烟气排放连续监测系统在水泥厂的应用前景
为了控制水泥工业的大气污染物排放，促进水泥工业产业结构调整，国家环境保护总局组织中国环境科学研究院、合肥水泥研究设计院、中国材料工业科工集团公司起草了新的《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）。新的排放标准要求从2005年1月1日起，新、改、扩建水泥生产线，水泥窑排气筒应当安装烟气颗粒物、二氧化硫和氮氧化物连续监测装置；烘干机、烘干磨、煤磨及冷却机排气筒应当安装烟气颗粒物连续监测装置；对现有水泥生产线，应当逐步安装连续监测装置，各省、自治区、直辖市人民政府环境保护部门应当根据水泥工业结构调整和达标进展情况制定安装计划。
近年来国内企业也日益重视环境监测问题和完善监测系统，越来越多的电厂、石化、冶金企业已率先开始进行烟尘和SO2浓度监测，而国内水泥生产企业则相对开始的较晚，但随着新的水泥行业大气排放标准的颁布实行，水泥企业也日益重视环境监测问题和完善监测系统，所以烟气排放连续监测系统（CEMS）在水泥厂的应用前景很好。
欧美发达国家环境治理、保护的实施与优化得益于环境参数的检测或监测水平的提高，不仅大量采用了先进的测控仪表与计算机系统，而且各企业在环境监测与保护方面投入巨资进行全方位的检测、监控与管理。上个世纪90年代，我国也开始环境监测自动在线监测仪的开发研制。目前，仍处在发展中，国产化进程较慢，烟气排放在线监测系统（CEMS）使用成功与否的关键在于检测仪表的选型设计与系统的集成，因过程分析面对的困难与问题很多：高温、高粉尘、高水份、负压及腐蚀性等恶劣气体条件；应保证必要的检测准确度；应有较快的反应速度；应易安装、易标定；防尘、防溅、防腐等防护要求；应有较高的自动化程度，较少的维护工作量。
一、水泥厂污染源的主要分布与特点水泥厂的污染源主要分布在以下几个生产环节中：
1.水泥回转窑窑尾是水泥生产环节中粉尘排放量最大的排放点，窑外分解窑尾烟尘浓度为60g/m3～80g/m3，这一环节的污染物成分复杂，除粉尘、烟尘外，还有二氧化硫、氮氧化物、氟化物等有害气体。
2.烘干机、烘干磨、煤磨、冷却机、破碎机、磨机、包装机及其他通风生产设备污染物主要为固体颗粒物排放浓度大。
二、分析气体成分针对水泥厂污染源的特点，新标准只要求对水泥窑及窑磨一体机需进行气体分析。一般可以有几种分析气体成分的方法，过去主要采用传统的分析方法，如化学分析法、气相色谱法；其缺点是必须对烟气进行人工取样，在实验室进行分析，其中操作者的操作技能对分析的精度有很大影响；而且传统方法只能单一成分地逐个进行检测分析，不具备多重输入和信号处理功能；分析费时，响应速度慢，效率低，难以实现在线监测。
而现在主要采用最新光学技术，在不影响被测气体本身状态时于烟道上进行实时的直接测量。该方法具有以下特点：利用SO2对一定波长紫外光的强吸收特性消除其他成分影响；可测范围大。但采用此类检测方式的仪表价格很高，关键部件往往需要进口。而另一种红外线式较适合水泥厂的应用，它基于非分光红外吸收测量法的原理，具有理想的抗干扰能力；其性能指标优越，重复性好，性价比较高。
三、测量粉尘浓度国家环保总局颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》中规定水泥厂几大污染环节都必须进行粉尘浓度的在线监测。因为新标准对粉尘浓度这一指标要求较高，所以对于连续监测系统（CEMS）的准确度要求也就更高。目前国外主要采用光透射原理——当可控光源穿过带有微小颗粒的气体时，一个高灵敏的传感器可检测出被微小颗粒吸收的光能，并将其与参比光进行比较，从而确定透射值或浊度值，再进一步得出粉尘浓度值。国内在该领域的技术也比较成熟，国产化程度较高。
此类仪表具有以下特点：以光学技术为基础，自动完成测量、控制、线性测试以及污染物检测功能，反应速度快、无采样处理过程；带有反吹装置，防止光学镜头面不受污染；具备快速切断阀，可在吹扫装置失效后自动保护仪器；安装简便，发射与检测单元可通过法兰安装在烟管两侧。
四、水泥厂安装监测系统的建议监测系统设计应考虑开放性、低成本、高可靠性和良好的扩充性。因此，针对不同测量对象特征，采用最适用的自动测量仪表，在通讯解决方案上有多种方式可选：无线通讯方案有其优点，如易解决通讯问题，可降低成本，可简化安装，采用大功率天线可增加通讯距离等，但利小于弊，一是水泥厂现场环境恶劣，大量房屋和炉窑等设施会阻塞或影响调频信号的传输；二是电气、电力设施多会产生复杂多样的电磁干扰，受约束因素多。因此在通讯方面还要进行不断改进，以便更好地进行监控。
随着光学技术、计算机技术与自动检测等新技术的发展，许多以前难以检测的非电量（如实现水泥厂炉窑、塔罐烟气排放点的自动采样与预处理，粉尘与SO2等主要污染因子和烟气流量的在线监测）均得以解决，这将有利于促使岗位作业人员及时调整与监控脱硫、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，这对于水泥厂排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
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