流量计读数应为零。读数为零表示箱体内部无故障，读数小于零则表示箱体内部存在故障。

如果浮球式流量计的流量偏低怎么办？

1.流量降至零可能是蠕动泵吸入了灰烬。如果灰烬进入蠕动泵，蠕动泵的输出量会降低。蠕动泵出口流减弱，蠕动泵入口吸力降低。打开清洗装置。

2.还需要检查流量发生开口，检查采样泵到分析仪之间的管道、设备（包括过滤器、冷却器、蠕动泵、流量阀、浮球流量计），看看是否有泄漏。

3.还有一种可能是分析仪出口堵塞。无论蠕动泵出口压力有多高，如果分析仪出口堵塞，流量都不会增加。当然，这种情况发生的概率较小，可以后检查。

如果氧气测量结果不准确怎么办？

氧之所以引人关注，一方面是因为它是数据转换的重要参数，另一方面是因为它可以用于确定数据是否被篡改。

如果是三元分析仪，故障判断方法与上述相同。如果不是，判断步骤如下：

（1）需要重新校准，氧化锆数据会随时间漂移，重新校准才能准确。

（2）如果数据偏高，可能存在泄漏，泄漏分为两种情况：系统泄漏和测量点泄漏。系统泄漏是指整个脱硫或烟气管道的泄漏，不易检查。测量点泄漏一般是由于法兰未拧紧造成的，拧紧即可解决。

五、不允许通过粉尘检测过程来解决该问题。

如果光学测量方法对灰尘的要求很低呢？

国内大部分粉尘测量设备属于光学测量，而低粉尘数据的光学测量方法相对较少。这通常是信号处理问题，可以通过调试信号处理或简单的重新校准来解决。

如果光学测量方法得到的数据偏高怎么办？

可能的原因是镜头被灰尘堵塞。应定期清洁发射和接收镜头。也可能是信号处理出现问题，清洁后如果数据仍然存在问题，可以重新校准。

六、运行期间的管理要求

每日检查 CEMS

运行维护单位应按照HJ 75-2017标准和仪器使用说明书中的相关要求制定检查规程，并严格按照规程开展日常检查工作并做好记录。日常检查记录应包括检查项目、检查日期、被检查项目的运行状态等。每次检查均应记录并存档。烟雾在线监测系统的日常检查间隔不得超过7天。

日常维护

根据烟气在线监测系统手册对系统维护内容、维护周期或耗材更换周期等的要求，每次维护都应明确规定并记录存档。每次更换备件或材料时，应记录并存档备件或材料的名称、规格、数量等信息。如果更换的是已获许可的标准物质或标准样品，还应记录新标准物质或标准样品的来源、有效期和浓度。对于日常巡检或维护过程中发现的故障或问题，系统管理和维护人员应及时处理并记录在案。

CEMS的校准和验证

应该定期进行校准。

（1）具有自动校准功能的颗粒物CEMS和气态污染物CEMS至少每24小时自动校准一次仪器的零点和量程，同时测试并记录零点漂移和量程漂移；

（2）不具备自动校准功能的颗粒物CEMS应至少每15天校准一次仪器的零点和量程，并同时测试和记录零点漂移和量程漂移；

（3）不具备自动校准功能的直接测量气态污染物的连续排放监测系统，至少每15天校准一次仪器的零点和量程，并同时测试和记录零点漂移和量程漂移；

（4）无自动校准的可萃取气态污染物CEMS应至少每7天校准一次，同时测试仪器的零点和量程，并记录零点漂移和量程漂移；

（5）可抽取气态污染物CEMS至少每三个月进行一次全系统校准，要求零点气体和标准气体由监测站发出，并且样品气体通过采样探头末端的路径以及样品气体（包括采样管道、过滤器洗涤器、调节器、分析仪器等）与零点和量程漂移、数值误差和系统响应时间的检测相一致；

（6）对于具有自动校准功能的流量 CEMS，应至少每 24 小时进行一次零点校准；对于不具有自动校准功能的流量 CEMS，应至少每 30 天进行一次零点校准。