2018年3月1日HJ75-2017標準實施后，CEMS的性能指標和運行質量得到了較大程度的提升，尤其是超低CEMS在電力行業(yè)超低排放監(jiān)測中應用取得了良好的效果。隨著非電行業(yè)深度治理和超低排放的實施，同時由于受非電行業(yè)工藝工況復雜性、不穩(wěn)定性等因素影響，CEMS在非電行業(yè)應用中存在較多的問題。通過對HJ75-2017實施將近兩年來非電行業(yè)CEMS存在問題的統(tǒng)計梳理和HJ75-2017標準的要求，發(fā)現(xiàn)標準在非電行業(yè)CEMS實際應用中存在一些疑問，給排污單位、運維人員和執(zhí)法人員的日常工作帶來了一些的困擾。以下就非電行業(yè)CEMS遇到的問題及標準要求進行梳理探討。

 

CEMS的正常運行

 

CEMS的正常運行：標準釋義“符合本標準的技術指標要求，在規(guī)定有效期內的運行，但不包括檢測器污染、儀器故障、系統(tǒng)校準或系統(tǒng)未經(jīng)定期校準、定期校驗等期間的運行。”

 

疑 問：

①技術指標主要指儀器性能指標，包括顆粒物CEMS零點漂移、量程漂移、線性相關系數(shù)、置信區(qū)間、允許區(qū)間，氣態(tài)污染物（含O2）CEMS零點漂移、量程漂移、示值誤差、系統(tǒng)響應時間、準確度，流速CMS速度場系數(shù)、速度場系數(shù)精密度，溫度CMS準確度，濕度CMS準確度。是否可以理解為所有技術指標同時滿足標準要求時CEMS才可以鑒定為正常運行。

 

②CEMS的安裝要求是否認定為技術指標，如認定為技術指標，CEMS的正常運行時安裝要求必須完全符合標準要求，若安裝要求應完全滿足標準要求，標準安裝要求中部分條款存在措辭不嚴謹，執(zhí)行中存在多種結果，無法判定的情況；例如“7.1.2.4為了便于顆粒物和流速參比方法的校驗和比對監(jiān)測，CEMS不宜安裝在煙道內煙氣流速小于5m/s的位置。”標準用語是“不宜”，實際現(xiàn)場安裝時很多場合存在流速小于5m/s，流速CMS是否可以認定為正常運行？根據(jù)標準不能進行明確的判定。

 

非電行業(yè)中小鍋爐煙氣排放口流速多在3m/s左右，采用單點差壓皮托管測量，流速比對很難在誤差范圍內。

 

③“規(guī)定有效期”表達內容含糊，處于不同角色的人員，理解上會存在偏差，可能理解為巡檢周期、校準周期或者校驗周期，可能理解為儀器檢測器的壽命周期，可能理解為自行監(jiān)測比對或者數(shù)據(jù)有效性審核的周期等等，標準規(guī)定有效期未給予明確規(guī)定。

 

④檢測器污染期間的運行可以認為是不正常運行，但是檢測器污染如何確定，不同設備廠家不同原理的分析儀，對檢測器污染的判斷條件和閥值要求不同，且多數(shù)設備廠家出于保密或技術水平限制，在操作說明書中未對檢測器污染如何判定進行闡述，發(fā)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)異常時通過廠家指導的方法來查找檢測器是否污染，整個過程中人為因素較多；對于監(jiān)測數(shù)據(jù)無明顯異常時，標準物質測試符合要求，測量煙氣超標，參比方法不超標，設備廠家判斷檢測器可能存在污染，CEMS是否屬于正常運行。同時檢測器污染多為樣氣接觸部分的測量氣室污染，但是也存在光源、濾光片、光學檢測器的老化或故障形成的異常或者不正常的情況，標準中未對檢測器污染進行釋義，判斷方法未得到明確，運維、執(zhí)法中形成較多問題無法確定和核查的情況。

 

水泥窯尾熱濕法CEMS在過量氨逃逸工況下，在氣室鏡片清理24小時內光譜能量衰減嚴重，氣室鏡片上再次附著的銨鹽結晶。

 

有效數(shù)據(jù)

 

有效數(shù)據(jù)：標準釋義“符合本標準的技術指標要求，經(jīng)驗收合格的CEMS，在固定污染源排放煙氣條件下，CEMS正常運行所測得的數(shù)據(jù)。”

疑 問：

①有效數(shù)據(jù)的條件是，CEMS技術指標符合標準要求、驗收合格、污染源存在煙氣排放、CEMS正常運行。固定污染源排放煙氣的條件如何判斷，附錄C.8只是對鍋爐的停爐、燜爐時的參數(shù)設定進行了說明，其他行業(yè)或工況排放的判定條件未明確，也未指出是否參考鍋爐參數(shù)執(zhí)行。

 

HJ75-2017附錄C.8關于鍋爐停爐、悶爐的參考設定

②對CEMS技術指標在適用性監(jiān)測測試的行業(yè)和工況下滿足標準要求，實際應用中應用在其他行業(yè)或工況下，安裝調試時技術指標符合要求，且驗收合格，實際長期運行中經(jīng)常發(fā)生部分技術指標不滿足標準要求的情況，數(shù)據(jù)是否可以判定為有效數(shù)據(jù)。

 

系統(tǒng)響應時間

 

系統(tǒng)響應時間：標準釋義“從CEMS系統(tǒng)采樣探頭通入標準氣體的時刻起，到分析儀示值達到標準氣體標稱值90%的時刻止，中間的時間間隔。包括管線傳輸時間和儀表相應時間。”

疑 問：

①從采樣探頭通入可以理解為采樣探頭處通入，采樣探頭一般有采樣探桿、濾芯和加熱腔體、探頭出口處接頭三部分組成，實際現(xiàn)場使用中多采用從探頭出口接頭處通入，部分場合存在通入標氣經(jīng)過采樣探頭濾芯的，少數(shù)采用從采樣探桿處通入的；不同地方通入響應時間各不相同，標準未對標氣在采樣探頭處通入的具體位置予以明確。

 

部分設備為保證響應時間和示值誤差，采用全程標氣管與伴熱管在采樣探頭處直接相連，以提高系統(tǒng)響應時間，降低探頭濾芯的影響。

 

②響應時間的測試計時開始時刻為從采樣探頭通入標氣的時刻，即響應時間測試時標氣應從平臺處采樣探頭通入，而現(xiàn)場實際應用中多采用從站房內通過全系統(tǒng)校準標氣管通入采樣探頭進行響應時間測試，在管線較長的場合，標氣傳輸時間增長，測試方法是否合理。

 

③響應時間測試的流程是按照設定采樣流量通入零氣，讀數(shù)穩(wěn)定后在用相同流量通入量程校準氣進行計時測試，設定流量是采樣流量或分析儀測量流量，還是某一個具體的設定流量，標準未予以明確，現(xiàn)場測試響應時間受通入標氣的流量影響較大，在標準不明確的情況下，響應時間測試人為影響因素較大。

 

④采用全程對CEMS進行校準時，是否需要在響應時間要求的時間內進行校準，標準未予以明確，對全程校準時數(shù)據(jù)響應慢穩(wěn)定時間大于200S的，是否可以對分析儀進行校準，標準中無相關表述。

 

冷干法CEMS進行全系統(tǒng)校準時，通入452mg/m3(SO2)標氣，111s數(shù)據(jù)有響應，重新計時169s后數(shù)據(jù)升至在127mg/m3，長時間通入標氣后數(shù)據(jù)緩慢上升，全程校準標氣使用量大且校準后分析儀測試數(shù)據(jù)偏差較大。

 

⑤響應時間測試中明確了標氣濃度為量程校準標氣，即量程（80-100%）標氣，對于超低排放后部分場合校準標氣為100mg/m3左右，冷凝除濕設備對SO2的吸附損失若在10mg/m3左右，除濕設備性能滿足HJ76-2017中的要求，在進行響應時間測試時采用量程校準氣（如100mg/m3的SO2）測試滿足要求；但是很多場合實際SO2排放濃度普遍小于30mg/m3，如果采用低濃度標氣或接近實際排放濃度標氣測試（比如30mg/m3SO2），標氣測試200s顯示20mg/m3或更低，響應時間不滿足標準要求。如果按照標準中方法進行測試，通入100mg/m3的標氣，200s內能達到90mg/m3，響應時間是滿足要求的。但是系統(tǒng)對實際排放煙氣中待測組分的損失是存在的，且損失濃度在測量濃度中所占比例較高，同時HJ75、76-2017中未對CEMS量程設置大小予以明確，在超低排放場合，響應時間采用量程校準氣進行測試是否合理。

 

⑥在進行示值誤差測試時是否有時間限制，標準中未予以明確。示值誤差測試時是否也要滿足響應時間的要求，即200s以內測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定的，按穩(wěn)定時的數(shù)據(jù)進行計算，200s讀數(shù)尚未穩(wěn)定的，按照200s時的讀數(shù)計算。

 

示值誤差

 

示值誤差：流程為先通入零氣和量程校準標氣對儀器進行調整，然后按照零氣、高濃度標氣，零氣、中濃度標氣，零氣、低濃度標氣全程通入系統(tǒng)，待顯示數(shù)值穩(wěn)定后讀取測定結果，并重復測試3次，求平均值，計算示值誤差。

疑 問：

①示值誤差測試前校準儀器零點，零氣要求是經(jīng)過濾的不含顆粒物、待測氣體的清潔干空氣或高純氮氣，如以空氣為零氣進行校準，標準中未對零氣水的含量（露點或絕對濕度）進行量化，將空氣中處理到絕對沒有水，實現(xiàn)成本過高，且不易保證，在實際應用中校準零氣（空氣）的露點對儀器的零點較大。

中小鍋爐分析儀零點校準采用空氣，停產后測量空氣，SO2零點漂移約1mg/m3，且測量數(shù)據(jù)隨氣溫和濕度變化，折算濃度異常。

 

②示值誤差測試使用的高、中、低濃度標氣是根據(jù)分析儀量程確定的，標準未對分析儀的量程進行要求；對于部分行業(yè)排放標準較高，排放濃度較低的場合，分析儀量程較大示值誤差測試容易滿足要求。但是測量實際排放濃度接近的標氣誤差較大，存在系統(tǒng)示值誤差測試合格，實際測量不準確的問題，此工況下示值誤差技術指標不能反應設備性能。

 

③示值誤差測試需要按照流程進行（即通多種濃度標氣），現(xiàn)場執(zhí)法時在未對設備進行零點和量程校準的情況下，通入單一濃度的標氣來作為示值誤差指標的判斷是否合理。

 

現(xiàn)場執(zhí)法時通入低濃度SO2,查看200s時測量數(shù)據(jù)是否在示值誤差在要求范圍內，以此來判斷設備是否滿足技術指標要求

 

 非電行業(yè)涉及行業(yè)和工藝眾多，工況和治理設施水平參差不齊，常規(guī)配置的CEMS在應用中可能存在諸多的問題，需要根據(jù)工藝工況對CEMS的采樣樣品處理及數(shù)據(jù)處理進行改進，以適應部分行業(yè)過程控制及排放的監(jiān)測，同時也需要對非電行業(yè)特殊工況下CEMS的適用性和標準符合性進行研究和探討。

山東新澤儀器有限公司研發(fā)的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，根據(jù)環(huán)保要求，可與環(huán)保部門聯(lián)網(wǎng)，實時監(jiān)測煙氣中SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、濕度等參數(shù)!