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技術(shù)教程

應(yīng)急期間CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)超標(biāo)異常及監(jiān)管方法
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    應(yīng)急關(guān)注重點(diǎn)CEMS超標(biāo)異常數(shù)據(jù)
    在線監(jiān)測超標(biāo)異常數(shù)據(jù)主要指環(huán)境管理部門污染源自動監(jiān)控平臺產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)的報(bào)警,報(bào)警根據(jù)平臺軟件內(nèi)設(shè)定的參數(shù)判斷和邏輯關(guān)系產(chǎn)生,平臺數(shù)據(jù)分析參數(shù)設(shè)置合理、邏輯關(guān)系科學(xué),產(chǎn)生的報(bào)警信息可以為環(huán)境管理和現(xiàn)場執(zhí)法提供精準(zhǔn)信息,提高工作效率;但是平臺數(shù)據(jù)分析簡單不科學(xué),產(chǎn)生大量報(bào)警信息,推送至執(zhí)法人員現(xiàn)場核實(shí),造成執(zhí)法資源的嚴(yán)重浪費(fèi),工作效率低下。在線監(jiān)測平臺報(bào)警數(shù)據(jù)包括超標(biāo)數(shù)據(jù)報(bào)警和異常數(shù)據(jù)報(bào)警,異常數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)零值、恒值、負(fù)值、數(shù)據(jù)異常大或無數(shù)據(jù)的情況。


    超標(biāo)數(shù)據(jù)
    超標(biāo)數(shù)據(jù)主要包括實(shí)際排放污染物濃度超標(biāo)、停產(chǎn)后折算濃度數(shù)據(jù)超標(biāo)和在線監(jiān)測質(zhì)控、故障形成的數(shù)據(jù)超標(biāo)。實(shí)際超標(biāo)是在在線監(jiān)測設(shè)備工作正常情況下,由于工藝工況調(diào)整或操作不當(dāng),以及治理設(shè)施突發(fā)性故障形成的排放污染物濃度超過排放限值的情況。實(shí)際超標(biāo)判斷時應(yīng)根據(jù)在線監(jiān)測狀態(tài),結(jié)合監(jiān)測的其它參數(shù)輔助分析,確定在線監(jiān)測是否正常運(yùn)行,同時再結(jié)合生產(chǎn)工藝及治理設(shè)施工藝判斷是生產(chǎn)環(huán)節(jié)和治理環(huán)節(jié)的問題。停產(chǎn)后折算數(shù)據(jù)超標(biāo)主要表現(xiàn)在管理部門對污染源停運(yùn)后是否采用停爐模式,將污染物濃度和排放量強(qiáng)制歸零未予以明確,在線監(jiān)測設(shè)備廠家和運(yùn)維單位不敢擅自開啟停爐模式,造成停爐后監(jiān)測數(shù)據(jù)在漂移誤差允許范圍內(nèi),折算濃度數(shù)據(jù)超標(biāo)的情況。在線監(jiān)測設(shè)備根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)或者質(zhì)控,標(biāo)準(zhǔn)中未對校準(zhǔn)、質(zhì)控期間數(shù)據(jù)保持還是實(shí)時變化上傳給予明確,只是要求對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記,在線監(jiān)控平臺對標(biāo)記數(shù)據(jù)的識別和處理功能不健全,造成質(zhì)控、故障期間上傳數(shù)據(jù)不能保持輸出的,形成周期性超標(biāo)的情況。


    異常數(shù)據(jù)


    1.異常數(shù)據(jù)—零值
    在線監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)零值是異常數(shù)據(jù)中最常見的情況,主要表現(xiàn)在平臺數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)持續(xù)為零值,平臺產(chǎn)生數(shù)據(jù)異常報(bào)警信息,一般零值報(bào)警針對的是污染物濃度值;污染物濃度零值在廢水排放口氨氮濃度、總磷濃度出現(xiàn)的頻次較高,在煙氣排放口中二氧化硫和顆粒物濃度零值的情況較為多見。零值出現(xiàn)的行業(yè)多在污水處理廠出口、水泥行業(yè)的窯尾煙氣、石灰窯煙氣、燃?xì)忮仩t煙氣、布袋除塵器排放廢氣監(jiān)測中出現(xiàn)。零值產(chǎn)生的主要原因如下:
    煙氣在線監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測二氧化硫和顆粒物經(jīng)常性零值:從工藝工況上分析,由于煙氣治理設(shè)施深度治理和超低排放的推進(jìn),涉氣排放企業(yè)脫硫設(shè)施在設(shè)計(jì)建設(shè)時處理容量普遍較大,污染源初始濃度普遍有所降低,治理設(shè)施正常運(yùn)行情況下部分行業(yè)排放二氧化硫普遍較低甚至為零,同時部分行業(yè)脫硝過量逃逸的氨和水溶性鹽對監(jiān)測產(chǎn)生較大影響。從在線監(jiān)測設(shè)備原理上分析,冷干法CEMS在濕法脫硫后受煙氣中水分的影響,預(yù)處理對SO2的吸附存在10-30mg/m3不等的損失,在高濕低排放濃度的場合,SO2數(shù)據(jù)為零的情況經(jīng)常發(fā)生,熱濕法CEMS由于采樣管路及接頭處存在加熱盲點(diǎn),SO2監(jiān)測數(shù)據(jù)偏低或者零值;稀釋法CEMS受稀釋氣中SO2的濃度不確定因素,對監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響,部分時段SO2數(shù)據(jù)接近于零。安裝在布袋除塵器后的顆粒物濃度監(jiān)測設(shè)備,由于布袋除塵器效率較高,同時受流速及顆粒物顏色、采樣過程中的吸附等因素影響,監(jiān)測數(shù)據(jù)較低甚至為零。從污染源管理角度分析,部分行業(yè)不需要對SO2或者顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測,管理部門要求安裝在線監(jiān)測,造成監(jiān)測數(shù)據(jù)長期零值(比如天燃?xì)忮仩t監(jiān)測SO2和顆粒物的場合、水泥窯頭監(jiān)測SO2和NOx的場合、部分顆粒物排放無組織改有組織排放后間斷性排放的場合等)。


    2.異常數(shù)據(jù)—恒值
    在線監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)恒值的情況主要表現(xiàn)在平臺污染物濃度數(shù)據(jù)在一定時間段內(nèi)保持某個數(shù)據(jù)不變化或者變化較小,煙氣排放口多為SO2和顆粒物數(shù)據(jù)恒值不變化,廢水排放口各項(xiàng)污染物均有恒值不變化情況的出現(xiàn),形成數(shù)據(jù)恒值的原因主要有數(shù)據(jù)傳輸問題、在線監(jiān)測設(shè)備問題、生產(chǎn)工藝工況問題。

    2.1數(shù)據(jù)傳輸問題:
    在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸包括數(shù)采儀、DAS上位機(jī)、PLC等數(shù)據(jù)采集處理部分,受數(shù)據(jù)采集處理器件質(zhì)量和性能差別因素影響,在長期運(yùn)行中部分器件發(fā)生死機(jī)情況,死機(jī)后監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)恒值無變化;重置復(fù)位后可恢復(fù)正常運(yùn)行,多為數(shù)采儀和上位機(jī)死機(jī)的情況。

    2.2在線監(jiān)測設(shè)備問題:
    在線監(jiān)測設(shè)備故障報(bào)警后無測量數(shù)據(jù)造成上傳至監(jiān)控平臺數(shù)據(jù)無變化,數(shù)據(jù)產(chǎn)生恒值報(bào)警;煙氣在線監(jiān)測設(shè)備主要表現(xiàn)在煙氣中含水、氨等物質(zhì),在線監(jiān)測預(yù)處理配置不適合現(xiàn)場工況,預(yù)處理內(nèi)對待測物質(zhì)吸附,監(jiān)測數(shù)據(jù)長期零值恒值的情況。顆粒物監(jiān)測設(shè)備由于設(shè)備選型不能適用于工況,造成監(jiān)測數(shù)據(jù)無法反應(yīng)現(xiàn)場實(shí)際排放情況,監(jiān)測數(shù)據(jù)零值、超大時,對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,造成監(jiān)測數(shù)據(jù)恒值或波動較小。

    2.3生產(chǎn)工藝工況原因:
    部分行業(yè)受生產(chǎn)和管控等因素影響階段性排放,不排放期間監(jiān)測污染物數(shù)據(jù)零值恒值。煙氣排放主要表現(xiàn)在鑄造行業(yè)多為晚上生產(chǎn),白天停運(yùn);部分行業(yè)重污染期間停產(chǎn),監(jiān)測數(shù)據(jù)恒值無明顯變化等。廢水排放口主要表現(xiàn)在長期無廢水排放,在線監(jiān)測設(shè)備無法取樣測量,上傳數(shù)據(jù)恒值無變化。


    3.數(shù)據(jù)異常—無數(shù)據(jù)、負(fù)值、數(shù)據(jù)超大
    在線監(jiān)測平臺無數(shù)據(jù)主要表現(xiàn)為部分參數(shù)無數(shù)據(jù)或者全部參數(shù)無數(shù)據(jù),負(fù)值多為污染物折算濃度,數(shù)據(jù)超大是污染物濃度或者參數(shù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于邏輯數(shù)據(jù)的情況,形成不符合實(shí)際排放情況的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)超大主要由數(shù)據(jù)傳輸中的干擾以及數(shù)據(jù)解析中的錯誤等原因造成。

    3.1無數(shù)據(jù)多為數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境出現(xiàn)的問題,比如數(shù)據(jù)傳輸通訊中斷,數(shù)采儀欠費(fèi)、DTU天線斷開,網(wǎng)絡(luò)信號無覆蓋等現(xiàn)場端情況,以及在線監(jiān)控平臺服務(wù)器故障,平臺軟件維護(hù)或者異常形成無數(shù)據(jù)的情況。
    3.2數(shù)據(jù)負(fù)值一般為分析儀儀器零點(diǎn)漂移,數(shù)據(jù)傳輸采用數(shù)字信號傳輸?shù)?,或者是污染物折算濃度?fù)值,污染物折算濃度負(fù)值主要由于停產(chǎn)后氧量大于21%時,污染物濃度未歸零,按照過量空氣系數(shù)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算后數(shù)據(jù)為負(fù),尤其是在熱濕法CEMS上受濕度儀零點(diǎn)漂移的影響,停產(chǎn)后濕度數(shù)據(jù)不為零,折算系數(shù)根據(jù)干氧濃度進(jìn)行計(jì)算,干氧數(shù)據(jù)大于21%的情況時,折算系數(shù)為負(fù)值。
    3.3數(shù)據(jù)超大一般出現(xiàn)在傳輸信號受到?jīng)_擊干擾時,接收端接收數(shù)據(jù)較大,或者PLC、上位機(jī)、數(shù)采儀及平臺接收到異常通訊信息時產(chǎn)生錯誤代碼造成,主要是各部件在異常通訊或者異常數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)處理機(jī)制不統(tǒng)一所致。


    應(yīng)急期間在線監(jiān)測常見監(jiān)管方法


    1.對超標(biāo)異常數(shù)據(jù)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)
    1.1平臺定期對一定區(qū)域內(nèi)污染源在線監(jiān)測數(shù)據(jù)超標(biāo)、異常次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從一定程度上可以反應(yīng)出污染源排放、在線監(jiān)測設(shè)備及運(yùn)維方面的問題。
    1.2在線監(jiān)控平臺對超標(biāo)異常數(shù)據(jù)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),從某些方面反應(yīng)出各級環(huán)境管理部門對污染源在線監(jiān)測管理上存在的問題。比如部分企業(yè)停產(chǎn)后在線監(jiān)控平臺污染物折算濃度經(jīng)常超標(biāo),企業(yè)未及時申報(bào),環(huán)境管理部門未及時發(fā)現(xiàn)并對停產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行報(bào)停,造成超標(biāo)次數(shù)較多。再如企業(yè)每天在監(jiān)控平臺對超標(biāo)異常情況進(jìn)行報(bào)告處理,且經(jīng)過基層環(huán)境管理部門審核,上級環(huán)境管理部門依然通報(bào)超標(biāo)異常情況,并要求再次現(xiàn)場審核,形成重復(fù)性的工作,造成執(zhí)法資源的浪費(fèi)。
    1.3在線監(jiān)控平臺對超標(biāo)異常數(shù)據(jù)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,一定程度上反應(yīng)出在線監(jiān)控平臺存在缺陷和問題。主要表現(xiàn)在監(jiān)控平臺不能對在線監(jiān)測數(shù)據(jù)及狀態(tài)標(biāo)識進(jìn)行判斷,對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)識,尤其是在線監(jiān)測維護(hù)期間形成異常數(shù)據(jù),平臺推送超標(biāo)異常報(bào)警信息;平臺不能對數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行判別,常見的情況有廢水排放口長期無排放,流量數(shù)據(jù)為零,污染物濃度數(shù)據(jù)長期恒值無變化,形成一些誤導(dǎo)管理部門的報(bào)告。


    2.在線監(jiān)測超標(biāo)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行分析
    2.1多數(shù)行業(yè)煙氣自動監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測污染物濃度需要進(jìn)行折算,受大氣污染治理管控等因素影響,部分涉氣排放企業(yè)經(jīng)常性停限產(chǎn),期間監(jiān)測含氧量升高,污染物折算濃度超標(biāo),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未明確停爐期間污染物濃度是否進(jìn)行折算。建議相關(guān)管理部門明確停爐期間污染物濃度是否進(jìn)行折算,以及停爐判斷的條件,或環(huán)境管理部門對自動監(jiān)控平臺進(jìn)行調(diào)整,對超標(biāo)異常數(shù)據(jù)結(jié)合數(shù)據(jù)標(biāo)記進(jìn)行綜合判斷,防止誤報(bào)警給排污單位、運(yùn)維單位和基層執(zhí)法人員形成工作上的不便利。
    2.2自動監(jiān)控設(shè)備需要周期性的校準(zhǔn)、維護(hù),不同品牌的自動監(jiān)控設(shè)備,校準(zhǔn)維護(hù)期間上傳數(shù)據(jù)的方式不同(恒值標(biāo)記或?qū)崟r數(shù)據(jù)標(biāo)記),新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后校準(zhǔn)維護(hù)周期縮短,校準(zhǔn)維護(hù)期間超標(biāo)異常數(shù)據(jù)次數(shù)增多。建議環(huán)境管理部門明確自動監(jiān)控系統(tǒng)校準(zhǔn)維護(hù)期間數(shù)據(jù)上傳的方式,或監(jiān)控平臺結(jié)合超標(biāo)異常數(shù)據(jù)及標(biāo)記進(jìn)行綜合判斷,避免將維護(hù)期間的數(shù)據(jù)作為報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行推送,對在線監(jiān)測運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)時將維護(hù)報(bào)警信息予以剔除,或者結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)和維護(hù)的頻次判斷維護(hù)單位操作是否符合規(guī)范。
    2.3建議環(huán)境管理部門加大執(zhí)法力度,厘清自動監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行中的各方的職責(zé),對自動監(jiān)控設(shè)備性能指標(biāo)不滿足要求、以及生產(chǎn)治理設(shè)施原因形成的超標(biāo)異常情況,督促排污單位進(jìn)行整改;對因自動監(jiān)控設(shè)備質(zhì)量或者技術(shù)缺陷形成的超標(biāo)異常情況,應(yīng)明確自動監(jiān)控設(shè)備供應(yīng)商或設(shè)備廠家的責(zé)任,定期公布故障率高、設(shè)備技術(shù)缺陷多的設(shè)備廠家和供應(yīng)商名單,為排污單位選型提供參考;對自動監(jiān)控運(yùn)維單位工作不到位形成的超標(biāo)異常情況,追究自動監(jiān)控運(yùn)維單位相關(guān)責(zé)任。

 

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)