烟气排放是环境监测的重要组成部分,直接关系到空气质量和生态健康。为了满足环保要求,烟气CEMS在线监测系统广泛应用于各种工业生产过程,实时监测和监控烟气排放。然而,在实际运行中,烟气CEMS在线监测系统可能会遇到各种问题。本文将汇总并分析这些常见问题,同时提出相应的规范要求和核查方法,以保障系统的正常运行和数据的准确性。
u常见问题:
采样管形成U型管段。
影响:
冷凝水易蓄积在U型管段,加大测量误差,使气态污染物测定结果偏低。
核查方法:
现场观察。
1.3预处理
u常见问题:
颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头未正常反吹。
影响:
不正常反吹将导致颗粒物测试仪镜片污染,使浓度偏大;气态污染物采样探头和皮托管探头堵塞,数据异常,严重时设备无法运行。
核查方法:
1.观察平台上颗粒物测量仪反吹风机叶片是否转动,听风机是否有运转的声音,用手感觉风机是否振动,判断风机是否正常运行。
2.观察平台上气态污染物探头和皮托管探头反吹管是否正常连接,平台上反吹气阀门是否打开。
3.观察监测站房内或平台上反吹气源压力表,压力一般在0.4~0.7MPa。
备注:
1.需反吹的部件包括3个:颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头。
2.颗粒物测量仪镜片采用连续反吹。
3.气态污染物采样探头、皮托管探头为脉冲式反吹,反吹周期一般为4~8小时,每次反吹时间为2~5分钟。
4.气态污染物探头反吹时,二氧化硫和氮氧化物浓度降低,氧含量增高。
5.皮托管全压反吹时,压力显示为满量程。静压反吹时,压力显示为零。
6.目前一般均对反吹时数据进行了屏蔽。如屏蔽,在CEMS和DCS历史数据中查询分钟数据时,可观察到反吹期间浓度、流速保持一固定值(如前5分钟均值)。如未屏蔽,可观察到有二氧化硫和氮氧化物浓度、流速(静压反吹)周期性波谷,氧含量、流速(全压反吹)周期性波峰。
7.反吹气源一般由监测站房内的空压机提供,压缩空气经管路输送至平台后分3路,分别供给颗粒物测量仪镜片、气态污染物采样探头、皮托管探头进行反吹。
部分企业有自备气源,不需配备空压机。部分颗粒物测量仪镜片吹扫由平台上风机直接反吹。反吹气源压力在0.4~0.7MPa。
u常见问题:
气态污染物采样探头内滤芯、预处理机柜内滤芯长期未更换,导致滤芯失效。
影响:
滤芯堵塞,导致采样流量降低,严重时设备无法运行。
规范要求:
一般不超过3个月更换一次采样探头滤芯(HJ/T76—2007)。
核查方法:
1.查看气态污染物采样探头滤芯表面是否粉尘过大。
2.查看机柜滤芯是否变形、变色,表面有无大量粉尘。
备注:被测气体进入分析仪表前,需过滤去除粉尘和水蒸气,依次为:气态污染物采样探头内的陶瓷或不锈钢过滤器,预处理机柜内1~2处过滤器。正常情况下,分析仪采样流量一般在1~2L/分钟。
u常见问题:
1.冷凝器冷凝温度过高或过低。
2.冷凝温度不稳定。
影响:
1.冷凝温度过高,导致烟气中的水分不能充分析出,分析仪表损坏。
2.冷凝温度过低,尤其在低于0℃时,可能会导致冷凝管排水口结冰,无法正常排水。
核查方法:
1.查看冷凝器上的显示温度,一般冷凝温度应在3~5℃。
2.观察抽气泵,如果除湿不好,抽气泵易腐蚀。
备注:完全抽取法测量气态污染物一般包括冷干法和热湿法两类,国内应用的主要是冷干法仪器。只有冷干法仪器才需要使用冷凝器,目的是使烟气中的水分迅速结露冷凝析出。热湿法仪器和稀释法仪器不需要冷凝器。
u常见问题:
1.冷凝器排水蠕动泵泵管老化。
2.蠕动泵损坏。
3、蠕动泵泄漏。
影响:
冷凝水无法正常排出,严重时导致冷凝器不能正常工作。
规范要求:
每3个月至少检查一次气态污染物CEMS的过滤器、采样探头和管路的结灰和冷凝水情况、气体冷却部件、转换器、泵膜老化状态(HJ/T75—2007)。
核查方法:
1.查看蠕动泵电机是否按标识方向转动,观察蠕动泵管是否有水柱顺利排出。
2.查阅运维记录,检查是否定期更换蠕动泵管(一般3个月至少更换一次)。
3.将蠕动泵管拆卸下来,观察其是否有裂纹、能否恢复原状。如拆卸后不能恢复原状、泵管表面有裂纹,则需要更换。
二、分析单元
目前,国家标准中仅规定了调试检测期间判定CEMS是否合格的技术指标,定期校准、定期校验以及不定期比对监测期间判定数据是否失控的技术指标,但未明确日常检查中判定CEMS系统数据是否准确的方法和技术指标。在日常检查中,受时间、设备等限制,一般不采用参比方法对气态污染物进行比对监测,而是参考HJ/T76—2007第5.8.2条“气态污染物CEMS(含O2或CO2)主要技术指标”作为判定标准,即:相对误差不超过±5%,响应时间不大于200秒,零点漂移和量程漂移不超过满量程的±2.5%。对颗粒物和流速准确性的判定,必须采用参比方法,在日常检查时一般不具备比对监测的条件。因此,检查重点应放在设备实际状况。对颗粒物,重点检查光路是否准直、光学镜面是否清洁、安装位置是否剧烈振动;对流速/流量,重点检查安装位置是否合理、探头是否堵塞。
在用参比方法测定二氧化硫时,要注意一氧化碳对测定仪器的干扰。试验表明,一氧化碳对电化学原理测定二氧化硫的仪器有较大程度的正干扰,对CEMS系统基本无影响。用国内某型电化学法仪器和国外某型光学法仪器进行比对,烟气中4000ppm一氧化碳会对电化学二氧化硫产生606mg/m3正干扰,8000ppm一氧化碳会对电化学二氧化硫产生1170mg/m3正干扰。钢铁厂、焦化厂烟气中一氧化碳浓度在5000ppm以上,垃圾焚烧废气一氧化碳含量在3000ppm左右,在二氧化硫比对监测时,应注意一氧化碳的干扰。
u常见问题:
仪器未及时进行校准或校验。
影响:
测量误差增大,降低仪器准确度,严重时仪器精度无法满足标准要求。
规范要求:
对现有仪器,一般应该满足:1.零点校准:气态污染物(二氧化硫、氮氧化物和氧)24小时一次;颗粒物和流速每3个月一次。2.跨度校准:气态污染物(二氧化硫、氮氧化物和氧)15天一次;颗粒物和流速每3个月一次。3.全系统校准:抽取式气态污染物CEMS每3个月至少进行一次全系统校准,要求零气和标准气体与样品气体通过的路径(如采样探头、过滤器、洗涤器、调节器)一致,进行零点和跨度、线性误差和响应时间的检测。4.定期校验:每6个月一次(HJ/T75—2007)。
核查方法:
1.对气态污染物,现场测定零点漂移和跨度漂移,应不超过±2.5%F.S.。
2.如零点漂移和跨度漂移符合要求,则用接近被测气体浓度的标准气体进行全系统检验,误差不超过±5%。
3.查看CEMS或DCS中校准和校验期间的历史数据,如未屏蔽,则应能够找到相应的浓度值。如已屏蔽,则应保持一固定值。
备注:跨度漂移即为量程漂移。
u常见问题:
量程设置过高或过低。
影响:
1.量程设置过高,测量的烟气实际浓度远低于测量量程时(如低于20%),可能导致测量误差过大,影响数据的准确性。
2.量程设置过低,烟气实际浓度超过量程上限时,测量数据无效,排放情况无法得到有效监控。
核查方法:
1.查阅仪表历史数据,观察污染物实际排放浓度范围。
2.通常,实际排放浓度应该在量程的20~80%范围内。
3.如实际排放浓度低于量程的20%,通入与实际排放浓度接近的标准气体进行测定,相对误差应不超过±5%。
4.观察历史数据中是否经常发生超出仪器量程范围的数据。
u常见问题:
采用修改测量仪器标准曲线的斜率和截距、不正确设置校准系数、设定数据上下限等方式,对测定数据进行修饰。
影响:
人为作假,数据不真实。
核查方法:
分别用低、中、高浓度的标准气体进行全系统检验,误差不超过±5%。
u常见问题:
标气实际浓度与仪器设定的标气浓度不一致。
影响:
1.如果标气实际浓度低于仪器设定浓度,将使实际测定浓度接近等比例增高。
2.如果标气实际浓度高于仪器设定浓度,将使实际测定浓度接近等比例降低。如仪器设定的标气浓度为1000ppm,但标气的实际浓度为2000ppm,实际浓度为500ppm,则测定结果将显示为250ppm。
核查方法:
1.使用自备标准气体进行测定,相对误差应不超过±5%。
2.使用快速测定仪或将现场标气带回实验室测定,其浓度应与仪器设定的标气浓度一致。