摘要：随着工业化生产的日益发展，人类赖以生存的环境正面临着前所未有的挑战，随着人们生活节奏的加快及现代化工业的发展，我们向空气中排放的气态污染物如硫氧化物、氮氧化物等也日趋增加，这些污染物对人类健康和生态环境都带来了极大的危害，因此开发一种具有实时性、准确性的烟气排放在线监测系统变得异常有意义。本文简述了烟气在线监测系统的基本概念，指出了我国烟气检测系统中面临的诸多问题，并对此做出了相关改善，促使我国的经济发展有一个更为绿色的蓝天。
关键词：CEMS；烟气排放；分析；改进
随着我国改革开放进程的不断深入和发展，环境问题已成为人们热切关注的重点问题，随着大气质量的不断恶化、水环境的不断污染、生态环境的不断破坏，被污染的环境正日益威胁着人类的生存和发展。
1 烟气在线监测系统简介
烟气在线监测系统是实时、连续监测污染物参数的系统，主要监测烟气中的颗粒物浓度、气态污染物浓度如SO2、NOX、CO等、辅助参数如烟气温度、流速、氧量、湿度、压力等。该系统每分钟采集一次数据，可自动生成各类数据报表，实时显示数据，自动计算废气达标、超标排放量，并可用趋势图显示，能全面、正确掌握污染物排放状况，为污染物的排放质量浓度和总量控制、平衡污染物排放总量创造基础条件。
2 我国烟气在线监测系统常见问题
2.1 监测设备的数据可靠性差。CEMS长期运行过程中，诸多因素影响着数据的可靠性：（1）分析仪表故障：分析仪表故障主要分为硬件与软件两个方面：硬件上，分析仪板卡输出通道损坏，导致测量数据跳变，分析仪内部气室污染，导致数据无规律变化；软件上，内部参数设定不合理，例如电磁阀吹扫时间设定值太短，导致吹扫阀无法及时关闭，吹扫气进入采样系统，引发数据跳变。（2）采样关键元件故障：在采样系统中，烟气主回路设备因长期运行、受寿命期限及烟气腐蚀等问题影响，关键元件出现故障，停止工作，导致CEMS工作异常，烟气测量数据跳变。（3）特殊关键参数的对比异常：在机组基建期和实际投入工况变化较大，对参数数据未进行有效比对，导致烟气流速等数据在环保季度数据比对过程中不合格。（4）烟气处理管路异常：在运行过程中，烟气管路泄漏、堵塞均导致分析数据失真异常。
2.2功能不完整、设备老化严重。受当时环保重心以及计算机发展水平的影响，早期的CEMS监测系统存在设计不足，功能不完整等缺陷，主要表现在：CEMS系统监测的主要是部分污染物的瞬间值，没有对数据进行换算、统计和存储，不能满足今天环保部门的要求。另外，设备老化问题严重。CEMS是精密的分析仪器，有一定的使用寿命，超过使用寿命的设备很难正常、稳定运行。
2.3 维护职责不明确。CEMS系统包括气体采样、分析、数据采集和通讯等部分，是技术含量很高的在线监测仪器。在电厂，CEMS是环保设备，但通常情况下，电厂环保人员不具备仪器的维护能力，造成很多电厂在CEMS的维护上职责不明确。另外，CEMS系统大部分是精密的光学仪器，容易产生零点和量程的漂移，需要专业的维护人员按要求定期进行维护。火电厂应该加强对CEMS系统维护人员进行培训，加强CEMS维护人员的维护能力。
2.4 故障率高，维护跟不上，系统投运率低。故障率高，维护跟不上，系统投运率低是我国CEMS 普遍存在和特别突出的问题。我国大部分火电厂的燃用煤质差、烟尘含量高、烟气湿度大，烟气具有腐蚀性等，CEMS的部分原件工作环境恶劣，达不到CEMS设计的工作环境，设备的故障率频繁。另外，CEMS大部分是精密的光学仪器，零、备件依靠进口，且国内大多数代理商反应缓慢，这些都是CEMS投运率低的重要原因。
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2.5系统正常取样时没有采样流量。系统取样时采样流量不足，其原因为一是取样探头内的过滤装置选择不合理，造成进入取样管线的灰尘过多；二是吹扫用压缩空气压力不足，吹扫效果不好；吹扫间隔时间过长。或处理措施：根据烟气成分来选择滤芯；保证仪用压缩空气质量，并定期清理压缩空气罐；调整吹扫时间和吹扫间隔时间。对于已经堵塞的取样管，可以进行疏通清洗。在CEMS 系统中，取样泵是寻找系统堵或漏的关键切入点，取样泵进口之前的管路部件内是负压，而取样泵出口之后的管路部件内是正压。
3 烟气在线监测系统改进完善
3.1 采用FT-IR技术的烟气在线监测系统
FT-IR技术因其具有快速、无需前处理、非破坏性以及多组分同时定量分析等优势而得到更为广泛的应用。目前，人们正在针对FT-IR的特性，开展应用研究。随着化学计量学和电脑技术的快速发展，红外光谱分析已转向以分析弱信号和多组分多元资讯处理为基础的阶段，随着傅里叶变换在红外光谱中的应用，增加光通量，提高了信噪比，使得谱线平滑，从而使红外技术有效地应用于大量样品的高精度分析。FT-IR技术的特点如下：（1）可实现快速扫描，测量耗时短，可在数秒内获得光谱图，比其它类型仪器如色散型快数百倍，适合于快速跟踪。（2）灵敏度高，监测限低，，因为对样气无损故可以进行多次扫描，经过信号叠加运算，提高了信噪比。（3）能够精确、稳定地测定H2O的含量是FT-IR显著的特点。（4）使用范围广，可以同时测量多种气体成分。不用气体鉴定分析，可以识别未知的成分。
3.3 烟气在线监测系统运行维护。烟气在线监测设备的运行维护是影响监测质量的关键控制因素，环保部门应对检验分析仪器等硬件的可靠性和数据接收处理系统进行维护，定期对在线监测数据和人工监测数据进行比对，测试两结果的相关性，以确保数据的有效性。
3.4 风炮式反吹扫装置.风炮式反吹扫装置作为取样器设备的定时清洁系统，采用现场仪表气作为吹扫气源，以瞬间产生的6～8 bar 的吹扫气流直接作用于取样器，可以使滤芯表面堵塞物瞬间脱落，实现了对取样器定时清扫，延长了取样器维护的周期，减少了系统的维护量.
3.5 加强管理强度，完善管理制度。在环境的监测方面环保部门是负主要责任的，所以说烟气排放的监测首先是要环保部门加强对相关企业的监督的，不能够松懈。机械设备的更新也是必不可少的，有很多机械设备都过时老化了，造成机械运作效率降低，同时在处理废气的时候不彻底，最后造成气体排放不达标，污染了环境。所以说设备的更新也是很重要的。废气处理设备需要按时检查，保养。并定期校准设备的精度，只有保障废气处理设备的正常运行，废气的处理才能够达到相关标准，避免污染环境。
4 结束语
综上所述，烟气在线监测系统是一种有效的、简便的监测烟气中污染物方法，是我国在实行绿色可持续发展道路上不可缺少的环保设备。本文针对烟气在线检测系统面临的一些问题做出了相关改进与建议，旨在对我国企业循环经济发展、环境保护工作的持续进行作出贡献。
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论文作者:张健
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/30
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