1 CEMS系统组成 2 CEMS系统原理介绍 3 CEMS系统质量控制 4 CEMS系统应用中的问题
第一部分 CEMS系统组成
❖ CEMS的系统组成：
I. 颗粒物排放浓度监测子系统 II. 气态污染物排放浓度监测子系统 （SO2、
NOx、CO、 CO2等）
III. 烟气参数监测子系统
（温度、压力、流速/流量、 氧含量、湿度等）
数据处理子系统主要是完成测量数据的采集、存储、统计功 能，并根据环保部门的要求的格式将数据传输到环保局相关 部门。
CEMS的系统组成
颗粒物监测子系统
颗粒物测量仪
气态污染物监测子系统
气
气态污染物采样器
态
污
气体测量室
染 物
分
零气和标准气体
析
仪
烟气参数监测子系统
氧气变送器
烟
气
参
流速变送器
数
监
温度变送器
烟气分析主机
CEMS工作原理
➢ 直接抽取气态污染物测量子系统：
直接抽取系统
CEMS工作原理
➢ 直接抽取气态污染物测量子系统：
校准气体
反吹气体
采样探头
伴热管线
阀门
采样泵
排气 分析室
烟道气体
过滤器 加热
采样接口
中级过滤 除湿
针阀
流量计
记录单元
排水
直接抽取系统
CEMS工作原理
➢ 直接抽取气态污染物测量子系统：
红外光吸收原理 SO2，NOx，CO，
CO2
直接测量系统 （插入式）
紫外光吸收原理 SO2，NOx，
紫外荧光原理
SO2
化学发光原理
NOx
SO2，NOx
电化学原理
NOx
CEMS工作原理
➢ 直接抽取气态污染物测量子系统：
加热采样探头
加热传输管线
样气预处理系统 分析测量单元 数据运算、输出
标定控制 系统
CEMS工作原理
➢ 烟气参数测量子系统：
测量项目 氧含量
流速
湿度 温度 压力
测量原理 氧化锆法 磁氧法 原电池法 皮托管差压法 热线法 超声波法 电容法 干湿氧法 热电偶 热电阻 压阻感应片
安装位置 烟道、抽取 直接抽取采样 直接抽取采样 插入式 插入式 对穿式 插入式 烟道和抽取 插入式 插入式 直接测量
特点： < 红外/紫外光吸收测量分析单元; < 一个分析单元可同时测量SO2、NOx、 CO2、CO； < 可将测氧（O2）单元与红外单元共同置于同一分析仪内； < 测量数据为标准状态下的干态烟气数值 ，数据直观； < 样气传输采用加热管线（120 ℃ 以上）； < 预处理系统复杂； < 要求密封性好。
CEMS工作原理
➢ 稀释抽取气态污染物测量子系统：
•1. 采样探头堵塞 •2. 管路漏气 •3. 稀释比例不准确 •4. 采样流量降低 •5. 零气处理不纯净
CEMS工作原理
➢ 直接测量法气态污染物测量子系统：
CEMS工作原理
➢ 直接测量法气态污染物测量子系统：
特点： < 通常采用差分吸收光谱原理的分析仪; < 不需要采样和预处理系统，结构简单。 < 测量NOx通常需要配置电化学法插入式仪表； < 氧含量通常采用氧化锆直接测量法； < 测量数据需要转换成标准状态下的干态烟气数值 ； < 温度、压力的变化会显著影响分子吸收能量的效率，需要 随时进行温度压力的修正； < 探头的防护十分重要； < 通常不能在线校准零漂和量漂；
第三部分 CEMS系统质量控制
质量保证是一系列行为和程序，在考虑数据的 准确性、精密性、完整性和代表性的前提下，这些 行为和程序确保CEMS数据满足相应的标准要求。
排污企业开发质量保证计划，环保局认可，然后 排污企业执行，环保局监督并审核。
过程是动态。
测 子
系
压力变送器
统 集
线
湿度变送器
器
数据采集与处理系统
环
Modem GPRS
保 行
TCP/IP
政
主
管
数据显示
部
门
数
据 采
数据打印
集
与
处
理
数据存储
固
定
污
染
源
监
控
系
统
第二部分 CEMS系统原理介绍
CEMS工作原理
➢ 气态污染物测量子系统（SO2，NOx）：
采样方式 直接抽取系统
稀释抽取系统
分析方法
CEMS工作原理
➢ 颗粒物排放浓度监测子系统 ： 特点：
光学分析方法 直接测量（不采样）
工作原理：
✓ 光透射法 ✓ 后散射法
光透射法颗粒物监测仪
光源 传感器 控制单元
排放源
后散射法颗粒物监测仪
➢ 颗粒物测量子系统：
特点： < 直接测量法不需要采样系统; < 探头不接触烟气； < 由于标准物质难以获得，出厂通常以滤光片进行标定； < 灰尘和水汽影响较大，不适合在湿法净化设施后测量，除 非再加热烟气到高于水的露点温度； < 反吹空气幕需24小时运转（停炉时也要运转）； < 颗粒物组成和粒径的变化影响这类分析仪的校准；
IV. 数据采集与处理系统
（显示、存储、打印、 传输等）
颗粒物监测子系统主要对烟气排放中的烟尘浓度进行测量。
气态污染物监测子系统主要对烟气排放中NOx 、SO2、CO、 CO2等气态方式存在的污染物进行监测。
烟气排放参数监测子系统主要对排放烟气的温度、压力、湿 度、含氧量等参数进行监测，用以将污染物的浓度转换成标 准干烟气状态和规定过剩空气系数下的浓度，符合环保计量 的要求以及污染物排放量的计算。
CEMS工作原理
➢ 直接抽取气态污染物测量子系统：
常见故障：
•1. 采样探头堵塞 •2. 采样管路漏气 •3.加热系统失效 •4. 采样流量降低
•5. 稀释抽取气态污染物测量子系统：
稀释采样探头 仪表气控制单元
传输管线
样气预处理系统 SO2分析测量单元 NOx分析测量单元 数据运算、输出
标定控制 系统
烟气分析主机
❖ 稀释采样探头
为保证恒定的稀释比，采样探头使用音速小孔。 当系统能够满足设定的最小真空度要求时，音速小孔 两端的压差将大于0.46倍，此时通过音速小孔的气体 流量将是恒定的，温度压力的变化将不会影响稀释比。
稀释比的正确选择：MAX（量程，环境）
CEMS工作原理
➢ 气态污染物测量子系统：
✓稀释抽取系统（采样探头）：
CEMS工作原理
➢ 稀释抽取气态污染物测量子系统：
特点： < 紫外荧光测量SO2，化学发光测量NOx; < 需要多个分析单元组合； < 氧含量需单独配置采样系统或采用直接测量法； < 测量数据需要转换成标准状态下的干态烟气数值 ； < 样气传输不采用加热管线； < 探头稀释用空气需严格控制； < 探头稀释比例需要随时校准；