CEMS專題培訓二〇一六年五月一、污染物基本概念及其控制措施二、污染物監測三、維護四、數據范圍及異常處理目錄cems專題培訓一、污染物概念極其控制措施cems專題培訓1.顆粒物水泥工業排放的大氣顆粒物有兩種:粉塵和煙塵。一種是由破碎、粉磨、或粉狀物料倒運等純物理過程產生的大氣顆粒物，稱為：粉塵；另一種是由于燃燒、化學反應參與的熱工過程所產生的大氣顆粒物，稱為：煙塵。2.二氧化硫二氧化硫（化學式：SO2）是最常見的硫氧化物。無色氣體，有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一?；鹕奖l時會噴出該氣體，在許多工業過程中也會產生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物，因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶于水中，會形成硫酸（酸雨的主要成分）。若把SO2進一步氧化，通常在催化劑如二氧化氮的存在下，便會生成硫酸。這就是對使用這些燃料作為能源的環境效果的擔心的原因之一。cems專題培訓3.氮氧化物氮氧化物指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物。常見的氮氧化物有一氧化氮(NO，無色)、二氧化氮(NO2，紅棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等，其中除五氧化二氮常態下呈固體外，其他氮氧化物常態下都呈氣態。作為空氣污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。（1）原、燃料NOx水泥生產使用的原燃料均來自于自然界，其中不可避免的會含有一定量有機物和低分子含氮化合物，由該部分氮元素直接轉化的NOx稱為原、燃NOx。原料中的氮主要來源于礦石沉積的含氮化合物，其含氮量一般在20～100ppm。相對于熱力氮和燃料氮，原料中氮含量對水泥生產過程中總NOx的產生量可忽略不計。燃料中的氮主要為有機氮，屬于胺族（N-H和N-C鏈）或氰化物族（C=N鏈）等，其含量一般在0.5%～2.5%。cems專題培訓（2）熱力型Nox熱力型NOx由空氣中的氮氣和氧氣在高溫下發生化學反應而來，其生成速度與溫度的關系是由捷里道維奇提出來的，因此稱為捷里道維奇機理。當燃燒溫度低于1500℃時，幾乎觀測不到NOx的生成，當溫度高于1500℃時，溫度每升高100℃，反應速率將增大6～7倍。因此，熱力型NOx主要在燃燒的高溫區產生，燃燒溫度對其產生量具有決定性的影響。此外，熱力型NOx的產生濃度還與N2、O2濃度及停留時間有關。（3）快速型Nox在欠氧環境下，燃料中的碳氫化合物燃燒分解生成CH、CH2以及C2等基團，它們與氮分子，以及O、OH等原子基團反應而在很短的時間內大量產生NOx，稱為快速型NOx?？焖傩蚇Ox對溫度的依賴性很弱，它的生成量一般總NOx生成量的5%以下。cems專題培訓新型干法水泥生產系統：生料經懸浮預熱器預熱后，進入分解爐內發生分解反應，然后從窯尾進入回轉窯中，在回轉窯內完成燒成過程，最終形成熟料并從窯頭卸入冷卻機。煤粉在回轉窯窯頭及分解爐兩處燃燒。新型干法水泥窯系統中NOx主要的產生區域在回轉窯和分解爐兩處。分解爐內溫度較低（小于1200℃），主要以燃料型NOx為主；回轉窯內除產生燃料型NOx外，其內最高氣體溫度可達2200℃，會生成大量的熱力型NOx。cems專題培訓脫硝（SNCR）選擇性非催化還原是指無催化劑的作用下，在適合脫硝反應的“溫度窗口”內噴入還原劑將煙氣中的氮氧化物還原為無害的氮氣和水。該技術一般采用爐內噴氨、尿素或氫氨酸作為還原劑還原NOx。還原劑只和煙氣中的NOx反應，一般不與氧反應，該技術不采用催化劑，所以這種方法被稱為選擇性非催化還原法（SNCR）。用催化劑，因此必須在高溫區加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850~1100℃的區域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應生成N2和水。采用NH3作為還原劑，在溫度為900℃~1100℃的范圍內，還原NOx的化學反應方程式主要為：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO+2O2→3N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2Ocems專題培訓二、污染物監測cems專題培訓2015年7月1日起排放標準cems專題培訓煙氣污染物主要是指煙塵顆粒物、SO2和NOXCEMS是英文ContinuousEmissionMonitoringSystem的縮寫，即煙氣排放連續監測系統。抽取式采樣系統是將煙氣從煙道中抽取出來（真空隔膜泵抽?。┤缓髠魉偷椒治鰞x加以測量的系統。根據使用需要的不同，可以選擇不同的測量參數；（如：SO2、NO、CO、O2、溫度、顆粒物、濕度、壓力等）配套的SMC-900數據采集系統

（DAS），可對數據進行處理、運算、存儲、生成數據報表、數據傳輸等功能，還可以通過調制解調器（Modem、GPRS、CDMA）將數據傳送至環保行政主管部門，使用單位也可以進行遠程的監測或接入DCS系統1.系統組成簡介cems專題培訓SMC-9021工作原理采用抽取氣體進行分析的方法。煙道中的氣體經過加熱的取樣探頭，伴熱取樣管路，進入到樣氣預處理裝置；在預處理裝置中，樣氣經快速冷卻除去水分，而后進入紅外分析儀進行分析。由于對樣氣采取了全程伴熱、快速冷凝脫水的方法，最大限度地降低了SO2的損失，提高了分析精度。紅外分析儀器采用不分光紅外原理，不同組分的氣體分別吸收相應波長的光線，根據氣體吸收光線強度的情況來測定氣體組分的含量。cems專題培訓cems專題培訓

煙氣排放連續監測系統（CEMS）系統配置：取樣探頭、加熱取樣管線、樣氣預處理單元、分析儀表、PLC控制單元、數據采集及傳輸系統。其它參數包括煙塵濃度（濁度）、溫度、壓力、流速、濕度主要特點：加熱型取樣探頭，保證取樣過程煙氣不冷卻取樣探頭具備反吹功能，延長維護周期輸氣管路伴熱保溫，輸送樣氣過程中無冷凝快速冷凝脫水，SO2損失小可編程控制自動取樣、自動反吹、自動排水、保證長期工作cems專題培訓1.取樣探頭帶過濾器取樣探頭的作用是除去煙氣中的煙塵顆粒物，過濾器（濾芯）采用多孔陶瓷材料制成，并在在過濾器腔體采取了恒溫加熱措施，使過濾器和樣品氣的溫度高于煙氣中水分的露點溫度。探頭水平安裝時法蘭要上翹10-15度。法蘭盤螺絲孔呈“十”子型cems專題培訓逆時針旋轉轉輪，待擋桿松動后將擋桿旋到一側拔出濾芯更換陶瓷濾芯同時要檢查密封“O”圈是否破損、老化，出現問題要及時更換,建議“O”圈上涂真空硅脂cems專題培訓2.取樣管線采樣復合管是由2根耐腐四氟管和自限溫伴熱帶組成，外加保溫層、鋁帶，最后敷以阻燃聚烯烴保護外套復合而成運輸安裝時避免在地面拖拉或浸入水、油中，并防止重物墜落砸傷。伴熱帶額定電壓220V/AC,最高加熱溫度135℃電源應采用漏電保護開關，屏蔽層必須接地并加裝直型接線盒。自限溫伴熱帶送電啟動時會有“浪涌電流”現象，建議復合管長度>20m時加裝自動限流器。復合管安裝的最小轉彎半徑0.5m。最大使用長度80m，特殊情況需說明綁扎間距：垂直方向1.5m，水平方向2m。線芯對屏蔽層的絕緣電阻檢查，>20MΩ，濕度大的環境下可放寬到>2MΩ，小于2MΩ要查清原因方可送電。取樣探頭開始，復合氣體取樣管應以不小于1%的坡度向下傾斜(或傾斜5°)至儀器室。最后進入到儀器室內。cems專題培訓自限溫伴熱帶接線剝出線芯時應避免多股線芯斷股，使導線截面變小，引起過熱燒毀。自限溫伴熱帶的兩條線芯嚴禁短路，末端要剪成斜口，一般情況下要用熱縮套管密封，并加裝防爆終端。防爆終端螺絲要擰緊，不致被外力拔脫自動限流器使用長度帶漏電保護斷路器限流器電源線線徑10米10A2.5mm210-20米16A2.5mm220-30米16A使用4mm230-40米20A使用4mm240-50米25A使用4mm250-60米32A使用6mm260-70米32A使用6mm270-80米40A使用6mm2附表：采樣復合管電源線徑選擇直型接線盒cems專題培訓3.預處理單元煙氣經過取樣探頭后，由加熱的采樣復合管（伴熱至140℃左右）傳送到預處理單元（位于機柜中）。預處理單元承擔著除塵、除水和溫度、壓力、流量調節等任務。當樣氣含水量較大時對測量系統的危害樣氣中的水分會吸收紅外輻射，給測量造成干擾水分冷凝在氣室鏡片上，會產生較大的測量誤差水分的存在會增強樣氣中腐蝕性氣體的腐蝕作用高含水的樣氣溫度降至室溫，過飽和的水析出后，樣氣中易溶于水的組分會部分溶解，造成該組分的濃度變化預處理單元包含取樣反吹閥、汽水分離器、樣氣泵、壓縮冷凝器，安全過濾器、樣氣流量計后，送到紅外氣體分析儀。cems專題培訓9021系統流程簡圖cems專題培訓SICKMAIHAKBeijing預處理部分常見故障處理故障現象可能的原因原因判斷處理方法SO2、NO測量值偏低；或O2偏高。一般判斷為系統漏氣蠕動泵泵管損壞，一般是泵管出現裂縫，蠕動泵旋轉一周，樣氣流量計浮子波動一次。更換蠕動泵管安裝不正確，擰開進（排）氣管，向內按壓泵管接頭，會有后退現象重新安裝氣路負壓部分的接頭松動或損壞、取樣探頭接頭松動、取樣探頭密封圈損壞對分析柜內的氣路進行負壓檢漏，如不能通過，應該從取樣/反吹閥到樣氣泵進口逐級負壓檢漏排查。如果柜內不漏，可能是復合管或探頭處漏氣，應檢查探頭處的接頭和密封圈，必要時更換取樣反吹閥漏氣，每次反吹后氧值下降比較慢調整或更換反吹閥濕度儀的射流泵堵塞，濕度儀處于反吹狀態時氧值正常，濕度儀處于測量狀態時氧值升高，并且周期性交替出現。清理濕度儀射流泵脫硝系統探頭反吹電磁閥內有雜質，造成的電磁閥關閉不嚴，壓縮空氣進入探頭打開電磁閥閥體清潔，必要時將反吹氣源管放空，吹出氣管內的雜質cems專題培訓故障現象可能的原因原因判斷和處理方法樣氣流量低或為零分析系統處于故障狀態，樣氣泵停止工作，樣氣流量為零分析儀故障、冷凝器溫度（T>10或T<0℃）、露點報警只有這三個原因會使分析系統處于故障狀態探頭濾芯或采樣復合管線堵塞斷開分析柜內的采樣管線接頭，樣氣流量可恢復至正常，說明是探頭和管線部分的問題，大多時候是需要更換探頭濾芯了樣氣泵電機能工作但抽力不足用手堵住樣氣泵進口或連接到樣氣泵進口的管線，感覺不到樣氣泵的吸力并且泵聲音沒有變大。泵抽力不足的原因是泵膜損壞（更換）、氣門膜片臟（清潔）、泵體漏氣泵出口至分析儀部分漏氣或堵塞，如：接頭松動、漏氣手動校準閥處于校準氣通狀態放空閥開度太大過濾器堵塞流量計內密封圈損壞泵抽力正常，斷開泵進氣口的，流量也不能恢復至正常?；芈氛{節閥開度太大cems專題培訓樣氣泵拆解cems專題培訓MAK10壓縮冷凝器設備運行4500小時而未進行維護操所。維護請求黃燈亮。同時按2和3鍵并持續2秒，報警將被復位，運行時間也同時歸零。電源保險6.3A。TLO<0.5或>10度報警（紅燈）亮風扇下部的冷凝器臟污會影響到冷凝器的制冷效果。蠕動泵泵管損壞需更換。冷凝器工作環境溫度5<TA<45℃cems專題培訓紅外氣體儀的相關概念紅外線是一種看不見的光，其波長范圍為0.78—1000微米。紅外分析儀的原理是基于某些氣體對紅外線的選擇性吸收。當某一波長紅外輻射的能量恰好等于某種分子振動能級的能量之差時，

才會被該種分子吸收，并產生相應的振動能級躍遷，這一波長便稱為

該種分子的特征吸收波長。4.紅外氣體分析儀cems專題培訓紅外氣體分析儀原理使紅外光通過裝在一定長度容器內的被測氣體，然后測定通過氣體后的紅外線輻射強度I根據朗伯-比爾定律：（1）I=I0e-kclI0——原始的發射光強；I——經過被測組分后的光強；K——被測組分對光能的吸收系數；c

——被測組分的摩爾百分濃度；l——光線通過被測氣體的長度（氣室長度）；e-kcl可根據級數展開：（2）e-kcl=1+（-kcl）+（-kcl）2/2！+（-kcl）3/3！+···當待測組分濃度很低時kcl遠小于1，略去（-kcl）2/2！以后各項，簡化為（3）e-kcl=1-kcl（4）c=（I0-I）/I0kl可以看出當cl很小時，輻射能量的衰減和濃度c呈線性關系cems專題培訓紅外氣體分析儀可分為不分光型（非色散型）和分光型（色散型），不分光型（NDIR）是指光源發出的連續光譜全部都投射到被測樣品上，待測組分吸收其特征吸收波帶的紅外光。S710屬于不分光紅外。S710常用菜單1.1顯示所有測量組分（圖）。2.1顯示狀態/錯誤性息（可對照手冊查詢故障信息的原因、處理方法）。4.2.x手動校準相應組分的零點或量程6.3.2.x更改相應組分的標準氣標稱值6.9.4.2恢復出廠設置（慎用，前提是出廠后所有正確的更改都做了保存）。7.3漂移值復位

（分析模塊重新調整，清潔、更換后用。當模塊的物理狀態跟初始狀態相差很大需要進行機械和電氣調整，而漂移復位并不能代替這種調整）。7.4基本校準（更換、調整內部分析模塊和絕對漂移值達到極限時可執行基本校準）。

cems專題培訓S710系列分析儀面板指示燈功能燈（FUNCTION）有紅/綠兩種狀態。

綠色——表示工作正常，可以開始測量；

紅色——儀器工作不正常，可能的原因：-剛上電不久內部加熱溫度沒有達到設定值-儀器內部有故障-測量功能被打斷（如；樣氣流量低）維修（SERVICE）黃燈亮或滅

黃燈表示儀表內部問題已經出現，

還沒有影響到測量功能，但

必須盡快處理；

當進入專家菜單或儀器在校準時

黃燈也會點亮。報警（ALARM）紅燈亮或滅

紅燈亮表示某測量組分的測

量值已經達到或超過預先設

定的報警極限值。cems專題培訓電化學氧模塊的更換氧模塊的使用壽命一般2年左右。氧模塊電壓低于30mV必須更換，新的氧模塊為50mV左右新氧模塊安裝好后，通空氣查看7115菜單第4項顯示的電壓值，如不在正常范圍，可能是接觸不良，或主板通道損壞。更換完氧模塊要對氧組分進行

基本校準（7.4菜單）cems專題培訓紅外氣體分析儀使用注意事項保證通入分析儀內部的樣品氣清潔、干燥（無結露）。光學部件（光源、氣室、檢測器）的相對位置不能改變。光學部件拆開后暴露在空氣中，會迅速吸收空氣中的水分，內部干燥器桶失效后會造成器件腐蝕。cems專題培訓CEMS標定校零

面板控制按鈕均在手動位置，按下手動校準按鈕。按下N2按鈕，此時通入高純氮氣，調整流量為0.5到0.7L/min左右，選擇4、2、1菜單，按回車鍵確認；儀器校準完成后，屏幕上彈出對話框，此時按下回車鍵，屏幕上顯示校準偏差數值，如果在允許范圍之內，按下回車鍵確認，此項校準結束。4-2-4NO校準4-2-3SO2校準4-2-5O2校準NOx=NO*1.53SO2：ppm*2.86=mg/m3NOx:ppm*1.34=mg/m3cems專題培訓cems專題培訓

cems專題培訓cems專題培訓cems專題培訓5.煙氣參數測量子系統測量參數有流速、溫度、壓力、濕度、氧量，其作用是測量標準狀態下的干煙氣流量，以便計算排污總量工況煙氣流量

Qs=3600*F*Vs式中：F：測定斷面的面積，m2；Vs:平均流速；Qs：工況下濕煙氣流量，m3/h；干煙氣流量：Qsn=Qs*273/（273+Ts）*（Ba+Ps）/101325*（1-Xsw）式中：Qsn：標準狀態下干煙氣流量，m3/h；Ba：大氣壓力，Pa；Ps：煙氣靜壓，Pa；Ts:煙氣溫度，℃；Xsw：煙氣中水分含量體積百分比，%；cems專題培訓含氧量折算空氣過剩系數：а=21/（21-Xo2）式中：а：實測的過量空氣系數；Xo2：測量的氧氣濃度；折算濃度的計算：C=c’*а/аs式中：c:折算濃度；c’：so2，nox,塵實測量值；а：實測的過量空氣系數；аs：有關排放標準中規定的過量空氣系數（標準空氣過剩系數）；cems專題培訓型號：SMC-900數據處理系統具備編程，采集，儲存，傳送功能。符合HJ/T76-2007標準的所有技術要求。模擬量監測：8通道，可按用戶要求擴展到16通道；輸入信號4-20mA或1-5V；分辨率：10位；測量顯示：SO2，NOx，O2，CO2，CO，流速，P煙氣，T煙氣，Dust煙塵濃度，可任意設置；數字量監測：16通道，用于設備運行狀態的監測；標準串口（RS232，RS485）的輸入；配打印機接口，可按要求打印報表。樣探頭加熱溫度：180℃（最高）；取樣管路伴熱溫度：140℃（最高）；反吹周期；0，1，6，24小時，任意選擇。6.數據采集及傳輸系統：cems專題培訓煙氣排放連續監測系統（CEMS）儀表的性能：1．氣體分析儀：儀表型號： S710型紅外分析儀生產廠家： 德國SICK|MAIHAK公司分析對象： SO2、NOX、CO、O2、CO2基本誤差：±1%FS/W滯后時間：T90<15s自動量程轉換測量量程： 根據需要配置。測量方法： SO2、NOX、CO、CO2為不分光紅外吸收

O2順磁原理，性能穩定，精度高，壽命長。零點：±1%FSWEEK跨度：±1%FSWEEK環境空氣溫度限制（最低／最高）：＋5―――＋45℃報警點輸出：8路節點輸出，觸點容量8輸出信號：4-20mA具體操作詳見說明書。cems專題培訓流速儀：目前應用的儀器主要有畢托管流速儀，FLOWSIC100系列的流速儀，KURZ-454FT流速儀。這三種儀器的測量原理各不相同，具體的操作參照說明書。溫度儀：量程（高／低）：0—300℃*（可選）精確度：

1%

環境空氣溫度限制（最低／最高）：-20―――＋55℃

輸出信號方式：4-20mA壓力儀：量程（高／低）：-10---+10Kpa（可選）精確度：

1%

環境空氣溫度限制（最低／最高）：－20―――＋55℃輸出信號型式：4-20mA濕度儀：精確度：

2%

環境空氣溫度限制（最低／最高）：－20―――＋55℃

輸出信號型式：4-20mAcems專題培訓FW300測塵儀光透射原理測塵儀cems專題培訓裝置的組成FW320測量系統的組成如下：發射/接收單元反射單元適配器法蘭計算單元帶有內置的保護空氣泵（煙氣壓力-70—+2mbar）沒有內置空氣泵；此時需要：外置的保護空氣泵（煙氣壓力-70—+30mbar）cems專題培訓工作原理

FW300應用光透射的測量原理；用一個發光二極管（測量距離小于2米時）或用一個激光二極管（測量距離最大可到15米）作為光源，光線在可見光的范圍（波長大約為650nm），光線發射到反射器上并經反射器反射回到接收器，光線兩次通過含有煙塵的煙道，衰減后的光線信號被檢測器接收（光電二極管），信號經放大后傳送到微處理器上進行處理。發射器二極管的發射能量被不斷地監測使之保持恒定，發射/接收裝置的分光鏡將光線分光，分光后的光線在光電二極管上進行監測，同時經過反射后的光線也在同一個光電二極管上進行監測，因而，即使光線強度有微弱的變化也會被檢測出來，光線強度的變化通過微處理器處理后，并根據要求將信號輸出。cems專題培訓系統構成煙道法蘭發射/接收單元有鼓風機的連接單元吹掃空氣軟管沒有鼓風機的連接單元外部保護風機MEPA的操作和參數設定測量路徑RS232適配器反射鏡吹掃空氣軟管電源反射鏡的電源傳感器電纜2cems專題培訓測量原理監視器探測器(參比)發射二極管測量探測器測量路徑反射鏡cems專題培訓日常維護檢查光路的對中情況由于振動及工況條件變化的影響，有可能造成光路偏差；此時需要重新調整光路。通過適配器上的三個螺母對準發射/接收單元cems專題培訓通過發射/接收單元的鏡頭對準（微調，一般不用）

cems專題培訓對準光路方法：反射鏡一側：取下反射鏡，用一張薄紙，固定在適配器的管口上，觀察光斑是否在中心位置。通過調整適配器與連接法蘭的3個螺釘來對中。發射/接受鏡頭一側：如果反射鏡一側已經對中，安裝好反射鏡。如果對準正確，則在發射/接收單元的觀測鏡中可以看到明亮清晰的圖像（發亮的紅點）。通過調整適配器與連接法蘭的3個螺釘來對中。cems專題培訓檢查清理風機濾芯拆下風機濾芯的保護罩，檢查濾芯表面的灰塵情況；如果灰塵較多，轉動抽出濾芯，清理完表面的灰塵之后重新裝好濾芯，蓋好保護罩。必要時更換濾芯。濾芯的更換周期約為12個月左右。cems專題培訓清潔鏡頭檢查發射/接收單元和反射鏡的鏡頭；必要時進行清理。清理時用蒸餾水（必要時可以先用酒精、再用蒸餾水）和潔凈的棉布清理鏡頭；或用鏡頭布清理鏡頭。在每次清理完風機濾芯之后，必須要清理鏡頭。cems專題培訓三、維護cems專題培訓Item序號Maintenancetask維護工作1days1天7days7天30days30天120days120天180days180天1CheckuprunningstateofSMC-9021system系統狀態檢查Y2manualcalibrationforzeropoint,measuringRange零點量程手動校準Y3ThedrainageofWaterstoragetank儲液罐排水Y4Checkupleakageofpipe管路泄露檢查Y5Replace/checkupfilter過濾器檢查更換Y6Replacingpumpdiaphragm,peristalticpumptube更換泵膜和蠕動泵管YRemarks備注1)Ifsystemshutdowntimeexceeds3days,inordertoavoidwaterdropletenterintoGasAnalyzerBackFlushing(inManualMode)shouldbeconductedassoonassystemre-startup.停爐檢修如時間超過3天以上，在開啟分析系統抽氣泵時，應注意先手動反吹取樣管路，以免管路積水進入儀器，導致損壞！2)Calibrationgasbuying:Preparingtobuywhengaspressurelowerthan10bar,andstopusingwhengaspressureislowerthan1bar.ConcentrationofCalibrationgasshouldbebetween80%and100%offullmeasuringrange.校準氣訂購原則：當壓力低于10個壓力時，應準備預訂，低于1個壓力時，請停止使用；所購標準氣濃度最好應在滿量程的80～100%之間。3)Item2canincreasing/reducingtimesifnecessary.第2條可根據需要增減次數。4)Item5&6accordingtoactualcondition.第5、6條可根據現場情況而定。.SMC-9021系統的維護周期cems專題培訓日常巡檢檢查進入到分析儀器的樣氣流量：樣氣流量應在0.5至0.7L