烟气是指企业在生产过程中所产生的废气，烟气的无序排放是造成大气污染的重要因素之一。目前对工业烟气一般采取脱硫脱硝技术措施进行处理，实现达标排放，以保护环境，进而实现人与自然的和谐发展。

因此，对烟气实行在线监测是一种十分重要的手段。CEMS（Continuous Emission Monitoring System）系统是指对大气污染源排放的气态污染物和颗粒物进行浓度和排放总量连续监测并将信息实时传输到主管部门的装置,被称为“烟气在线监测系统”。己内酰胺部废液焚烧装置于2018年10月建成投产，其CEMS系统同期投用。本文详细介绍了该CEMS系统的测量参数、系统组成、测量方法、常见故障及处理等。

废液焚烧装置CEMS系统测量的参数有：烟气流量、烟气温度、烟气压力、烟气湿度、烟气含氧量、烟尘浓度、气态污染物SO₂、NO_x的浓度以及NH₃逃逸浓度等。

CEMS系统分别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和数据采集处理与通讯子系统组成。前3个子系统用于测量烟气的各项参数，数据采集处理与通讯子系统由数据采集器和计算机系统构成，实时采集各项参数，生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度，生成日、月、年的累积排放量报表，并将报表实时传输到主管部门。系统构成见图 1。

图1CEMS系统构成图

本项目是采用直接抽取法进行测量。由于直接抽取的样气温度高、湿度高，烟尘浓度大，不能进入直接进入分析仪分析，需要先经过预处理系统进行过滤除尘、冷却降温脱水后才能进入分析仪检测系统。

预处理系统的原理见图2。如图中所示，反吹扫系统是为了保证采样畅通，反吹扫控制由 CEMS系统自带的PLC完成；样气管线伴热是要确保样气的温度保持在120~160℃，以防水分冷凝析出与SO₂、NO_x发生反应，生成稀硫酸和稀硝酸，对管线造成腐蚀；真空泵是用于冷却器抽真空,以保证冷凝效果；两级冷却是要确保样气中的水分尽可能脱除干净。

图2预处理系统原理图

烟气参数的测量

烟气温度采用双支绝缘铠装K型热电偶测量，测量范围：0~500℃。

压力采用压力变送器检测，测量范围：-10^-4~5×10^-4MPa；湿度采用干/湿氧法，测量范围：0~75%。

流量是采用差压原理，利用皮托管配差压变送器进行测量，测量范围：0~2mL/s。

烟尘浓度由抽取干燥式散射法测尘仪测量，其优点是能够克服烟气湿度的影响，适合测量低浓度颗粒物的烟气，测量范围：0~35mg/Nm³。

气体污染物的测量

本项目，烟气中O₂含量是采用顺磁式测量原理,测量范围：0~15%；SO₂、NO_x都是采用非分散红外法进行测量，其原理是基于气体分子对特定谱段的红外光的吸收，吸收关系服从朗伯-比尔吸收定律(Lambert–Beer law)，该定律是分光光度法的基本定律，是描述物质对某一波长光吸收的强弱与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系。

在这里，针对被测气体特定波长的红外滤光片的辐射探测器，通过测量该谱段红外光的衰减度，结合探测器所得到的电信号与被测气体吸收掉的光能量成对应关系，再通过计算得到对应烟气的浓度。SO₂浓度测量范围：0~250mg/Nm³，NO_x浓度测量范围：0~500mg/Nm³。另外，还专门配置了一台对射式、原位安装激光分析仪，用于检测NH₃逃逸浓度，测量范围：0~30ppm。

预处理系统

1.取样探杆使用寿命短，原因是材质不对，应选用316L材质。

2.样气管线易被腐蚀，原因是伴热效果不好，检查伴热系统；或管线材质不对，更换为316L材质。

3.长时间不排水或排水量少，原因是蠕动泵故障，检查维修或更换。

4.样气流量低，可能是过滤器、电磁阀或管路有堵塞，检查疏通；或者是取样泵有故障，检查维修或更换。

5.雾过滤器滤纸变色，应及时更换滤芯；若变色较快，应更换前端的采样过滤器。

6.冷却器后的管路有水汽，应检查冷却器是否正常，蠕动泵是否正常，排水是否畅通。

分析系统

1.SO₂/NO_x的指示偏低，对照此时的O₂含量指示是否在2%~8%的正常范围。若超出，则表示管路有漏气，检查气密，排除漏点；若O₂含量指示正常，则用标气对分析仪进行校准；

2.SO₂/NO_x分析仪校准时漂移过大，检查标气是否过期，仪表电源电压是否正常；

3.每次反吹扫后，SO₂/NO_x分析仪指示偏低，说明吹扫空气带水，应保证压缩空气的干燥；

4.粉尘仪误指示，应检查仪表的保险丝是否烧断，镜片是否脏污，发射端的灯泡和变压器是否完好；

5.NH₃逃逸分析仪指示偏大，一般先用标气进行校准，如果仪表正确，则要排查脱硝工艺情况，是否投氨量过大或脱硫塔反应状况差，造成氨过剩等；若分析仪无指示，则要检查仪表的发射端与接收端是否对中。

数据采集及通讯系统

数据采集及通讯系统的常见故障是数据不准，通讯不畅，数据丢失等，一般应检查电缆线的绝缘是否满足要求，接线端子有无松动或被腐蚀，接线端子处是否进水，工作环境是否存在较强的电磁干扰，安装位置有无振动，通讯模块或接口是否完好等。

党的十八大作出了“大力推进生态文明建设”的战略部署，加强环境治理的要求越来越高，对工业烟气进行处理，实现有序达标排放是环境保护的一项重要举措。烟气排放连续在线监测的数据都要实时上传到国家环保部，以便全程监控污染物的排放浓度和排放总量，要求十分严格，因此，使用和维护好CEMS系统是一项重要的日常工作任务。虽然各企业烟气的组分基本类同，但在种类和含量上还是有一些差异，所以在选配CEMS系统时，企业要根据自身的情况作出合理选型。

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