CEMS选型影响因素及注意要点梳理

　　随着非现场监管和非电行业在线监测应装尽装推进，烟气排放在线监测设备应用日益增多，CEMS选型不合理或者选型不适用于实际工艺工况，形成的在线监测运行问题比较突出，给排污单位、运维单位和环境管理部门带来了较多的不便，有的甚至因为CEMS选型不当形成不正常运行，涉嫌弄虚作假的情况。以下针对CEMS选型中的注意要点进行分析梳理，便于广大在线监测从业人员参考。

　　CEMS基础

　　CEMS的组成主要有气态污染物、颗粒物浓度监测设备、烟气参数监测设备和数据采集及处理系统组成，每一部分都有自己独立的功能和特点，根据气态污染物测量方式不同，又存在完全抽取式、稀释抽取式和直接测量法，根据气态污染物分析仪测量原理的不同，存在红外(NDIR、FTIR)、紫外(NDUV、DOAs)、紫外荧光和化学发光法，每种方法和原理都有自己的优点和缺点，应用中也存在一些不适用的场合，根据行业、排放标准、治理设施(工况)、常见问题、性价参考及选型者的出发点综合选择CEMS应引起排污单位的注意，以下从CEMS选型时不同的影响因素和要素进行分析，便于排污单位对在线监测的选型。

　　CEMS选型影响因素

　　1. 行业类型对CEMS选择的影响

　　行业对CEMS选型的影响主要表现在CEMS监测数据对生产情况的响应，以及行业排放的特征污染物对不同方法CEMS的影响。比如焦化行业焦炉烟气由于焦炉普遍存在不同程度的串漏，烟气中CH化合物成分和浓度不定，对气态污染物分析仪原理的选择至关重要;再如碳素、石墨行业烟气中含有焦油等有机物，采用热湿法测量的，分析仪采样环节及气室极易受影响，造成测量数据不正常或故障维护量较大的情况。火电行业由于生产和治理设施相对稳定，几乎所有方法原理的在线监测设备均可适用，而CEMS认证多数是在火电行业进行测试的，在非电行业应用时应尤其关注其适用性的问题。

　　2. 地域对CEMS选型的影响

　　地域对CEMS选型的影响主要表现在一些地区对CEMS的品牌、配置或者通信协议等方面有要求，同时也存在一些地域环境对CEMS配置的要求。早些年一些地域环境管理部门通过招标或者技术入围等方式，对区域内CEMS的品牌进行的比选限制，所以在选型时应考虑环境管理部门的要求，但是随着在线监测设备市场化，各地对在线监测设备的品牌要求目前均已取消限制。但是部分品牌的CEMS存在质量或者弄虚作假的，一些地域对该品牌在线监测设备进行通报或者失信惩戒，选型时应尤其关注，防止造成资金投入的浪费;对于一些高纬度的严寒地区，在线监测设备选型时也应该注意极寒天气对设备的影响，比如稀释法CEMS在严寒地区使用采样管应进行伴热。

　　3. 选型者的角色对CEMS的影响

　　CEMS选型主要是排污单位、经销商和设备厂家相关人员参与，排污单位选型人是环境管理者和实际应用者，对设备的侧重点是有所不同的，环境管理人员关注的是数据的稳定性和异常数据的多少，实际应用者关注的是监测数据是否能为生产和治理设施运行提供支持;经销商选型时往往考虑的是所推销的设备是否满足要求，更侧重于价格和利润空间，对设备性能及以后使用情况多不会考虑那么多;设备厂家选型时往往以价格高和高配方案考虑，选型的目的是怎么将设备销售订单拿下，运行中能否满足技术要求和适应现场工况，多数不予以考虑或不想考虑，选型以订单和业绩为目的。环境管理部门选择的话多数是从数据应用情况进行考虑，但是设备选型购买是由排污单位负责，环境管理部门选型的设备多数往往不会得到排污单位的购买。

　　4. 排放标准对CEMS选型的影响

　　火电行业已经实行超低排放，一些地区钢铁、焦化、水泥等行业也已经实现超低排放，在大气污染较严重的地区，地方环境管理部门在超低排放基础上制定了总量管控的要求，即超低排放+总量管控的方式，实施后造成排放的污染物浓度在超低的基础上再次降低才能达到总量管控的目的，排放标准关系到CEMS分析仪选型时量程的选择，在排放标准较高，管控后排放浓度较低的行业，CEMS分析仪应充分考虑双量程自动切换的配置和设置，同时量程设置时量程应该超过排放限值，防止出现量程小于排放限值的情况出现，也要避免测量数据长期在量程5%以下的情况。

　　5. 治理设施对CEMS选型的影响

　　污染治理设施主要是脱硫、脱硝及除尘对CEMS方法及配置的影响，从而影响监测数据的大小及设备的正常运行。治理设施在不同行业应用有着不同的配置方式和顺序，治理设施布置的顺序不同对CEMS测量数据的影响也各不相同，在CEMS选型中应得到重视和关注。以下对不同行业常见治理设施及CEMS选型中的注意点进行归纳。

　　(1)火电行业：治理设施常见配置和顺序为脱硝(SCR)、除尘(干式静电、布袋或电袋复合除尘)、脱硫(湿式石灰石-石膏法、氨法、镁法+湿电除尘);CEMS选型中气态污染物应关注液态水及气态水对采样预处理系统的影响，管道/烟囱直径较大还应考虑采样代表性的问题，即采样流量、采样探杆的长度、直管段等方面影响因素，同时烟气中的水溶性盐类对颗粒物监测原理的影响，也应得到考虑。

　　(2)钢铁行业：烧结烟气常见治理设施有脱硫(湿式石灰石-石膏法、半干法、活性碳脱硫脱硝一体化装置)、除尘(湿法脱硫的配置湿电除尘、半干法脱硫的配置布袋除尘器)、脱硝(低温SCR);也存在脱硝(氧化法)、脱硫(湿式石灰石-石膏法、半干法)、除尘(湿法脱硫配置湿电，半干法脱硫配置布袋除尘器)的形式。治理设施对CEMS的影响主要表现在水对采样及预处理的影响，SCR和一体化装置的应考虑氨逃逸对气态污染物采样环节的影响，氧化脱硝的场合应考虑氧化剂及NO2对NO2转换器性能的影响，颗粒物浓度监测应考虑水溶性盐对测量方法及采样环节的影响。

　　(3)焦化行业：焦炉烟囱是焦化行业主要的烟气排放口，常见的治理设施有脱硝(SCR)、脱硫(湿式石灰石-石膏法、半干法、干法)、除尘(湿法配置湿电、半干法配置布袋除尘器、干法中SDS的配置布袋除尘，其他方法多数无除尘设施)。治理设施对CEMS气态污染物测量的影响主要表现在烟气中背景气对分析仪原理的影响，水和氨逃逸对气态污染物采样环节及预处理方面的影响，烟气参数中流速和湿度监测应该考虑低流速和高温对监测原理和方法的影响。

　　(4)砖瓦行业：砖瓦窑排放烟气中氧含量相对较高，常见的治理设施有脱硫(湿式石灰-石膏法、钠碱法、双碱法)、除尘器(湿式电除尘)，个别的采用脱硫前喷入氧化剂进行氧化脱硝。砖瓦窑烟气由于烟气中水汽含量高，对气态污染物在采样环节及预处理内形成影响，同时烟气水分中含有水溶性盐类，气态污染物采样环节加热器件易堵塞，水溶性盐及水对颗粒物测量影响较为突出，选择颗粒物监测设备时应当引起注意;存在氧化脱硝的场合，水、水溶性盐以及氧化剂对气态污染物中NOx的测量及转换器影响较大，选型时应引起高度关注。

　　(5)垃圾危废焚烧行业：垃圾危废焚烧烟气腐蚀性强，含有多种污染物，治理设施多采用脱硝(SCR)、脱硫(干法或半干法)、除尘(布袋除尘器)，烟气中湿度较高，氨逃逸较高，气态污染物采样环节堵塞，采样及预处理环节对气态污染物的损失应引起关注，布袋除尘器泄露，以及二次颗粒物对颗粒物测量形成干扰在选型时应引起关注。

　　(6)水泥行业：水泥窑尾烟气常见的治理设施有脱硝(SNCR、热碳还原、SCR)、除尘(布袋除尘器)，主要是对氮氧化物和颗粒物的控制，脱硝形成的过量氨逃逸对气态污染物在采样及预处理环节形成较大的影响，容易形成响应时间和示值误差不能满足要求的情况，同时颗粒物中存在一次颗粒物和二次颗粒物，颗粒物测量装置选择时即要满足一次颗粒物浓度变化监测要求，反应除尘器泄露情况，也要避免二次颗粒物对光散射法形成的干扰，烟气参数中湿度测量容易受到各方面的影响，测量数据恒值的情况较为突出，无脱硫设施情况下二氧化硫零值的问题是选型时需要关注的问题。

　　(7)耐材行业：耐材行业烟气中含有高浓度的HC化合物，常见的治理设施主要是脱硝(SCR)、脱硫(湿式钠碱法、石灰-石膏法)、除尘(湿电);排放烟气量相对较小，烟气中水分含量较高，HC化合物浓度较高，气态污染物样品采集及预处理环节应注意对污染物的吸附损失，分析仪及预处理环节应考虑HC化合物对测量原理的影响，颗粒物测量应注意一次颗粒物、HC化合物及水溶性盐对颗粒物采样及测量方法的影响，流速较低抽取等速跟踪问题应在选型时得到关注，烟气参数中氧的测量方法应考虑到HC化合物对氧化锆法形成的负影响。

　　重点行业常见治理设施配置表

　　行业治理设施1治理设施2治理设施3

　　火电脱硝(SCR/SNCR+SCR)除尘(干式静电)脱硫(石灰石-石膏法)

　　钢铁(烧结)脱硫(石灰石-石膏法)除尘(湿电)脱硝(SCR)

　　脱硫(活性碳一体化)

　　脱硫(半干法)除尘(布袋)脱硝(SCR)

　　脱硝(氧化法)脱硫(湿法)除尘(湿电)

　　脱硫(石灰石-石膏法)脱硫(半干法)除尘(布袋)

　　焦化脱硝(SCR)脱硫(湿法)除尘(湿电)

　　脱硝(SCR)脱硫(半干法)除尘(布袋)

　　脱硫(活性碳一体化)

　　砖瓦窑脱硫(钠碱法)除尘(湿电)

　　脱硫(石灰-石膏法)除尘(湿电)

　　水泥脱硝(SNCR)除尘(布袋)

　　脱硝(热碳+SNCR)除尘(布袋)

　　玻璃脱硝(SCR)除尘(静电)脱硫(石灰石-石膏法)

　　脱硝(SCR)脱硫(半干法)除尘(布袋)

　　脱硝(SCR)脱硫(干法)除尘(布袋)

　　耐材脱硝(SCR)脱硫(钠碱法)

　　脱硝(SCR)脱硫(石灰石-石膏法)

　　垃圾焚烧脱硝(SCR)脱硫(半干法)除尘(布袋)

　　注：治理设施1-3为生产设施至排放口烟气流向，以上内容仅供参考。

　　6. 性能/价格取向对CEMS选型的影响

　　排污单位CEMS选型时对性能和价格的取向直接关系到CEMS选型中的配置和运行质量，一些排污单位对环保及在线监测工作重视程度不高，选型时一味考虑价格，经销商或厂家对设备进行简配或降低性能指标，在选型时不予以体现，运行后故障率较高数据质量不能得到保证。一些排污单位对性能要求较高，但是部分设备标配不能满足要求足，也存在一些设备厂家不愿意改变配置去提高设备性能的情况。排污单位对性能价格的取向从本质上影响了CEMS的选型，而经销商和设备厂家对性能和价格的取向直接影响了CEMS的选型和运行质量。排污单位选型时无论是选择性能和价格，对CEMS产品质量的监督是保证正常运行的关键。

　　结语

　　CEMS选型时需要考虑行业排放特点、治理设施、排放标准、工艺工况、区域管理要求以及排污单位对在线监测工作的重视程度，CEMS选型时应该由经销商或设备厂家出具选型方案，方案中应对选择设备方法、原理及配置进行详细描述及分析，对不同方法和原理、配置的设备从性能、价格及运行上进行比较分析，对选型方案中的不足应进行表述，告知排污单位CEMS存在的不足及可能存在的隐患和风险。

　　CEMS选型是一件涉及多个方面的工作，为避免排污单位选择CEMS时发生基础性方法选择错误，造成CEMS选型时带病上岗，为避免后续的安装、调试、验收及运行带来不必要的麻烦，建议排污单位对CEMS的选型方案委托与无利益相关的技术服务单位或者专家进行评审，评估选型方案存在的问题及风险隐患。

　　作者：在线监测分析_ZHW声明：本文仅为作者的认知，内容仅供参考，如有认识不足之处敬请指正;原创文章，未经授权不得转载，联系作者请关注公众号并留言。

　　(本文摘自在线发大数据分析)