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在電力行業超低排放監測中應用取得了良好的效果。隨著非電行業深度治理和超低排放的實施，同時由于受非電行業工藝工況復雜性、不穩定性等因素影響，CEMS在非電行業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CEMS存在問題的統計梳理和HJ75-2017標準的要求，發現標準在非電行業CEMS實際應用中存在一些疑問，給排污單位、運維人員和執法人員的日常工作帶來了一些的困擾。以下就非電行業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，在規定有效期內的運行，但不包括檢測器污染、儀器故障、系統校準或系統未經定期校準、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、置信區間、允許區間，氣態污染物（含O2）CEMS零點漂移、量程漂移、示值誤差、系統響應時間、準確度，流速CMS速度場系數、速度場系數精密度，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？根據標準不能進行明確的判定。

 

非電行業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，可能理解為自行監測比對或者數據有效性審核的周期等等，標準規定有效期未給予明確規定。

 

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，發現監測數據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；對于監測數據無明顯異常時，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。

 

有效數據

 

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

疑 問：

①有效數據的條件是，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、燜爐時的參數設定進行了說明，其他行業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執行。

 

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測測試的行業和工況下滿足標準要求，實際應用中應用在其他行業或工況下，安裝調試時技術指標符合要求，且驗收合格，實際長期運行中經常發生部分技術指標不滿足標準要求的情況，數據是否可以判定為有效數據。

 

系統響應時間

 

系統響應時間：標準釋義“從CEMS系統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過采樣探頭濾芯的，少數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，而現場實際應用中多采用從站房內通過全系統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，讀數穩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，對全程校準時數據響應慢穩定時間大于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進行全系統校準時，通入452mg/m3(SO2)標氣，111s數據有響應，重新計時169s后數據升至在127mg/m3，長時間通入標氣后數據緩慢上升，全程校準標氣使用量大且校準后分析儀測試數據偏差較大。

 

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以內測試數據穩定的，按穩定時的數據進行計算，200s讀數尚未穩定的，按照200s時的讀數計算。

 

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，待顯示數值穩定后讀取測定結果，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，且測量數據隨氣溫和濕度變化，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），現場執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。

 

現場執法時通入低濃度SO2,查看200s時測量數據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

 

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

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