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仪表气对CEMS的影响及分析

仪表气对CEMS的影响及分析

  • 分类:河北子公司
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  • 发布时间:2022-08-26
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【概要描述】

仪表气对CEMS的影响及分析

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  仪表气对CEMS的影响及分析

  仪表气作为CEMS工作的基础性辅助设施,仪表气质量的保证对CEMS的正常运行起到至关重要的重要,纵观不同方法原理的CEMS几乎都需要仪表气,部分方法对仪表气的依赖度较高,仪表气在CEMS中的作用主要是反吹、采样、稀释、预处理及零点校准,邢台在线监测者说通过对不同方法CEMS对仪表气的依赖性和程度进行梳理和分析,为广大在线监测者提供相关参考。

  仪表气的要求

  仪表气即保证仪器仪表正常工作所需的空气或气体,污染源在线监测相关技术规范中对于仪表气的要求,主要表现的仪表气的压力、纯净度方面,实际使用中仪表气的压力、流量、纯净度及污染物的含量是对在线监测的主要影响因素。一般来说,CEMS对仪表气的要求主要是压力在0.3-0.6MPa,流量>5L/min,仪表气中无水(露点<0℃)、无颗粒物、无油,一些场合要求仪表气中除去待测污染物(SO2、NOx和THC)。

  仪表气在CEMS中的作用

  1.反吹。污染源在线监测由于工况相对较差,自动监测系统时普遍具备采样探头或采样管线自动反吹功能,其工作过程就是利用仪表气的压力将采样探头滤芯,采样探杆以及采样管线中附着的颗粒物进行清除,防止颗粒物堵塞滤芯和采样管路,通过对采样部分反吹时间很据工艺工况进行适当调整,可以降低自动监测设备故障率,延长维护周期。仪器仪表采样部分反吹时测量数据一般会出现异常数据,在工艺控制中自动监测设备的反吹时监测数据会对自动控制产生失控的影响,往往会被设置为数据保持状态,反吹期间治理设施还可以正常控制运行。但是环境监管中反吹期间的数据不允许保持,要求实时变化,历史数据应反应出反吹状态和反吹时的数据变化。

  采样探头无吹扫气形成的滤芯堵塞

  2.采样动力。在热湿法CEMS中由于采样、测量过程均处于高温状态进行,气态污染物及颗粒物采样一般采用射流泵,射流泵是利用具有一定压力和流量的仪表气在节流元件作用下,产生负压进行烟气采样的过程,其要求仪表气在工作期间必须一直保持仪表气压力、流量以及质量的稳定,只有满足以上条件时样气的采样流量才能得到保证或者在测量要求范围内,测量的气态污染物浓度才能有准确基础可言。仪表气作为采样动力时常见的问题主要有仪表气压力不足,造成未采样或者采样流量较小,测量数据失实;同时也存在因为仪表气质量无法得到保证,造成节流元件堵塞、磨损,形成射流负压较小,采样流量不满足要求的情况。在仪表气作为采样动力系统中,应对仪表气的压力进行监测,压力不满足要求时,系统应产生报警信息,对测量数据进行自动标记,同时为保证仪表气的质量稳定,系统需对仪表气进行净化后再予以使用,仪表气净化装置定期进行巡检维护,系统定时对仪表气耗材及维护情况进行提示,避免仪表气不正常运行造成的设备不正常工作的情况出现。

  3.稀释。随着超低排放实施及全程通标问题的渐现,稀释抽取式CEMS在电力和非电行业得到了较多的应用,稀释抽取式对仪表气的依赖程度更高,仪表气即是抽取的动力和反吹的气源,更是对烟气进行稀释的稀释气,仪表气的压力、流量和质量对稀释抽取式自动监测设备的影响较为明显。仪表气对稀释抽取式设备的影响主要表现在烟道外稀释的,反吹仪表气压力不足,吹扫效果较差,仪表气中含水,吹扫后造成待测组分的吸附较大,全程通标由于正压输送影响相对较小,而采样测量时采样流量较小,形成样品损失较大,测量数据偏低,表现的现象是全程通标正常,比对误差较大;采样环节的影响主要是仪表气中颗粒物对节流元件的堵塞和磨损,造成稀释比的变化,形成测量数据的偏差;稀释的影响主要是仪表气中含有高浓度的待测组分,仪表气处理装置性能降低或穿透形成稀释气中背景浓度升高,造成测量数据的偏差较大。稀释抽取式CEMS中应对仪表气的压力进行监测,并对监测数据进行标记,即压力不满足设定条件时,设备工作状态为故障,数据标记为故障,监测数据无效;同时对仪表气加装净化装置,定期对净化装置进行巡检检查,并定期测试净化装置的效果,同时净化装置效果不满要求时,设备应产生报警信息及数据标记,仪表气的露点应加强监测,当仪表气露点高于设定阀值时,应产生报警信息。

  稀释法设备中的用于去除NOx、SO2的净化装置

  4.预处理。仪表气在CEMS预处理环节的作用主要表现在除湿装置的吹扫气、涡流制冷除水的动力,以及防爆场合的正压防爆填充。超低排放后烟气中污染物浓度降低,微量水对光学仪器的影响越来越突出,为降低微量水或样气露点变化对测量数据的影响,一些设备开始加装渗透式除水装置或渗透干燥器,旨在将样气中水的对测量的影响降低,渗透除水装置主要利用仪表气与样气含水量不同形成的渗透压来进行除水,干燥的仪表气一般为渗透除水装置的吹扫气,仪表气的流量、干燥程度及纯净度对渗透式预处理的影响较大,应用中应对仪表气进行除水、除油、除尘处理,保证仪表气的流量稳定,需对相关影响性能的指标进行监测,仪表气指标不满足要求时采样停止工作,最大程度保护预处理系统及分析仪。在一些防爆场合,仪表气是正压防爆的填充气,使用中应对仪表的压力和流量进行监测,确保仪表气流量满足防爆填充保护的要求。

  5.校准。仪表气在自动监测设备校准环节的应用主要是具备自动校准零点功能的设备上,由于设备具备自动零点校准,一般零点校准时往往采用空气或者仪表气进行校准,以空气中待测污染物浓度为基准零点,对分析仪相关指标参数进行校准操作。由于仪表气或空气的质量影响到分析仪的零点,仪表气的质量对其影响较大。仪表气在校准环节的影响主要表现在仪表气中水分含量对光学仪器零点的漂移,同时一些场合为解决仪表空气中水分的问题,采用厂用空分氮气作为校准零点气,对污染物浓度与氧气一体化的分析仪,校准产生较大影响,同时也存在部分企业抓住自动校准设备工作的特点,擅自改变仪表空气的成分,存在校准时改变仪表气成分的情况,采用仪表气或空气自动校准场合,应对分析仪校准前后测量数据进行记录,当漂移或偏差较大时应不予以校准或对校准超误差的数据进行数据标记处理。

  邢台在线监测

  CEMS仪表气常见问题

  1.冷干法CEMS对仪表气的依赖程度主要是反吹方面,常规排放水平时冷干法应用较多,仪表的作用就是采样部分的反吹,由于一些场合颗粒物浓度控制较好,探头反吹对采样的影响较小,存在一些企业长期无仪表气进行反吹的情况,一些中小企业由于基础设施不完善,仪表气采用站房内独立配置的空气压缩机供给,净化装置简易或缺失,表现的问题就是仪表气压力不稳定,仪表气中含油较高,吹扫的目的是降低颗粒物的堵塞,含油反吹气吹扫后加剧了滤芯的堵塞。超低排放后一些冷干法在线监测设备加装了渗透除水装置,由于仪表气在渗透除水中起到反吹的作用,常见问题是仪表气流量不稳定造成预处理故障损坏,以及仪表气中含有较多造成渗透除水装置的损坏失效,形成了因小失大的情况。冷干法多数具备自动校准功能,仪表空气作为参比气或零点气时,微量水对红外分析仪形成的漂移影响较大,同时擅自变换仪表气成分造成的氧跨度负偏差也是比较常见的问题。

  仪表气中含油形成的测量镜面污染

  2.热湿法及稀释法CEMS对仪表气的依赖程度较高,主要表现在采样和稀释环节,而仪表气在热湿法及稀释法中涉及探头反吹、射流采样、稀释或零点校准,每个环节都受仪表气的影响,所以热湿法及稀释法CEMS仪表气形成的问题比较突出。具体表现在一些设备没有仪表气压力报警功能,设备不采样或者采样异常数据无法进行判别,仪表气在射流取样中对采样流量形成影响,一些设备热湿法设备无采样流量的监测和报警,排污单位利用此问题,在即将超标时断仪表气或断仪表气净化装置的情况时有发生,且设备无相关信息记录或报警。稀释法中仪表气中净化装置的性能效果是影响数据的主要因素,仪表气净化装置运行效果无法实施进行监测或量化,往往通过仪器的背景值进行判定,而背景值在上位机及数采仪中多未进行记录和上传,仪表气质量较差造成数据异常时无证可核查的情况。

  3.抽取式颗粒物一般多数采用射流方式进行采样,射流气及仪表气对采样及吹扫影响较大;采用射流风机产生射流气的,对射流气的压力、流量及净化程度要求较为严格,常见的主要问题是射流风机等速跟踪调整不及时,或高流速、低流速时无法实现射流风的调整,无法满足等速跟踪的要求。采用仪表风作为动力采样的,仪表气的压力和流量对采样流量影响较大,常见问题是仪表气压力不足,造成采样流速较低或等速跟踪无法满足要求。同时在抽取式颗粒物进行全系统校准时多数采用仪表风或射流风进行零点校准,仪表风及射流风中细颗粒物的含量对仪表的光学零点产生影响,进而影响监测数据。

  抽取式颗粒物监测设备仪表气压力不满足要求

  相关建议

  1.超低排放后仪表气对不同方法CEMS的影响各不相同,整体而言CEMS对仪表气的依赖程度越来越高,设备厂家、排污单位和运维单位应对仪表气在设备设计、销售、安装调试及运行环节进行充分考虑,防止出现设备不能正常工作时,运维单位和排污单位将责任推到排污单位仪表气不满足要求身上,各个环节应在该环节实施中对仪表气情况进行严格要求,防止本环节问题不说,推至下一环节,最后因小失大。

  2.CEMS应对仪表气的压力、流量及质量情况进行实时监测记录,并将相关数据及阀值与CEMS系统的采样测量控制联动,即仪表气无法保证时,CEMS停止工作,避免产生一些非正常运行情况数据,造成数据应用环节出现较多问题。

  3.仪表气尽量使用厂用仪表气,仪表气经过除水除尘和除油后再进行使用;CEMS单独使用空压机进行供应仪表气的,现场端配置相关净化设施,并对净化设施进行定期维护,确保仪表气质量满足要求。

  4.仪表气不宜使用氮气,数据异常时容易存在涉嫌稀释或者变换仪表气成分进行干扰在线监测数据的基础,使用氮气作为仪表气进行吹扫、稀释及校准时应对氮气的压力及流量进行实时监测和记录,做到操作使用数据可核查、可查询。

  (本文摘自邢台在线监测者说)

    作者:赵红伟

  【声明】本文内容仅供参考,如有不足之处敬请指正;同时也欢迎大家就污染源在线监测相关问题进行交流和探讨,敬请关注“邢台在线监测者说”微信公众号,发送“联系作者”添加作者微信,请注明单位和姓名,文章转载请联系作者授权,未经授权不得转载。

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