CEMS深入讲解课件

国家环保&

烟气排放连续监测系统（CEMES)

课件人：张坤

2013年11月大唐渭河热电厂装机容量为2×300MW燃煤发电机组，设计煤种为陕西彬长煤矿烟煤，设计煤种的低位发热量为21.49MJ/kg，校核煤种19.87MJ/kg.平均日耗煤量约5299t，平均年耗煤量1450000t，铁路年来煤量为950000t，公路年来煤量约500000t。前言国家环保对于CEMS主要相关标准HJ/T76-2007《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T397-2007《固定源废气监测技术规范》GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》

GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》根据GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》4污染物排放控制要求自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃汽轮机组执行表格1规定的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度排放限值自2012年1月1日起，新建火力发电锅炉及燃汽轮机组执行表格1规定的烟尘、二氧化硫、氮氧化物和烟气黑度排放限值

☆CEMS监督考核内容（一）比对监测1、废水污染物浓度及流量比对2、废气污染物浓度、氧量、流量和烟温比对（二）现场核查1、制度执行情况（1）设备操作、使用和维护保养记录（2）运行、巡检记录（3）定期校准、校验记录（4）标准物质和易耗品的定期更换记录（5）设备故障状况及处理记录2、设备运行情况（1）仪器参数设置（2）设备运转率、数据传输率（3）缺失、异常数据的标记和处理（4）污染物的排放浓度、流量、排放总量的小时数据及统计报表（日报、月报、季报）☆热控准备工作打扫CEMS小室卫生查看标准气是否过期上位机显示数据是否俱全CEMS小室打印机工作是否正常检查设备运行是否正常，发现问题，及早处理☆热控准备资料日常标定记录巡检记录设备故障处理记录备品备件、易耗品消耗等记录各种管理制度日常检查、工作记录CEMS的重要性环保法规的要求，有效的数据传送至环保系统的数据平台，排放达标FGD正常运行及控制的需要目前大部分的CEMS运行达到环保国标的要求存在一定的难度CEMS的复杂性监测方法的不同系统集成厂商众多，集成技术差别大仪表生产商众多，测量方法多仪表的品种多，量程多备品备件种类复杂，没有标准化价格的因素培训的因素烟气排放连续监测系统（CEMS）概述ContinuousEmissionsMonitoringSystems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“烟气排放连续监测系统”烟气：实指企业在生产过程中所产生的废气污染，包括：SO2、NOx、HCL、CO、CO2、颗粒物包括含氧量等。排放：指企业把生产所产生的废气排放到大气中的过程连续：指企业的排放是一个连续的过程以及本系统的实时监控也是一个连续的过程监测：指本系统可以实时监测企业对排放的废气中的有害物质是否超标并同时向上级部门自动传输实时监测得出的数据。系统：指本产品的硬件和控制软件是一个整体。

一个全面完整的CEMS系统是由气态污染物监测子系统烟尘监测子系统烟气排放参数监测子系统系统控制子系统数据采集处理子系统等组成

我厂烟气排放连续监测系统（CEMS）我厂运行的烟气排放连续监测系统（CEMS）是西克麦哈克（北京）仪器有限公司为连续监测锅炉排放污染物设计的在线监测系统。产品符合中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T76—2001“固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法”，通过国家环保局检测中心测试合格。国家环保局发布许可证号：HR—157。根据应用场合不同，可选择不同的测量参数。如烟尘，SO2，NOx及辅助测量参数CO，CO2，O2，温度，压力，流速，湿度等西克麦哈克（北京）仪器有限公司是德国SICK/MAIHAK公司控股的中德合资公司。SICK/MAIHAK在环境保护监测领域处于世界先进水平。作为子公司，西克麦哈克（北京）仪器有限公司是其产品在中国的供应商。氨卸料系统氨存储系统氨蒸发系统入口NOX量出口NOX量锅炉负荷烟气混合器空气省煤器SCR旁路省煤器旁路燃烧空气空气预热器空气锅炉除尘器烟气出口引风机风机SCR烟气氨蒸发系统氨存储系统氨卸料系统燃烧空气程序控制程序控制锅炉负荷程序控制烟气SCR系统

SCR选择性催化还原法(SelectiveCatalyticReduction）SCR技术：还原剂（NH3）在催化剂的作用下，将烟气中NOx还原为氮气和水。“选择性”指氨有选择地将NOx

进行还原的反应。SCR技术由日本于70年代投入商业运行，至80年代中期欧洲也成功地实现了SCR的商业运行。SCR装置一般布置在锅炉省煤器出口与空气预热器入口之间，催化反应温度在320℃～400℃。

SCR系统特点：结构简单，运行方便；运动设备少，可靠性高；无副产品；脱硝效率高,80－90%；使用广泛。SCR有关的重要系统：SCR反应器及催化剂烟道系统氨储存供应系统氨喷射及混合系统(AIG)控制系统电气部分

脱硝项目参数用户名称机组容量（MW）煤种烟气NOx含量（mg/Nm3）NOx脱除率（％）脱硝技术投运时间山西阳城发电厂1x600无烟煤130080选择性催化还原法（SCR）2007,8哈尔滨第一热电厂2x300烟煤40060选择性催化还原法（SCR）2008,12长春第三热电厂2x350褐煤49550选择性催化还原法（SCR）2008,12湖南华银金竹山发电厂2x600无烟煤110087选择性催化还原法（SCR）2009兰州西固热电厂2x330烟煤40070选择性催化还原法（SCR）2008,6山东黄岛发电厂2x660烟煤40060选择性催化还原法（SCR）2008,8南京下关发电厂2x600烟煤40080选择性催化还原法（SCR）2009,4

太原第二热电厂2x300烟煤45080选择性催化还原法（SCR）2009,5宝鸡热电厂2x300烟煤40080选择性催化还原法（SCR）2009,5内蒙古伊敏热电厂2x600烟煤40035选择性非催化还原法（SNCR）2009,12

取样探头维护检查：1.螺旋加热器是否正常。如不加热，会引起样气流量过低，探头腐蚀，滤芯堵2.滤芯是否污物过多，如需清洁，可用压缩空气，不能用铁刷和水处理3.温控开关及可调温控器是否正常，4.吹扫电磁阀膜片有无脏物，是否漏气5.探头端盖密封圈是否完好，4条螺丝是否上紧6.接头与管连接处密封是否完好7.探头温度设置一般设置为140度左右8.探头右侧减压过滤阀的输入压力要达到一定值以上才能稳压才能不漏气，调整到4—6KG9.检查吹扫流程图脱硝CEMS分析仪输入面板常见符号的意思和处理办法分析仪的输入面板由显示屏和小键盘构成。显示屏显示有4行，每行20个字符。显示中一行会显示测量组分。行显示从左到右：测量值、单位和组分名称。每行的最后两个位置显示的是分析仪状态。它的含义如下M:维护请求F:有故障L:超过极限！:故障已被记录在日志中并且不存在R:遥控控制C:功能控制（分析仪被解码，或者通过RS485串行接口连接，或者自标定，或者大约在预热模式进行到第30分钟）P:泵在运行U:未编码零点标定

ULTRAMAT23分析仪具有零点自标定功能，正常运行无需手动标定零点。如何进行零点手动标定？在测量模式下按下“CAL”键，使仪器进入零点标定量程标定1.准备好标准气体,连通到分析柜侧面的"标气"接口;2.把分析柜里的三通球阀打至竖直位置;3.置控制面板上的"运行/维护"按钮于"维护"状态,即"运行/维护"按钮弹起状态;4.打开钢瓶的主截门（有指针指示压力大小，几MPa）,缓慢调节标气瓶蓝色手柄,一边调阀,一边注视U23流量计,调节气流至1.2L/min.5.操作仪表对仪表进行标定。到此仪器会自动进行量程的自动标定，我们耐心等待其实际数据稳定，至少十秒以上不发生变化，按ENTER键确认1箱体类型3气体出口和入口4冷凝泵5冷却空气入口6冷却空气出口7带状态显示的控制板8电源插槽9安装导轨10Teflon深度过滤器(可选)11信号输出插槽

12针阀流量计(可选)13为外部的湿度保护装置而内置的电子分析单元(EC)(可选)14设备保险丝CEMS大体结构示意图CEMS就地取样测点主要包括：取样探头，温度，压力，流量。烟尘测点取样探头（型号SMB-202-G）工作原理：在抽气泵的作用下，被测样品气由插入样品管壁内的采样管进入装置的腔体，经粉尘过滤器流向样品气输出口。取样过程中样品气的温度始终处于较高的状态，使样品气中的水不至发生冷凝，从而明显地改善了过滤器的工作条件使用条件供电电源:在线电压：220VAC/50Hz负载:300W取样条件:样气温度≤250℃样气压力:-1000～2000pa含尘量≤100g/m3环境温度:-30～45℃2.温度仪设备型号：SMC-202量程（高／低）：0—300℃精确度：

1%环境空气温度限制（最低／最高）：-20―――＋55℃输出信号方式：4-20mA3.压力仪：制造厂家：SICK|MAIHAK设备型号：SMC-202量程（高／低）：-10---+10Kpa精确度：

1%环境空气温度限制（最低／最高）：－20―＋55℃输出信号型式：4-20mA5粉尘仪测量原理：激光法制造厂家：安荣信科技（北京）有限公司设备型号：LSS2004测量范围：测量范围：(0~100,500,1000,2000)mg/m3示值误差：±2%

FS工作温度：－20ºC～+50ºC输出型号型式：4-20mA3.5流量计型号：SMC-222测量原理：压差式流量原理测量范围：0-40m/s精度：≤±2%零点漂移：≤±2%量程漂移：≤±2%灵敏度漂移：≤±2%响应时间：≤2s输出信号：4～20mA一CEMS系统配置及仪表性能：烟气排放连续监测系统（CEMS）系统配置：取样探头、加热取样管线、样气预处理单元、分析仪表、PLC控制单元、数据采集及传输系统（可选）。其它参数包括烟尘浓度（浊度）、温度、压力、流速、湿度。1．主要特点：加热型取样探头，保证取样过程烟气不冷却。取样探头具备反吹功能，延长维护周期。输气管路伴热保温，输送样气过程中无冷凝。快速冷凝，SO2损失小。可编程控制自动反吹，自动排水，保证长期工作。流量报警：监视取样系统堵塞故障。湿度报警：监视气体冷凝脱水，保护分析仪器。2．主要技术数据：— 取样探头加热温度：180ºC{最高}— 取样管路伴热温度：130ºC{最高}— 反吹周期：0，1，6，24小时，任意选择取样探头：取样探头由烟道插入，通过法兰连接引出烟气,探头有滤芯，目的是过滤烟气中的灰尘。加热取样管线:烟气从烟道到仪器柜的通道，加热的目的防止烟气在管路中结露。样气预处理单元:样气经取样泵吸入样气预处理柜后经旁路、压缩机冷凝器、气液分离、过滤和流量调节等几个环节后可进入分析仪。旁路的选用是为了减少滞后时间。气液分离器（脱水）、过滤器的使用是为保证系统的可靠性。PLC控制单元：以PLC为控制单元的控制中枢，完成系统对取样管路、取样探头滤芯的自动吹扫，完成系统的标定控制，对低流量、分析值超限等各种系统故障的内部报警、连锁。数据采集及传输系统：型号：YQ-02数据处理系统具备编程，采集，储存，传送功能。符合HJ/T76-2001标准的所有技术要求。模拟量监测：8通道，可按用户要求扩展到16通道；输入信号4-20mA或1-5V；分辨率：10位；测量显示：SO2，NOx，O2，CO2，CO，流速，P烟气，T烟气，Dust烟尘浓度，可任意设置；数字量监测：16通道，用于设备运行状态的监测；标准串口（RS232，RS485）的输入；配打印机接口，可按要求打印报表。

S710命令集1mainmenu----measuringdisplay-----allcomponents显示所有组分2mainmenu---measuringdisplay显示所需的组分3mainmenu-----measuringdisplay-----chartrecorder图标记录

4mainmenu-----measuringdisplay-------statue/faults仪器状态5mainmenu-----instrumentstatus------measuringranges

测量范围6mainmenu-----instrumentstatus------meas.value.output设置输出范围7mainmenu-----instrumentsstatus-----alarmsettings显示报警极限8mainmenu-----instrumentsstatus-----absolutedrifts绝对漂移9mainmenu-----control----gaspumpon/off泵的开关10mainmenu-----control----acknowledge故障信息11mainmenu-----control----display显示对比度12mainmenu-----control----keypadclick键盘音13mainmenu-----Calibration----auto.calibration自动校准14mainmenu-----Calibration----manualcalibration手动校准15mainmenu-----Calibration----showcal.Data上次校准时间17mainmenu------settings---clock---std/summertime夏令时18mainmenu------settings---clock---timeformat输入时间19mainmenu------settings---clock---dateformat输入日期p8220mainmenu------settings----measurement------meas.valueoutputs(beginvalueendvalueswitchvalue)确定输出范围21mainmenu------settings----measurement------meas.valueoutputs（meas.valueoutput选择所需要的输出值）（outputrangelist输出范围清单）22mainmenu------settings----measurement------meas.valueoutputs（meas.valueoutput选择所需要的输出值）（rangeselection量程选择）23mainmenu------settings----measurement------meas.valueoutputs（meas.valueoutput选择所需要的输出值）（livezero活动零点）（noout无输出）24mainmenu------settings----measurement------meas.valueoutputs（meas.valueoutput选择所需要的输出值）（deleteconfig

取消确认）25mainmenu------settings----calibration-----auto.calibration（自动校准）26mainmenu------settings----calibration-----nominal.calibration（手动校准）27mainmenu------settings----calibration-----cal.Cuvette(检查校准气室)p8828mainmenu------settings----calibration-----driftlimits（设置漂移极限）29mainmenu------settings----calibration-----ext.cal.Signals(忽略外部信号功能)30mainmenu------settings----calibration-----cal.meas.Time(输入校准测量时间)31mainmenu------settings----calibration-----cal.w/correction(校准期间横向灵敏度补偿)1．气体分析仪：仪表型号： S710型红外分析器生产厂家： 德国SICK|MAIHAK公司分析对象： SO2、NOX、CO、O2、CO2基本误差：±1%FS/W滞后时间：T90<15s自动量程转换测量量程： 根据需要配置。测量方法： SO2、NOX、CO、CO2为不分光红外吸收

O2顺磁原理，性能稳定，精度高，寿命长。零点：±1%FSWEEK跨度：±1%FSWEEK环境空气温度限制（最低／最高）：＋5―――＋45℃报警点输出：8路接点输出，触点容量8输出信号：4-20mA2.温度仪：制造厂家：SICK|MAIHAK设备型号：SMC-202量程（高／低）：0—300℃精确度：

1%环境空气温度限制（最低／最高）：-20―――＋55℃输出信号方式：4-20mA3.压力仪：制造厂家：SICK|MAIHAK设备型号：SMC-202量程（高／低）：-10---+10Kpa精确度：

1%环境空气温度限制（最低／最高）：－20―＋55℃输出信号型式：4-20mA

4湿度仪：制造厂家：芬兰VAISALA设备型号：HMP235量程（高／低）％：0—20精确度：

2%环境空气温度限制（最低／最高）:－20―＋55℃输出信号型式：4-20mA5粉尘仪制造厂家：安荣信科技（北京）有限公司设备型号：LSS2004测量范围：测量范围：(0~100,500,1000,2000)mg/m3示值误差：±2%

FS工作温度：－20ºC～+50ºC输出型号型式：4-20mA

大唐渭河热电厂装机容量为2×300MW燃煤发电机组，燃料输煤系统使用一台折返式布置的FZ15—100型C形转子式翻车机系统，设备的启、停操作均设有“自动”和“手动”控制功能。每节车翻卸周期约为144秒，系统综合翻卸能力约25节/小时。S710校准数值的设置：首先将校准气的数值输入到仪器中：在632菜单中，1和2用于零点气的设定，3到6用于终点的校准；可以单独地校准某一个组分，也可以同时校准多个组分。如仪器测量组分为：SO2、NO和O2；使用高纯氮气为零点气体，可以在6321中进行设定；分别设定其中的被测项为0；在6323中设置SO2的终点数值，在6324菜单中，设置NO的终点数值，在6326菜单中，设置O2的终点数值。S710的校准：校准步骤：注意：校准过程为首先校准零点，然后校准终点。面板控制按钮均在手动位置。零点校准：通入高纯氮气，流量为0.5-0.7L/min，选择4、2、1或4、2、2（根据设定情况）菜单，按回车键确认；仪器校准完成后，屏幕上弹出对话框，此时按下回车键，退回上级菜单选择3，屏幕上显示校准偏差数值，如果在允许范围之内，按下回车键确认，此项校准结束。终点校准：通入标准气，流量为0.5-0.7L/min，在4、2、3到4、2、6菜单中选择与标气相匹配的项，按回车键确认；仪器校准完成后，屏幕上弹出对话框，此时按下回车键，屏幕上显示校准偏差数值，如果在允许范围之内，按下回车键确认，此项校准结束将转换开关调节到校准气通的位置，通过前面板的进样口通入标准气，调整流量为0.5到0.7L/min左右，选择423菜单校准SO2的终点值，按回车键确认；仪器校准完成后，屏幕上弹出对话框，此时按下回车键，屏幕上显示校准偏差数值，如果在允许范围之内，按下回车键确认，此项校准结束。通过前面板的进样口通入标气NO，选择424菜单校准NO的终点值，按回车键确认；仪器校准完成后，屏幕上弹出对话框，此时按下回车键，屏幕上显示校准偏差数值，如果在允许范围之内，按下回车键确认，此项校准结束。

数据显示值SO2含量很低，氧含量很高则表明气路中出现了泄漏，需要通过检漏的方法查找出泄漏点；如果系统中无泄漏点，而显示的数值仍然不正常，表明分析仪器工作不正常，需要使用标准气进行标定。系统在取样分析状态下，将样气进口管拆下，堵住样气的进口，如果在约1分钟左右的时间之内，样气流量计的流量不能降低到0L/min，说明系统机柜之内存在泄漏点可能的泄漏原因及处理方法：1)排水蠕动泵泵管损坏（蠕动泵泵管的寿命大约在1年左右）：拆下蠕动泵的进、出口的连接管路，逆时针方向扭动泵管卡子，拆下泵管进行检查，如果泵管损坏，更换泵管。2)气路连接接头松动：检查连接接头螺母有无松动情况，如有，紧固螺母。3)堵住进气口、开泵，约30s左右的时间之内，样品气流量计的流量已经降至0.0L/min左右，则表示系统机柜内部无泄漏，泄漏点在取样探头部分。4)一般情况下，取样探头泄漏，主要原因是滤芯密封不好，检查密封“O”形圈是否变形，若无变形的情况，紧固压紧螺钉即可密封。

系统中设有手动操作的按钮，这些按钮可以完成系统的各部调试、测试等功能。它们分别是：如图从左向右依次电源指示，状态（手动/自动），手动取样，手动反吹，手动校准。报警当系统启动后，所有的按钮都应该置于初始状态（即按钮没有按下，只有“电源指示”灯亮）。在此状态下，系统处于手动的操作状态，在此我们可以完成下列工作。

状态【手动/自动】系统初始为手动状态，按下【手动/自动】后，且该指示灯亮，为自动状态。系统进入自动运行状态。自动运行此时其它按键不起作用手动取样按下【手动取样】按钮系