I. Ursprung von CEMS
CEMS“ ist die Abkürzung für Continuous Emission Monitoring System, Dabei handelt es sich um ein Gerät, das die Konzentration und Gesamtmenge der von Luftverschmutzungsquellen ausgestoßenen gasförmigen Schadstoffe und Partikel kontinuierlich überwacht und die Informationen in Echtzeit an die zuständigen Behörden übermittelt. Es wird als „automatisches Rauchgasüberwachungssystem“ oder auch „kontinuierliches Rauchgasemissionsüberwachungssystem“ oder „Rauchgas-Online-Überwachungssystem“ bezeichnet. Es wird als „automatisches Rauchgasüberwachungssystem“ oder auch „kontinuierliches Rauchgasemissionsüberwachungssystem“ oder „Rauchgas-Online-Überwachungssystem“ bezeichnet.
Konventionelle Rauchgas-CEMS werden hauptsächlich in der Elektrizitäts-, Kokerei-, Zement-, Petrochemie-, Chemie-, Eisen- und Stahlindustrie usw. eingesetzt. Entsprechend der unterschiedlichen Probenahmemethoden können konventionelle Rauchgas-CEMS je nach Messmethode in drei Kategorien unterteilt werden: extraktives Überwachungssystem, Vor-Ort-Überwachungssystem und Telemetriesystem.
II. Funktionsprinzip des CEMS-Systems
Das Abgas wird mittels Wärmeextraktion (Extraktionskondensation) entnommen und zur Vorbehandlungseinheit transportiert. Diese leitet das Abgas nach der Vorbehandlung an das Analysegerät weiter. Mithilfe eines Online-Gasanalysegeräts (Rauchgasanalysator) wird das Rauchgas kontinuierlich auf verschiedene Schadstoffe untersucht. Die Messdaten werden auf dem Gerät angezeigt. Über ein digitales Analysegerät oder VPN werden die Daten in Echtzeit an das Umweltschutzüberwachungsnetz übertragen.
III. Vorsichtsmaßnahmen im CEMS-Wartungsprozess
Heiz- und Kühlgeräte
Heiz- und Kühlgeräte sind wichtige Schutzeinrichtungen für den Rauchgasanalysator und stehen bei der täglichen Inspektion und Wartung im Mittelpunkt. Die Temperatur des Heizgeräts wird in der Regel auf etwa 130 °C geregelt. Ohne Heizung gelangt Feuchtigkeit im Rauchgas in den Analysator, was zu Filterverstopfungen und Schäden am Analysator usw. führen kann. Gleichzeitig bildet sich in der Rohrleitung Säurenebel, der die Messergebnisse direkt beeinflusst. Die Temperatur des Kühlgeräts wird in der Regel auf etwa 4 °C geregelt. Wenn die Kondensatortemperatur nur 6 °C oder mehr erreicht, ist eine Wartung oder ein Austausch erforderlich.
Inspektion von Schlauchpumpen
Die Schlauchpumpe dient zum Ablassen des Wassers aus dem Kondensatbehälter des Kühlers und zum Abdichten der Probenahmeleitung. Bei längerem Stillstand der Schlauchpumpe kann Kondensat in die Probenahmepumpe und den Analysator gelangen und diese beschädigen.
Inspektion des Blowback-Systems
Achten Sie bei der Überprüfung des Rückblassystems darauf, dass der Druck der Rückblasluftquelle im Normbereich liegt. Beim manuellen Rückblasen wird das System in den Wartungszustand versetzt. Beim automatischen Rückblasen wird die Rückblaszeit in der SPS-Steuerung eingestellt und die Messdaten werden gespeichert, um eine fehlerhafte Steuerungseinstellung oder Geräteschäden durch Rückblasen zu vermeiden.
Periodische Kalibrierung von Rauchgasanalysatoren
Der Rauchgasanalysator muss regelmäßig auf Nullpunkt und Messbereich kalibriert werden. CEMS-Überwachungsstationen sind mit Standardgasen in hohen, mittleren und niedrigen Konzentrationen des jeweiligen Messmediums sowie hochreinem Stickstoff ausgestattet. Die Kalibrierung wird durch die Zugabe einer anderen Standardgaskonzentration zum Vergleich abgeschlossen. Der Kalibrierzyklus erfolgt mindestens alle sechs Monate. Die automatische Nullpunktkalibrierung wird je nach tatsächlicher Situation der Feldgeräte auf 8–12 Stunden eingestellt, um eine Nullpunktdrift zu vermeiden und die Genauigkeit von Analyse und Messung zu gewährleisten.
Konsistenz der Parameterbereiche
Bei der Auswahl des Analysators und des Standardgases ist zu beachten, dass der Analysatorbereich auf der im Rauchgas gemessenen Medienfaktor-Designkonzentration basieren sollte. Der Bereich sollte den zulässigen Grenzwert der Schadstoffemissionen nicht um das Zwei- bis Dreifache überschreiten, um die Genauigkeit der vom Rauchgasanalysator gemessenen Daten zu gewährleisten. Die Auswahl des Standardgases sollte auf dem Analysatorbereich basieren. Der gemessene Medienfaktor entspricht üblicherweise der üblichen Konzentration der ausgewählten Konzentration und sollte nicht zu hoch oder zu niedrig sein (80 % -100 % oder weniger des Bereichs). (innerhalb von 80 % -100 % des Bereichs). Die Bereichseinstellungen des übergeordneten Computers, der SPS und des Datenerfassungsgeräts sollten konsistent sein.
IV. Der Betrieb der wichtigen Daten SO2-Erkennung ist nicht erlaubt, das Problem zu lösen
Was ist, wenn die Daten hoch sind?
Für hohe Daten gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder muss der Analysator neu kalibriert werden, oder es haben sich dickere Gase oder Flüssigkeiten in der Analyseleitung angesammelt.
(1) Beurteilungsmethode: Isolieren Sie zunächst das Probengas und messen Sie das Standardgas direkt mit dem Analysator. Ist das Messergebnis hoch, liegt dies im ersten Fall vor, und eine Neukalibrierung kann durchgeführt werden. Ist das Messergebnis normal, liegt dies im zweiten Fall vor, und die Analyseleitung muss überprüft werden.
(2) Prüfmethode: Die Rohrleitungen sollten vom Einlass des Analysators bis zum Einlass der Probenahmesonde geprüft werden. Die Rohre sind üblicherweise transparent und korrosionsbeständig, sodass Kalkablagerungen leicht zu erkennen sind. Schwieriger sind jedoch Schwimmerdurchflussmesser, Probenahmepumpen, Kühler, Filter, Probegasventile, Tracerleitungen und Probenahmesonden, deren Kalkablagerungen weniger leicht zu erkennen sind.
Nach der Vorverarbeitung wird es dem Analysegerät zugeführt. Die kontinuierliche Überwachung verschiedener Schadstoffe im Rauchgas erfolgt durch ein Online-Gasanalysegerät (Rauchgasanalysator). Die Messdaten werden auf dem Gerät angezeigt und schließlich über den digitalen Kollektor oder VPN in Echtzeit an das Umweltschutzüberwachungsnetz übertragen.
Was ist, wenn der SO2-Wert niedrig ist?
Niedrige SO2-Werte gehen oft mit niedrigen Messwerten des Analysators einher. Für niedrige Werte gibt es zwei Möglichkeiten: Entweder muss der Analysator neu kalibriert werden oder es liegt ein Leck in der Probenahmeleitung vor.
(1) Bestätigungsmethode: Geben Sie Standardgas in den Einlass des Analysators, um zu prüfen, ob das Messergebnis mit dem Gehalt des Standardgases übereinstimmt. Ist dies der Fall, ist die Probenahmeleitung undicht; ist dies nicht der Fall, muss eine Neukalibrierung durchgeführt werden.
(2) Das Aufspüren von Lecks in der Probenahmeleitung erfolgt in zwei Hauptschritten: Bestätigen, ob sich das Leck innerhalb oder außerhalb des Schranks befindet.
(3) Beurteilungsmethode: Trennen Sie den Einlass des Probengasventils und blockieren Sie ihn manuell. Zu diesem Zeitpunkt sollte das Analysatorpanel am Durchflussmesser und der Schwimmerdurchflussmesser auf Null stehen. Ein Nullwert stellt kein Problem im Schrank dar, ein Wert unter Null weist auf interne Probleme im Schrank hin.
Was passiert, wenn die Durchflussrate des Schwimmermessers niedrig ist?
Bei einem Durchfluss von Null gelangt die Asche höchstwahrscheinlich in die Schlauchpumpe. Wenn die Asche in die Schlauchpumpe gelangt, verringert sich deren Leistung. Der Auslassstrahl der Schlauchpumpe ist schwach, die Saugleistung am Einlass der Schlauchpumpe ist reduziert. Öffnen Sie die Reinigungsfunktion.
Außerdem müssen die Öffnung zur Durchflusserzeugung sowie die Rohrleitungen zwischen der Probenahmepumpe und dem Analysator sowie die Geräte (einschließlich Filter, Kühler, Schlauchpumpen, Durchflussventile, Schwimmerdurchflussmesser) auf Undichtigkeiten überprüft werden.
Es besteht auch die Möglichkeit einer Verstopfung des Analysatorausgangs. Unabhängig vom Ausgangsdruck der Schlauchpumpe steigt die Durchflussrate nicht an, wenn der Analysatorausgang verstopft ist. Dies ist natürlich weniger wahrscheinlich und kann zuletzt überprüft werden.
Was ist, wenn die O₂-Messung nicht genau ist?
Sauerstoff ist deshalb interessant, weil er einerseits ein wichtiger Parameter für die Datenumrechnung ist und sich andererseits anhand dessen feststellen lässt, ob die Daten verfälscht sind.
Handelt es sich um einen Dreikomponentenanalysator, ist die Fehlerbeurteilungsmethode dieselbe wie oben. Andernfalls sind die Beurteilungsschritte wie folgt:
(1) müssen neu kalibriert werden, Zirkonia-Daten werden mit der Zeit driften, Neukalibrierung wird genau sein
(2) Bei hohen Daten kann es zu Leckagen kommen. Dabei kann es sich um Systemlecks und Messpunktlecks handeln. Systemlecks betreffen die gesamte Entschwefelungsanlage oder die Rauchgasleitung und sind schwer zu überprüfen. Messpunktlecks werden in der Regel dadurch verursacht, dass der Flansch nicht fest sitzt. Nachziehen kann erforderlich sein.
V. Der Betrieb des Stauberkennungsprozesses ist nicht zulässig, um das Problem zu lösen
Was ist, wenn das optische Messverfahren staubarm ist?
Die meisten Staubmessgeräte für den Hausgebrauch sind optische Messgeräte. Daten zur optischen Messung geringer Staubkonzentration werden relativ selten erfasst. Im Allgemeinen liegt ein Problem bei der Signalverarbeitung vor. Die Signalverarbeitung kann debuggt oder einfach neu kalibriert werden.
Was ist, wenn die Daten aus der optischen Messmethode hoch sind?
Die wahrscheinlichste Ursache ist eine Staubverstopfung der Linse. Sende- und Empfangslinsen sollten regelmäßig gereinigt werden. Möglich ist auch ein Problem bei der Signalverarbeitung. Sollten nach der Reinigung weiterhin Probleme mit den Daten auftreten, kann eine Neukalibrierung durchgeführt werden.
VI. Managementanforderungen im Betrieb
Tägliche Inspektion CEMS
Die Betriebs- und Wartungseinheit erstellt das Inspektionsprotokoll gemäß der Norm HJ 75-2017 und den relevanten Anforderungen der Gerätegebrauchsanleitung. Sie führt die täglichen Inspektionen durch und erstellt die entsprechenden Aufzeichnungen gemäß dem Protokoll. Die täglichen Inspektionsaufzeichnungen sollten die Inspektionsgegenstände, das Inspektionsdatum und den Betriebszustand der Inspektionsgegenstände enthalten. Jede Inspektion muss aufgezeichnet und archiviert werden. Das tägliche Inspektionsintervall des Online-Rauchüberwachungssystems beträgt maximal 7 Tage.
Tägliche Wartung
Gemäß den Anforderungen des Handbuchs zum Online-Rauchgasüberwachungssystem hinsichtlich des Wartungsumfangs, der Wartungszyklen und des Austauschzyklus von Verbrauchsmaterialien usw. müssen klare Regelungen für jede Wartung getroffen und dokumentiert werden. Jeder Austausch von Ersatzteilen oder Materialien sowie deren Austausch, wie z. B. Name, Spezifikationen und Menge, sind zu dokumentieren und zu archivieren. Beim Austausch einer zugelassenen Standardsubstanz oder Standardprobe sind auch Quelle, Verfallsdatum und Konzentration der neuen Standardsubstanz oder Standardprobe zu dokumentieren. Störungen oder Probleme, die bei der täglichen Inspektion oder Wartung festgestellt werden, sind von der Systemverwaltung und dem Wartungspersonal rechtzeitig zu beheben und zu dokumentieren.
Kalibrierung und Verifizierung von CEMS
Es sollten regelmäßige Kalibrierungen durchgeführt werden.
- (1) CEMS für Partikel und gasförmige Schadstoffe mit automatischer Kalibrierungsfunktion kalibrieren den Nullpunkt und den Bereich des Instruments mindestens einmal alle 24 Stunden automatisch und testen und zeichnen gleichzeitig die Nullpunktdrift und die Bereichsdrift auf.
- (2) Bei Partikel-CEMS ohne automatische Kalibrierung müssen der Nullpunkt und der Bereich des Geräts mindestens alle 15 Tage kalibriert und gleichzeitig die Nullpunkt- und Bereichsdrift geprüft und aufgezeichnet werden.
- (3) Bei CEMS zur direkten Messung gasförmiger Schadstoffe ohne automatische Kalibrierung müssen der Nullpunkt und der Bereich des Geräts mindestens alle 15 Tage kalibriert und gleichzeitig die Nullpunktdrift und die Bereichsdrift geprüft und aufgezeichnet werden.
- (4) CEMS für extrahierbare gasförmige Schadstoffe ohne automatische Kalibrierung müssen mindestens alle 7 Tage kalibriert werden. Dabei müssen Nullpunkt und Bereich des Geräts gleichzeitig geprüft und die Nullpunkt- und Bereichsdrift aufgezeichnet werden.
- (5) Das CEMS für extrahierbare gasförmige Schadstoffe muss mindestens alle drei Monate systemweit kalibriert werden. Dabei muss das Nullgas und das Standardgas von der Überwachungsstation ausgegeben werden und der Weg, durch den das Probengas durch das Ende der Probenahmesonden und der Probengase fließt (einschließlich der Probenahmeleitung, des Filterwäschers, des Reglers, des Analysegeräts usw.), muss mit der Erkennung des Nullpunkts und der Bereichsdrift, des Wertfehlers und der Reaktionszeit des Systems vereinbar sein.
- (6) Bei Durchfluss-CEMS mit automatischer Kalibrierfunktion muss die Nullkalibrierung mindestens einmal alle 24 Stunden und bei Durchfluss-CEMS ohne automatische Kalibrierfunktion mindestens einmal alle 30 Tage durchgeführt werden.
