构建烟尘烟气连续自动监测系统的必要性研究

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摘要：从监测技术、取样技术、分析仪器技术、数据处理技术等方面分析了烟尘烟气连续自动监测系统的技术特征以及发展状况，对构建烟尘烟气连续自动监测系统的必要性做了深入探讨。

关键词：烟尘烟气连续自动监测系统； 构建； 必要性

中图分类号：X830.1 文献标识码：A

1 烟尘烟气连续自动监测系统概述

目前全球的环保形势面临着严峻的考验，我国在环境保护方面也投入了大量的精力，为了更好的保护环境，减少工业建设和民用领域对大气的污染，我国已经初步建立了烟尘烟气连续自动监测系统，实现了对烟尘烟气中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物以及其他烟尘烟气参数的有效测量。从实际取得效果来看，烟尘烟气连续自动监测系统起到了积极的作用，有效保证了烟尘烟气对大气的污染得到进一步控制。在环境保护领域，应用先进的技术和设备，构建为完善的监测体系是未来的发展趋势，因此，构建烟尘烟气连续自动监测系统具有一定的必要性。

烟尘烟气连续自动监测系统的英文简称是CEMS，这种技术最早出现在1980年，出现以来就得到了国家的高度重视，在我国的大型火力发电厂得到了广泛的应用。火力发电厂是烟尘烟气排放大户，造成的污染相对严重，如不及时构建配套的烟尘烟气监测系统，将会对大气环境造成较大的污染，所以，烟尘烟气自动监测系统推出之后，受到了大型火力发电厂的欢迎，解决了大型火力发电厂无法对烟尘烟气进行有效监测的难题。经过了30多年的发展，目前烟尘烟气连续自动监测系统的安装数量超过了2万套，烟尘烟气连续自动监测系统已经被国家环保部列为重点环保设施之一。

烟尘烟气连续自动监测系统的突出优点是能够对二氧化硫、氮氧化物、颗粒物及相关的烟气参数进行全面的测定，并有效测量烟气的温度、压力、流速、含氧量和湿度等。所以有必要构建烟尘烟气连续自动监测系统，保证环保目标的实现。

2 烟尘烟气连续自动监测系统主要技术

特征分析 在烟尘烟气连续自动监测系统中，是依靠多种技术支撑的，主要技术有两种分类方法，一种是按照流程分类，主要包括：分析和监测技术、取样技术、分析仪器技术、数据处理技术。另一种是按照取样方式和原理分（表1）。

2.1 分析和监测技术特征

分析和监测技术主要是针对5个部分进行分析和监测的，主要包括：二氧化硫和氮氧化物、颗粒物、流速、含氧量以及湿度。在分析和监测的过程中，在二氧化硫和氮氧化物的监测中采用了现状光谱分析技术，也就是比较常见的可调谐二级管激光分析技术，该技术具有较好的抗干扰能力，能够将光谱谱宽减小至10～20nm数量级。为了有效测定颗粒物，采用了浊度法和散射法来进行，具体技术应用了抽取-β射线法，这种技术不用光电信号来回转换，降低了难度，在目前得了很好的应用。流速监测方法主要应用了皮托管法。含氧量的监测主要采取了顺磁原理的电化学法。湿度的监测方法主要应用了电容法和干湿氧法。

2.2 取样技术特征

在取样过程中，取样方法分为两种，主要为稀释取样法和直接取样法，这两种方法是针对不同的烟气条件进行的，所以在应用的时候要根据烟气的特征进行选取。在取样的过程中，对样气的处理十分关键，如果处理不当，不但无法得出烟气测量分析数据，还容易对取样系统造成较大的影响，所以在选用稀释取样法和直接取样法的时候，一定要慎重。目前在稀释取样法和直接取样法在实际应用中都得到大量的采用，其中我国采用直接取样法较多，对烟气的取样达到了预期目的。

2.3 分析仪器技术特征

分析仪器是烟尘烟气连续自动监测系统中的核心部件，在目前的应用中，烟尘烟气连续自动监测系统的分析仪器主要采用了非分散红外技术，分析仪器的主要结构为充气-微音薄膜或充气-微流检测器，我国自主研制的烟尘烟气连续自动监测系统分析仪主要采用了半导体技术，将半导体技术和非分散红外技术结合在一起，提高了分析的稳定性和抗干扰能力。从国外的分析仪器发展情况来看，多数都采用了紫外荧光技术，目前国内该技术处于起步阶段，还没有大规模的得到应用，相信未来会朝着此方向发展。

2.4 数据处理技术特征

数据处理是烟尘烟气连续自动监测系统中的重要环节，只有实现了对数据的有效处理，才能保证监测系统得出正确的监测和分析结果。数据处理技术主要包括数据加标、干湿浓度折算、参数和场系数校准及权限设定4个部分。数据加标主要是对分钟数据进行标记，保证分钟数据准确计入小时数值统计。干湿浓度折算主要是利用计算软件对取样数据进行浓度计算，并得出正确的折算结果。参数和场系数校准主要是应用了一次物理量和标准分析方法，将超声波法测出的线上流速进行调整和校正。权限设定主要是针对操作系统而言的，利用了数据存储和加密技术，保证烟尘烟气连续自动监测系统的稳定性，防止系统被恶意登录和篡改。3 烟尘烟气连续自动监测系统主要技术

的发展 目前烟尘烟气连续自动监测系统在国内已经得到了广泛的应用，该系统的分析和监测技术、取样技术、分析仪器技术、数据处理技术也得到了较大程度的发展。

3.1 监测技术的发展

烟尘烟气连续自动监测系统的监测技术，目前已经实现了在线测量，并取得了一定的效果。但是在线测量结果的准确性无法保证。在未来的发展中，监测技术主要是朝着在线测量现场数据校准方向发展，以提高现场数据准确性为主。此外，监测技术还将重点解决湿度测量仪适用性问题，并降低其故障的发生率。

3.2 取样技术的发展

在目前的烟尘烟气连续自动监测系统中，主要应用了直接取样法，通过实践应用发现，直接取样法出现了许多问题，虽然可以有效解决高温高浓度的二氧化硫取样问题，但是对待低温和低湿度的二氧化硫无法实现正常取样。所以，未来取样技术的发展趋势主要是朝着提高取样效果方向发展，有效解决直接取样产生的问题。

3.3 分析仪器技术的发展

考虑到分析仪器对烟尘烟气连续自动监测系统的重要性，其发展受到了广泛的关注。目前分析仪器技术国外的发展速度较快，国内对于分析仪器先进技术的引用也达到了一定的深度。国内分析仪器技术的主要缺点是无法实现有效的低浓度污染气体测量，因此在未来的发展中该技术应该会得到突破。

3.4 数据处理技术的发展

对于烟尘烟气连续自动监测系统数据处理技术的发展来说，最主要的是符合监测系统的实际需要。烟尘烟气连续自动监测系统数据处理技术应与配套的技术标准和规范相结合，保证数据处理软件的有效性和实用性。从目前的发展情况来看烟尘烟气连续自动监测系统的数据处理技术正在处于标准和规范结合阶段，未来将能实现数据处理技术的完全标准化。

另外，烟尘烟气连续自动监测系统主要技术的配套标准也得到了及时的更新，目前已经制定并已更新的技术标准和规范见表2。

4 构建烟尘烟气连续自动监测系统的必

要性分析 （1）构建烟尘烟气连续自动监测系统可以实现对大型火力发电厂烟尘烟气的有效监测。

为了满足我国的工业和民用用电量的需求，我国兴建了许多大型火力发电厂，每年排放的烟尘烟气污染物量十分惊人。构建烟尘烟气连续自动监测系统以后，实现了对烟尘烟气的有效监测，为下一步对烟尘烟气进行综合治理提供了依据。

（2）构建烟尘烟气连续自动监测系统可以有效降低大气污染物的排放量。

通过构建烟尘烟气连续自动监测系统，可以对排放到大气中的烟尘烟气进行定量测定，并通过采取相应的减排和综合治理措施，保证大气污染物的有效减少。所以，构建烟尘烟气连续自动监测系统是极其必要的。

（3）构建烟尘烟气连续自动监测系统对减少我国大气污染有着重要的影响。

从目前的实践情况看来，烟尘烟气连续自动监测系统已经取得了一定的成绩，有效减少了大气污染。由此可见，构建烟尘烟气连续自动监测系统对我国治理大气污染有着积极作用，该系统的构建具有一定的必要性。

参考文献：

[1]陆婉珍. 近红外光谱仪器——分析仪器使用与维护丛书[M].北京：化学工业出版社，2010.

[2]国家环保总局. 空气和废气监测分析方法（第四版）[M].北京：中国环境科学出版社，2003.

[3]环境保护部科技标准司. 烟尘烟气连续自动监测系统运行管理[M].北京： 化学工业出版社，2008 .