《水泥工业二氧化碳排放在线连续监测技术规范》

ICS13.020.01

CCSZ10

团体标准

T/CSTM00947-2023

水泥工业二氧化碳排放在线连续监测技术

规范

Technicalspecificationforon-linecontinuousmonitoringofcarbondioxide

emissionincementindustry

2023-XX-XX发布2023-XX-XX

实施

中关村材料试验技术联盟发布

水泥工业二氧化碳排放在线连续监测技术规范

1范围

本文件规定了水泥工业二氧化碳排放在线监测（简称CCEMS-CO2）系统组成和各结构

功能要求、连续监测要求、数据采集和记录及质量控制等内容。

本文件适用于水泥工业产生的二氧化碳排放量的在线监测。采用化石燃料（煤、天然气、

石油等）为能源的工业锅炉、工业炉窑的二氧化碳排放量在线监测可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期

的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括

所有的修改单）适用于本文件。

GB/T32150工业企业二氧化碳排放核算和报告通则

GB/T34286二氧化碳二氧化碳测量离轴积分腔输出光谱法

GB4915水泥工业大气污染物排放标准

HJ75固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范

HJ76固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测系统技术要求及检测方法

HJ2519环境标志产品技术要求水泥

QX/T125温室气体本底观测术语

3术语和定义

GB/T32150、GB4915、HJ2519、HJ75、QX/T125界定的以及下列术语和定义适用于

本文件。

3.1

水泥工业cementindustry

指从事水泥（熟料）制造的工业部门，水泥制造包括熟料生产及其配套的原料矿山、散

装水泥转运等，以及在进行熟料生产的同时利用水泥窑对固体废物进行无害化处置过程。

[来源：HJ848-2017，3.1，有修改]

3.2

水泥工业烟气排放连续监测系统-CO₂cementcontinuousemissionmonitoringsystem-CO₂，

CCEMS-CO2

连续监测水泥工业固定污染源烟气参数和二氧化碳排放浓度和排放量所需要的全部设

备，简称CCEMS-CO2。

[来源：HJ75-2017，3.3，有修改]

3.3

水泥窑cementkiln

水泥熟料煅烧设备，通常包括回转窑和立窑两种形式。

[来源：GB4915-2013，3.2]

4系统组成和各结构功能要求

4.1系统组成与结构

CCEMS-CO2应由烟气参数监测单元、二氧化碳监测单元、数据采集与处理单元组成。

CCEMS-CO2系统结构主要包括样品采集和传输装置、预处理设备、分析仪器、数据采集和

传输设备以及其它辅助设备等。

CCEMS-CO2也可在污染源现有的气态污染物连续监测系统上增加二氧化碳监测单元，

共用一套系统，实现连续监测要求。

4.2结构功能要求

4.2.1测量功能参数

CCEMS-CO2应能实现测量烟气中烟气参数（温度、压力、流速或流量、湿度、含氧量

等）、二氧化碳浓度、同时计算烟气中二氧化碳的排放速率和排放量，显示（可支持打印）

和记录各种数据和参数，并通过数据、图文等方式传输，具体监测技术方法按照HJ76要求

执行。

4.2.2样品采集和传输装置

4.2.2.1CCEMS-CO2样品采集和传输装置主要包括采样探头、样品传输管线、流量控制

设备和采样泵等；

4.2.2.2样品采集及传输装置具备加热功能，一般应在120℃以上，且应高于烟气露点温

度10℃以上，其实际温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询。

4.2.2.3样品采集装置应具备加热、保温和反吹净化功能，材质应选用耐高温、防腐蚀

和不吸附、不与二氧化碳发生反应的材料，配备有可更换或清洗过滤器，过滤装置能过滤（5～

10）μm粒径的颗粒物。

4.2.2.4样品传输管线长度应适中，样品传输管线内包覆的气体传输管应至少为两根，

一根用于样品气体的采集传输，另一根用于标准气体的全系统校准。

4.2.2.5采样泵应具备克服烟道负压的足够抽气能力，并且保障采样流量准确可靠、相

对稳定。

4.2.3预处理设备

4.2.3.1CCEMS-CO2预处理设备主要包括样品过滤设备和除湿冷凝设备，预处理设备及

其部件应方便清理和更换，且其材质不应吸附或与二氧化碳发生反应。

4.2.3.2气体样品进入分析仪之前宜设置精细过滤器，过滤器应至少能过滤0.5～2μm

粒径的颗粒物。

4.2.3.3除湿设备出口烟气露点温度应≤4℃，冷凝除湿设备的设置温度应保持在4℃左

右，正常波动在±2℃以内，其实际温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询，其除湿过

程产生的冷凝液应采用自动方式收集和排出

4.2.4分析仪器

4.2.4.1CCEMS-CO2分析仪器用于对采集的污染源烟气样品进行测量分析。

4.2.4.2分析仪器应能用手动和（或）自动方式进行零点和量程校准。

4.2.4.3采用抽取测量方式的CCEMS-CO2，应具备固定的和便于操作的标准气体全系统

校准功能；即能够完成样品采集和传输装置、预处理设备和分析仪器的全系统校准。

4.2.4.4采用直接测量方式的CCEMS-CO2，应具备稳定可靠和便于操作的标准气体流动

等效校准功能；即能够通过内置或外置的校准池，完成对系统的等效校准。

4.2.5数据采集和传输设备

4.2.5.1数据采集和传输设备用于采集、处理和存储监测数据，并能按中心计算机指令

传输监测数据和设备工作状态信息。

4.2.5.2数据采集和传输设备应显示和记录超出其零点以下和量程以上至少10%的数据

值。当测量结果超过零点以下和量程以上10%时，数据记录存储其最小或最大值。

4.2.5.3数据采集和传输设备应具备显示、设置系统时间和时间标签功能，数据为设置

时段的平均值。能够显示实时数据，具备查询历史数据的功能，并能以报表或报告形式输出.

4.2.5.4系统应设置通信接口，并具备数字信号输出和通讯功能。应具有中文数据采集、

记录、处理、存储、表格及图文显示、故障警告和打印等功能的操作软件。

4.2.5.5仪器掉电后，能自动保存数据；恢复供电后系统可自动启动，恢复运行状态并

正常开始工作。

4.2.6辅助设备

4.2.6.1采用抽取测量方式的CCEMS-CO2，其辅助设备主要包括尾气排放装置、反吹净

化及其控制装置、稀释零空气预处理装置以及冷凝液排放装置等.

4.2.6.2采用直接测量方式的CCEMS-CO2，其辅助设备主要包括气幕保护装置和标气流

动等效校准装置等。

4.2.6.3CCEMS-CO2排气管路应规范敷设，不应随意放置，防止尾气排放不畅。

4.2.6.4当室外环境温度低于0℃时，尾气排放管应配套加热或伴热装置，确保排放尾气

中的水分不冷凝或结冰，造成尾气排放管堵塞和排气不畅。

4.2.6.5CCEMS-CO2应配备定期反吹装置，用以定期对样品采集装置等其它测量部件进

行反吹，避免出现由于颗粒物等累积造成的堵塞状况。

4.2.6.6直接测量方式的CCEMS-CO2应具有防止外部光学镜头和插入烟囱或烟道内的

反射或测量光学镜头被烟气污染的净化系统（即气幕保护系统）.净化系统应能克服烟气压

力，保持光学镜头的清洁；净化系统使用的净化气体应经过适当预处理确保其不影响测量结

果。

4.2.6.7具备除湿设备的CCEMS-CO2，应能通过冷凝液排放装置将除湿过程产生的冷凝

液及时、顺畅排出。具备稀释采样系统的CCEMS-CO2，其稀释零空气必须配备完备的气体

预处理系统，主要包括气体的过滤、除水、除油、除烃及除二氧化碳等环节。

4.2.6.8CCEMS-CO2机柜内部气体管路以及电路、数据传输线路等应规范敷设，同类管

路应尽可能集中汇总设置；不同类型的管路或不同作用、方向的管路应采用明确标识加以区

分，各种走线应安全合理，便于查找维护维修。

4.2.6.9CCEMS-CO2机柜内应具备良好的散热装置，确保机柜内的温度符合仪器正常工

作温度，应配备照明设备，便于日常维护和检查。

4.3站房要求

4.3.1监测站房的建筑设计应满足在线监测监控功能需求且专室专用，建设在远离腐蚀

性气体的地点，并满足所处位置的气候、生态、地质、安全等要求。

4.3.2应为室外的CCEMS-CO2提供独立或与其他CEMS共用站房，监测站房与采样点

之间距离应尽可能近，原则上不超过70m。监测站房的基础荷载强度应≥2000kg/m2。若站

房内仅放置单台机柜，面积应≥2.5×2.5m2。若同一站房放置多套分析仪表的，每增加一台机

柜，站房面积应至少增加3m2，便于开展运维操作。站房空间高度应≥2.8m，站房建在标高

≥0m处。

4.3.3监测站房内应安装空调和采暖设备，室内温度应保持在15～30℃，相对湿度应

≤60%，空调应具有来电自动重启功能，站房内应安装排风扇或其他通风设施。

4.3.4监测站房内配电功率能够满足仪表实际要求，功率不少于8kW，至少预留三孔插

座5个、稳压电源1个、UPS电源一个。

4.3.5监测站房内应配备不同浓度的有证标准气体，且在有效期内，以满足日常零点校

准、量程校准、校验的需要。低浓度标准气体可由高浓度标准气体通过经校准合格的等比例

稀释设备获得（精密度≤1%），也可单独配备。

4.3.6监测站房应有必要的防水、防潮、隔热、保温措施，在特定场合还应具备防爆功

能。监测站房应具有能够满足CCEMS-CO2数据传输要求的通讯条件，应符合HJ75及

T/CAEPI11的基本要求。

4.4外观要求

4.4.1CCEMS-CO2应具有产品铭牌，铭牌上应标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编

号、制造日期、仪器量程等信息。

4.4.2CCEMS-CO2仪器表面应完好无损，无明显缺陷，各零、部件连接可靠，各操作键、

按钮使用灵活，定位准确。

4.4.3CCEMS-CO2主机面板显示清晰，涂色牢固，字符、标识易于识别，不应有影响读

数的缺陷。

4.4.4CCEMS-CO2外壳或外罩应耐腐蚀、密封性能良好、防尘、防雨。

4.5工作条件及安全要求

4.5.1在温度-20～50℃，相对湿度≤85%，大气压80～106kPa的环境温度下CCEMS-CO2

应能正常工作，在特殊地区或特殊环境下，如低温、低压等特殊环境条件下，仪器设备的配

置应满足当地环境条件的使用要求。

4.5.2在环境温度为15～35℃，相对湿度≤85%条件下，系统电源端子对地或机壳的绝

缘电阻不小于20MΩ。

4.5.3在环境温度为15～35℃，相对湿度≤85%条件下，系统在1500V（有效值）、50Hz

正弦波实验电压下持续1min，不应出现击穿或飞弧现象。

4.5.4系统应具有漏电保护装置，具备良好的接地措施，防止雷击等对系统造成损坏。

4.6设备技术要求

技术指标验收包括零点漂移、量程漂移、示值误差、系统响应时间和准确度验收。现场

验收时，先做示值误差和系统响应时间的验收测试，不符合技术要求的，可不再继续开展其

余项目验收。

二氧化碳监测设备的示值误差、系统响应时间、零点漂移和量程漂移和准确度的技术要

求如表1所示，其它设备参数参考HJ75中表1和表2的相关要求。

表1监测参数不确定度要求

项目要求

系统响应时间≤200s

CO2示值误差相对误差≤±5%（标称值）

24h零点漂移和量程点漂移±2.5%F.S.

排放浓度平均值：

准确度≥20%时，相对准确度≤10%

＜20%时，绝对误差≤2%

不确定度＜2.5%

流速不确定度＜6.0%

温度不确定度＜0.2%

静压不确定度＜0.5%

湿度不确定度＜1.0%

含氧量（干基、湿基）不确定度＜2.0%

注：以上不确定度均为95%置信区间的扩展不确定度。

5连续监测要求

5.1监测位置

5.1.1监测点位应设置在水泥窑窑尾烟气排放管道上。

5.1.2CCEMS-CO2采样孔应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向≥2倍烟道直径，以

及距上述部件上游方向≥0.5倍烟道直径处或选择在气流稳定的断面，并采取相应措施保证

监测断面烟气分布相对均匀，断面无紊流。

5.2监测频次

5.2.1以下参数应实现连续监测：烟气流速或体积流量、烟气二氧化碳浓度、烟气温度、

烟气静压、烟气湿度、烟气含氧量，监测频次至少每5秒/次。

5.2.2大气压力应至少每分钟监测一次。

5.3烟气参数CMS监测方法

烟气参数（流速、温度、湿度）CMS性能指标检测方法可参照HJ76执行。

6数据采集和记录

6.1至少每5秒采集一组CCEMS-CO2测量的实时数据，包括：水泥窑窑尾烟气排放流

速或体积流量、烟气二氧化碳体积浓度、烟气温度、烟气静压、烟气湿度。

6.2至少每分钟记录存储一组系统测量的分钟数据，数据为该时段的算术平均值。若测

量结果有湿/干基不同转换数值，则应同时显示记录该测量值湿基和干基的测量数据。

6.3小时数据应包含本小时内至少45分钟的有效数据，为该时段浓度算术平均值，小

时数据记录表即为日报表。数据记录格式和应记录的参数可参照附录表A.1.。

6.4日数据，至少包含20小时有效数据，为该时段的算术平均值，日数据记录表即为

月报表。数据记录格式和应记录的参数可参照附录表A.2.。

6.5月数据应包含本月至少25天（其中二月份至少23天）的日有效数据，数据均为该

时段的算术平均值，月数据记录表即为年报表。数据记录格式和应记录的参数可参照附录表

A.3，CCEMS-CO2非正常运行导致本月有效数据天数不足时，按照表2失控时间段数据处

理方式进行处理。

6.6数据报表中应统计记录当日、当月、当年各指标数据的最大值、最小值和平均值，

报表中的二氧化碳浓度及烟气流量均为干基标准状态值。

表2失控时段的数据处理方法

月度有效数据捕集率α连续失控小时数N（h）修正参数选取值

上次校准前180个有效小时

N≤24

排放量最大值

α≥90%

上次校准前720个有效小时

N＞24二氧化碳的排放量

排放量最大值

上次校准前2160个有效小时

80%≤α＜90%-

排放量最大值

7质量控制

7.1一般要求

当CCEMS-CO2任一参数不满足技术指标要求而失控时，应及时按照本规范及仪器说明书

等的相关要求，采取校准、调试乃至更换设备重新验收等纠正措施直至满足技术指标要求为止。

7.2检测质量保证

7.2.1CCEMS-CO2现场检测应包括初检，90天运行和复检。CCEMS-CO2调试完成后正

常运行168h可进行初检；CCEMS-CO2初检合格后，进入90天现场运行期；90天运行符合要

求后，进行复检。初检和复检期间除进行系统零点和量程校准外，不允许对系统进行计划外

的维护、检修和调节。

表3CCEMS-CO2初检与复检期间检测项目及技术要求

检测项目技术要求

系统响应时间≤200s

示值误差相对误差≤±5%（标称值）

24h零点漂移和量程漂移F.S.的±2.5%以内

初检排放浓度平均值：

期间≥20%时，相对准确度≤10%

准确度≥14%～＜20%时，绝对误差≤2%

≥7%～＜14%时，相对误差≤15%

CCEMS-CO2

＜7%时，绝对误差≤1%

24h零点漂移和量程漂移F.S.的±2.5%以内

排放浓度平均值：

复检≥20%时，相对准确度≤10%

期间准确度≥14%～＜20%时，绝对误差≤2%

≥7%～＜14%时，相对误差≤15%

＜7%时，绝对误差≤1%

注1：F.S.表示满量程。

7.2.2CCEMS-CO2检测应在固定污染源正常排污条件下进行。初检和复检时，必须有专

人负责监督工况，在测试期间保持相对稳定。

7.2.3对于完全抽取式CCEMS-CO2和稀释抽取式CCEMS-CO2，当进行零点和量程校准

时，零气和标准气体与样品气体通过的路径（如：采样管、过滤器、洗涤器、调节器等）应

保持相同。

7.2.4对于直接测量式CCEMS-CO2，当进行零点和量程校准时，应通入流动零气和标准

气体进行校准。

7.2.5二氧化碳参比方法可采用HJ76附录D；采用仪器分析法进行比对测试时，使用的

参比仪器应满足本标准或相关便携仪器技术标准要求。每次比对测试前应按照仪器操作说明

要求，使用零点和量程校准气体对参比仪器进行零点和量程校准。

7.3运行期质量保证

CCEMS-CO2至少进行90天的运行，运行期间CCEMS-CO2质量保证应符合以下基本要

求：

7.3.1运行期可间隔一段时间（≥15天）使用零气和量程校准气体校准一次系统零点和

量程，24h零点漂移和量程漂移应不超过±2.5%满量程。

7.3.2污染源停运到开始生产前应及时对分析设备及采样、预处理系统和烟气参数监测

设备性能进行检查；复产后应对CCEMS-CO2进行全系统的性能检查和测试；定期检查温控

系统，确保采样探头、伴热管线、过滤器达到系统规定的要求；定期对清吹空气保护装置进

行维护，检查空气压缩机或鼓风机、软管、过滤器等部件；定期检查CCEMS-CO2的过滤器、

采样探头和管路的结灰、冷凝水情况、采样泵膜老化状态，若发现数据异常应及时维护；定

期检查流速探头的积灰和腐蚀情况、反吹泵和管路的工作状态；定期检查仪表的各项关键参

数。

7.3.3每3个月至少做一次校验，具备自动校准功能的CCEMS-CO2每6个月至少做一

次校验，参比方法与CCEMS-CO2同时段数据进行比对当校验结果不符合准确度指标要求时，

则应扩展为评估CCEMS-CO2的准确度校正，校正方法参考T/CAEPI48。

表4CCEMS-CO2调试检测项目和验收技术性能指标要求

调试检测项目验收技术性能指标要求

系统响应时间≤200s

示值误差应在标准气体的标称值的±5%以内。

24h零点漂移和量程漂移应在F.S.的±2.5%以内。

当参比方法测量烟气中二氧化碳排放浓度的平均值：

CO2

1）≥20%时，相对准确度≤10%；

准确度2）≥14%～＜20%时，绝对误差≤2%；

3）≥7%～＜14%时，相对误差≤15%；

4）＜7%时，绝对误差≤1%。

注1：F.S.表示满量程；

注2：二氧化碳参比方法和CEMS-CO2测定值均为干烟气体积浓度值。

7.3.4标准气体应在有效期内使用，其标准物质认定证书中不确定度应在±2%以内；零

气可使用氮气（纯度≥99.999%）或不干扰测定的洁净空气，含有其他气体的浓度不得干扰

仪器的读数；采用稀释设备对标准气体进行稀释配比的，稀释设备流量示值误差应在设定流

量的±1%以内。

附录A

（规范性附录）

CEMS-CO2日报表、月报表和年报表

表A.1水泥炉窑二氧化碳排放连续监测小时平均值日报表

排放源名称：CEMS-CO2型号、编号：

排放源编号：监测日期：年月日

CO2浓CO2排放含氧量含氧量

时间流量a温度静压湿度大气压负荷备注

度量（干基）（湿基）

单位%m3/hkg/hPa%%%kPa%—

00~01℃

01~02

02~03

03~04

04~05

05~06

06~07

07~08

08~09

09~10

10~11

11~12

12~13

13~14

14~15

15~16

16~17

17~18

18~19

19~20

20~21

21~22

22~23

23~24

平均值

最大值

最小值

日排放量—————————

a指标准状态下湿烟气流量。

上报单位（盖章）：负责人：报告人：报告日期：年月日

表A.2水泥炉窑二氧化碳排放连续监测日平均值月报表

排放源名称：CEMS-CO2型号、编号：

排放源编号：监测月份：年月

日期CO2浓度流量aCO2排放温度静压湿度含氧量含氧量大气压负荷备注

量（干基）（湿基）

单位%×104m3/dkg/d℃Pa%%%Pa%-

1日

2日

3日

4日

5日

6日

7日

8日

9日

10日

11日

12日

13日

14日

15日

16日

17日

18日

19日

20日

21日

22日

23日

24日

25日

26日

27日

28日

29日

30日

31日

平均值

最大值

最小值

样本数

月排放量

—————————

a指标准状态下湿烟气流量。

上报单位（盖章）：负责人：报告人：报告日期：年月日