隨著環(huán)境保護(hù)的力度增大，煙氣不僅要有脫硫裝置，還必須安裝脫硫煙氣在線監(jiān)測（CEMS）裝置，對于CEMS，不是專業(yè)人員，是很難搞清楚的，其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理有多種多樣，為了能使大家在選擇CEMS的時(shí)候，少走彎路，我用通俗易懂的語言，來解釋清這個(gè)東西，給各位看客提供參考。
首先，我要說的是，CEMS裝置，不是一個(gè)通用設(shè)備，也就是講，什么樣的鍋爐設(shè)備、什么樣的脫硫設(shè)備，應(yīng)安裝什么樣的脫硫煙氣在線監(jiān)測（CEMS）裝置，不能做“拾到籃里就是菜”的事。CEMS主要檢測什么東西呢？二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx)、煙塵等三樣?xùn)|西。根據(jù)環(huán)保要求，二氧化硫（SO2）、煙塵是必測項(xiàng)目，由于絕大部分發(fā)電廠沒有脫硝裝置，所以氮氧化物（NOx)不作要求，但有的地區(qū)，為了計(jì)算氮氧化物的排污費(fèi)，也有裝氮氧化物裝置的。
煙氣的采樣方法:有非抽取法和抽取法2種。非抽取+紅外或紫外吸收法國外此類技術(shù)的早期產(chǎn)品出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末至80年代初,其技術(shù)簡單,響應(yīng)時(shí)間快,勿需抽氣管線可直接實(shí)時(shí)測量濕基,缺點(diǎn)是探頭易被煙塵堵塞,分析儀易污染;探頭為開孔式,無法進(jìn)行在線校標(biāo),精度差，后來英國Procal公司為首，改進(jìn)了裝置，但還是不太成熟，市場占有量低，國內(nèi)極少數(shù)電廠使用，所以我不再談了。我重點(diǎn)講抽取法，抽取法分為直接抽取法和稀釋抽取法。
直接抽取法是指脫硫后的煙氣，通過某一裝置，直接從煙道或煙囪里抽取濃煙，將濃煙來進(jìn)行分析，得出SO2濃度的結(jié)果。其優(yōu)點(diǎn)：歐洲技術(shù),解決了煙氣擾動(dòng)問題,紅外吸收法所用探頭等設(shè)備價(jià)格相對便宜。此技術(shù)歐洲、日本發(fā)展較好。缺點(diǎn)：所抽取的煙氣是濃煙，必須經(jīng)過除塵、除濕(采樣管加熱)等預(yù)處理，維護(hù)工作復(fù)雜。當(dāng)然，我認(rèn)為主要的問題是，測量的為煙氣干基，采樣管線必須負(fù)壓運(yùn)行，但在鍋爐實(shí)際運(yùn)行過程中，是很難保證的負(fù)壓運(yùn)行的，一旦出現(xiàn)正壓，或采樣管泄露，煙塵就會(huì)使采樣管抽氣口易堵塞，影響測定結(jié)果。所以，在這類選擇使用直接抽取法的CEMS的時(shí)候，要充分考慮到自身的鍋爐種類、脫硫設(shè)施的種類，鍋爐運(yùn)行負(fù)荷的情況等，要綜合考慮，不能盲目地選擇CEMS。我們常見的煤粉鍋爐（循環(huán)流化床CFB鍋爐）+布袋除塵（靜電除塵）+石灰石-石膏法脫硫，使用直接抽取法CEMS，是完全可以的，因?yàn)椴即龎m、靜電除塵比較可靠，排出煙塵微粒能有效地控制，并且采用此工藝的，一般都是大型鍋爐，經(jīng)過一次性設(shè)計(jì)，煙氣負(fù)壓設(shè)計(jì)也比較寬余，不象有的電廠通過改造后，增加的脫硫設(shè)施，可能會(huì)導(dǎo)致煙氣負(fù)壓偏小，這樣，在運(yùn)行過程中，煙氣出現(xiàn)正壓的概率就高了，容易引起采樣管抽氣口易堵塞，影響測量的正確性。但現(xiàn)在有好多小電廠，使用的鏈條鍋爐（拋煤鍋爐）+堿法脫硫（用NAOH作脫硫藥劑）+水膜除塵器，此類系統(tǒng)，小火電、小熱電廠、或有廢堿來源的大型熱電廠，使用的較多。凡是使用這樣工藝的電廠，我認(rèn)為用直接抽取法的CEMS是不合適的。因?yàn)檫@類工藝的電廠，在運(yùn)行中，水膜除塵器不能完全保證煙塵的顆粒度的排放，雖然國家還沒有關(guān)于顆粒度具體排放的標(biāo)準(zhǔn)，但由于鍋爐燃燒的煤炭種類，對于煙塵中的顆粒量有很重要的關(guān)系。一般而言，鍋爐燃燒山西、陜西、內(nèi)蒙等地區(qū)的煤炭，煙塵中的顆粒量較多，特別是燃用內(nèi)水份（超5%）的內(nèi)蒙煤炭，煙汽中占有大量的煙塵顆粒，我雖然沒有進(jìn)行科學(xué)地定量測定，但根據(jù)鍋爐固體出渣量來對比，使用上述內(nèi)蒙煤炭的煙塵中排出的粉塵是山東、徐州等東部煤炭的好幾倍。如此多的煙塵，進(jìn)入采樣抽氣管的概率就很高了。對于使用水膜除塵器的電廠來說，若采用直接抽取法的CEMS，是很不明智的。因?yàn)闊煔饨?jīng)過水膜除塵器，由于水膜除塵器水量的變化，很多電廠水膜除塵器水接在的工業(yè)水母管上，當(dāng)工業(yè)水母管水壓的變化，會(huì)引起水膜除塵器進(jìn)水量的變化，水量變化后，除塵效果也會(huì)發(fā)生變化。另外，還有好大部分熱電廠，采用的是背壓機(jī)運(yùn)行方式，鍋爐負(fù)荷變化極大，特別是在短時(shí)間內(nèi)急加負(fù)荷的時(shí)候，經(jīng)常能看到煙囪出黑煙，此時(shí)的煙氣中灰塵顆粒量就巨大了，所以，有的采用直接抽取法的CEMS電廠，幾乎一星期就要爬一次煙囪，去清理探頭。并且還時(shí)常出現(xiàn)CEMS的顯示數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，特別是煙塵的參數(shù)，（大多是用皮托管測量煙氣流速）一旦堵了，會(huì)使煙塵的參數(shù)達(dá)幾千，超標(biāo)幾十倍。所以直接抽取法的CEMS，對于小熱電廠來說，是不適宜的。那說了半天，用什么類型的CEMS，才能合適這些小熱電廠。這就是--稀釋抽取+紫外熒光法。
稀釋抽取法是美國技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是：將采的煙氣樣，加入潔凈的空氣稀釋，這樣一來，就降低了煙汽樣品露點(diǎn)溫度,解決了煙氣冷凝水問題,一般情況下勿需加熱采樣管線,并解決了采樣探頭的腐蝕與堵塞問題,連續(xù)工作時(shí)間長。采樣管線能在正壓下工作,從而防止由于泄漏所引入的誤差;經(jīng)稀釋的煙道氣樣品,可使氣體濃度降低，使用靈敏度高的環(huán)境監(jiān)測儀器完成分析;由于濕度未從樣品中消除,測定的為濕基。缺點(diǎn)是：在檢測過程中，響應(yīng)時(shí)間稍長(<3min);干燥壓縮空氣純度要求高,紫外熒光分析儀須進(jìn)口,價(jià)格較貴。該技術(shù)在全球市場占有率約為85%,在美國高達(dá)90%。所以，我認(rèn)為，稀釋抽取法的CEMS，是成熟的，特別適合惡劣的煙氣環(huán)境，尤其是小熱電廠，因?yàn)榕c小容量鍋爐相匹配的簡單堿法脫硫、水膜除塵等，合適不過了。因?yàn)橄♂尦槿》苷龎哼\(yùn)行，采樣不堵灰，維護(hù)量小，我經(jīng)過大量的走訪，采用稀釋抽取法的CEMS的故障率遠(yuǎn)低于采用直接抽取法的CEMS。
對于煙塵的測量，一般用激光反射法和激光對穿法。這二種方法均成熟,穩(wěn)定,可靠性強(qiáng),使用壽命長。激光反射法與煙塵顆粒顏色有關(guān),要求煤種盡可能穩(wěn)定。一般都采用此法，所以鍋爐在更換煤種時(shí)，要注意煙塵參數(shù)的變化，但我們在實(shí)際運(yùn)行過程中，看不出煤種的變化能引起煙塵參數(shù)的變化，也可能變化不大，不容易看出來吧。激光對穿法與重量法相關(guān)性好,穩(wěn)定、靈敏、精度高,設(shè)備體積小,鏡面維護(hù)量小。此法國產(chǎn)設(shè)備也不少，不管怎么說，這兩種方法，難分伯仲，一句話，都不錯(cuò)！
煙氣流速的連續(xù)測量技術(shù)，一般主要有皮托管法，該法是煙氣流速連續(xù)測量常用方法,,缺點(diǎn)是易堵,需要不斷吹掃。另一法是超聲波法，該法不受溫度、壓力、煙氣成分變化影響,但產(chǎn)品價(jià)格較貴。國內(nèi)大部份煙氣流速的連續(xù)測量用的是皮托管法。
在選擇CEMS的時(shí)候，有錢的電廠，一律用進(jìn)口設(shè)備，認(rèn)為進(jìn)口設(shè)備質(zhì)量有保證，典型的“只選貴的，不選對的”。能用上進(jìn)口設(shè)備，當(dāng)然是好事，但要選擇與自己相匹配的CEMS，否則會(huì)好事多磨的。同樣，節(jié)省的電廠，通過招標(biāo)，千方百計(jì)壓價(jià)，買了一臺(tái)的，用了一年，探頭等檢測部件壞了，更換一次，花費(fèi)不小的。所以，我們在采購CEMS的時(shí)候，一要對癥下藥，選對的；二要看該CEMS的生產(chǎn)廠家，是否具有知識產(chǎn)權(quán)，社會(huì)上有好多小公司，依托環(huán)保局的關(guān)系，把CEMS組裝起來，一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，由于他們沒有自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備壞了，無法自己修理，只能更換部件，再加上服務(wù)跟不上，有不少的電廠吃過這方面的虧。將來CEMS接到市、省等環(huán)保有關(guān)部門，煙氣排污費(fèi)的收取，要根據(jù)CEMS上傳的數(shù)據(jù)來收取，所以，CEMS的運(yùn)行穩(wěn)定，對于交納夠關(guān)費(fèi)用起到至關(guān)重要的作用，馬虎不得。
CEMS的選擇，要根據(jù)自己的實(shí)際情況，不能“拾到籃子里的就是菜”、“拉著黃牛就是馬”，否則要吃虧的。