在线连续自动监测系统

在线连续自动监测系统

一、自动监测系统

1.水质在线自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现在传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测数据，统计、处理监测数据，可打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图、多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储制定的监测数据及各种运行资料、环境资料以备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动恢复功能；远程故障诊断，便于例行维修和应急故障处理等功能。

2. CEMS是英文Continous Emission Monitoring System的缩写，即烟气连续排放监测系统。该系统对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测，并将监测数据和信息传送到环保主管部门，以确保排污企业污染物浓度和排放总量达标。同时，各种相关的环保设备如脱硫、脱硝等装置，也依靠CEMS的数据进行监控和管理，以提高环保设施的效率。

二、连续监测系统的组成

1、水质自动监测系统主要由如下几部分组成：

①采水单元包括水泵、管路、供电及安装结构部分。

②配水单元包括水样预处理装置、自动清洗装置及辅助部分。

③分析单元由一系列水质自动分析和测量仪器组成，包括水温、Ph/溶解氧（DO）、电导率、浊度、氨氮、化学需氧量、高锰酸钾指数、总有机碳（TOC）、总氮、总磷、硝酸盐、磷酸盐、氰化物、氟化物、氯化物、酚类、油类、金属离子、水位计、流量/流速/流向计及自动采样器等组成。

④控制单元包括系统控制柜和系统控制软件；数据采集、处理与存储及基站各单元的控制和状态的监控；有线通讯（ADSL）和无线通讯（GSM、GPRS和CDMA）设备。

⑤子站站房及配套设施包括站房主体和配套设施。

2、烟气排放连续监测系统（CEMS）的组成：

①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。

②气态污染物监测子系统主要对烟气排放中NO x、SO2、CO、CO2等气态方式存在的污染物进行监测。

③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排放标准中规定的过剩空气系数下的浓度。

④数据处理子系统主要完成测量数据的采集、存储、统计功能，并按相关标准要求的格式将数据传输到环保局。

三、我公司的现状

1、水质自动监测系统：

表1

1.1重铬酸钾法原理

水样以重铬酸钾为氧化剂，以硫酸银为催化剂，以硫酸汞为去干扰剂，在强硫酸介质中消解杯回流氧化后，以硫酸亚铁铵为滴定液，滴定水样中未被还原的过量的重铬酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。

C(V1-V2)⨯8000

CODcr (O,mg/L) =

V0

式中：

C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L；

V1—空白实验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；

V2—试料实验所消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；

V0—试料的体积，mL；

8000—1/4 O2的摩尔质量以mg/L为单位的换算值。

根据以上原理，仪器的基本操作分为如下三个步骤：

1.1.1 硫酸亚铁铵标定

仪器在设定阶段要进行硫酸亚铁铵标定，即用已知浓度的重铬酸钾溶液标定硫酸亚铁铵滴定液，由仪器自动求解上式中的C，并将结果作为常数保存以备实际测定时使用。对硫酸亚铁铵滴定液的标定，仪器每天可自动执行一次，保证所用的浓度值正确。

1.1.2 空白标定

仪器在设定阶段进行空白标定。在重铬酸钾浓度一定的条件下，用蒸馏水代替水样进行测定，由仪器自动求解上式中的V1并将结果作为常数保存以备实际测定时使用。本仪器一经空白标定，无需每次测定时都进行标定，只在更换试剂或蒸馏水时需要重新标定。

1.1.3 水样COD测定

即求解V2并根据公式计算COD的过程。

1.2光度比色法

在强酸性介质中，水样中的还原性物质被重铬酸钾氧化后，根据朗伯-比尔定律进行比色分析。

我公司焦化三厂所安装的水质在线监测仪是光度比色法中的程序式，其工作原理是：在微机的控制下，将水样与重铬酸钾溶液和浓硫酸混合，加入硫酸银作为催化剂，硫酸汞络合溶液中的氯离子。混合液在165℃条件下经过一定时间的回流，水中的还原性物质与氧化剂发生反应。氧化剂中的Cr6+被还原为Cr3+，这时混合液的颜色会发生变化。通过光电比色把Cr3+的增加量转换为电压变化量。通过测量变化了的电压量，并通过曲线查找计算得出COD值。

2、烟气排放连续监测系统：

表2

2.1直接抽取法分析仪采用的分析原理，主要是红外光谱吸收原理和紫外光谱吸收原理，它利用污染物分子吸收特征波长的光，能够区分不同种类的污染物（例如：SO2吸收7.3μm、NO吸收5.3μm的红外光；SO2吸收280~320nm，NO吸收195~225 nm、350~450 nm 的紫外光）。

2.2稀释抽取法是采用专用的探头采样，并用干燥、清洁的氮气或压缩空气对烟气进行稀释，稀释后的烟气经过不加热的传输管线输送到分析机柜，经过除尘等处理后进入分析仪进行分析检测，测量为湿烟气的浓度。

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，即音速小孔出口的绝对压力≤入口的绝对

压力0.46倍，此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的，但入口压力以及烟气温度和烟气分子量的变化将会影响稀释比，因而应尽可能用与烟气组分比例相同的标准气体校准仪器和补偿烟气温度和压力变化对测定的影响。

稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油，以及必要时除CO2和浓度过高的空气本底中的SO2和NO x的仪表空气，它应该是干燥的，露点为-30℃到-40℃，压力620±68kPa。

稀释抽取式二氧化硫分析仪基本采用紫外荧光法，氮氧化物分析仪基本采用化学荧光法。

2.3直接测量系统采用的分析原理主要是差分吸收光谱原理，对于不同波长的光吸收，分子在有些波长吸收能量，在有些波长不吸收能量。

直接测量系统结构简单，安装方便，测量范围和精度可以保证，但由于仪表直接接触烟气，不易维护，容易腐蚀、堵塞，从而影响系统正常运行，由于温度、压力的变化会显著影响分子吸收能量的效率，因此测量数据需要随时进行温度压力的修正。

四、在线连续监测系统的操作、常见故障及处理方法

1、在线连续监测系统的操作

在所有的在线连续监测系统的操作中，必须要注意的一点：操作之前应认真阅读一起的使用说明书，操作中遇到无法处理的问题时应及时与厂家的技术人员或者运营人员取得联系。

2、在线连续监测系统常见故障及处理方法