1 引言

我国环保部门曾经在十五计划中明确指出，要将加强污染源的在线检测工作作为未来几年工作的重中之重，同时号召全国一线城市中区域污染负荷高达60%以上的工业企业必须安装水质和烟气在线检测设备，在全国范围内实现污染源科学化、网络化管理。近几年，环境污染问题变得越来越严重，国家对环境监测的建设投入逐渐加大，同时环境自动监测技术也日益成熟，烟气在线监测系统在全国得到了越来越广泛的应用。烟气在线监测系统获取的连续、大量、完整的基础数据，为政府和决策部门提供了及时、全面的烟气排放信息。

2 烟气在线监测系统概述

烟气在线监测系统也称为烟气自动监测系统、烟气排放连续监测系统，是对向大气中排放颗粒物或者气态污染物等污染源的浓度和排放总量进行连续检测的高科技设备，同时将系统实时检测到的各种信息及时传输给有关部门，便于上级领导对整个地区的环境污染情况有宏观的了解。烟气在线监测系统主要由以下几个部分组成：烟气参数监测子系统、颗粒物监测子系统、数据采集处理与通讯子系统以及气态污染物监测子系统等组成，下面分别对这几个系统作简单的讲解。

首先，烟气参数监测子系统是用来对烟气的含氧量、流速以及温度等指标进行准确的测量，并根据测量值，计算烟气的排放总量和浓度，估算烟气等污染源对大气可能造成的危害。

其次，颗粒物监测子系统主要是对烟尘等颗粒物进行准确的监测。

再次，数据采集处理与通讯子系统是由计算机系统和数据采集器两个部分组成，这个系统在正常运行的过程中，可以对参数进行实时采集，同时还可以根据各个污染源排放量和浓度值所对应的折算浓度、湿基以及干基等，生成污染源在不同时间的排放数量，此外，这个系统还可以及时补偿丢失的数据，将其及时传送到主机中。

最后，气态污染物监测子系统相对于其他监测系统而言，监测对象的种类比较多，但是主要监测的污染物是氮氧化物、二氧化硫等气态污染源。

3 烟气在线监测系统应用现状

3.1 国外烟气在线监测系统的应用现状

国外的燃煤电站和化工厂等化工企业从五六十年代开始，就已经开始在烟囱上安置CEMS系统来完成污染物排放源的在线监测任务。国外生产CEMS的厂家主要集中在英国、美国、德国和日本，使用的标准为美国的EPA标准，这一标准是美国环境保护署于1971年制定的，全称为“新能源执行标准”（New Source Performance Standard）。标准中规定了CEMS采样点位置必须设置在烟囱1/3高度处，由于此高度烟道气均匀性和稳定性好，方便监测到真实的、有代表性的数据，同时此处设有作业平台，方便安装和日常维护。由于EPA标准中要求采样探头必须安装在烟囱上，这就导致下管路较长，因此美国大部分的烟气排放连续监测系统（CEMS）都是以稀释采样法为主，而日本和德国生产的烟气排放连续监测系统（CEMS）多为直接抽取法。在美国制定的和烟气在线监测系统有关的规章制度中，根据污染源的不同种类制定了针对性、科学的监测计划，并采取电子审核、现场屯核等措施，来达到提高烟气在线监测系统监测质量的目的。

3.2 国内烟气在线监测系统的应用现状

通过调查研究，我国的能源结构中，煤炭的数量高达75%左右，而在煤炭中，含硫量也比较高，达到5%左右。在火电厂中，主要的燃料就是天然气、石油、煤炭等通过燃烧可以产生电能的物质，是烟气污染物的主要排放源头之一。近几年，环境问题凸显，各地雾霾天气出现频率越来越高，工业的迅速发展对环境造成了严重影响，同时人们的日常生活和身体健康也遭受着威胁。这就要求火电技术必须不断提高，政府不断加强对各种污染物排放源的检测和管理，火电厂才能更适应和谐社会的要求。

从70年代开始，我国首先在冶金系统方面引进国外烟气排放连续监测系统，也是在这个时期，我国开始逐渐认识到传统的污染物监测方法已经不能满足我国发展的需要，迫切需要一种比手工采样更方便、更快捷的方法，来对烟气中的污染物进行准确、科学的监测。80年代后，我国电力行业也引进了烟气排放连续监测系统（CEMS），如上海石洞口二厂、浙江北企、山东石横等。1986年广东从日本引进了首台火电厂烟气连续监测系统。由于我国引进机组配置的烟气测量平台没有设计专用电梯，且装置在数十米高烟囱上的CEMS缺少日常维护，大部分CEMS运行状况不佳，没有达到应有的使用效果。据调查资料显示：在调查的36家火电厂中，安装全套的CEMS装置的有23家，正常运营的仅有6家，占总投运数的26.1%，另有1/3间断运行，1/3根本无法运行。

20世纪后期，我国也跟上时代发展的脚步，开始加大对烟气在线监测系统的研究力度，尝试生产烟气在线监测系统。与此同时，我国开始制定和颁布和烟气在线监测系统有关的规章制度、法律法规等，如《火电厂大气污染物排放标准》《火电厂大气污染物排放标准》等。在此背景下，国内涌现出上海发电设备成套设计研究院、中绿环保技术有限公司、南京国电环保设备有限公司等一批具有烟气在线监测系统研制和生产能力的机构、企业，投入了大量的人力、物力和财力，对烟气在线监测系统进行长期的研究和生产尝试，不断生产出全新的烟气在线监测系统，并且获得了自主知识产权，这在很大程度上推动了烟气在线监测系统在我国的生产和推广应用。

到20世纪末时，以差分吸收光谱方法、紫外荧光法、吸收法以及电位电解法等可以有效测量烟气中污染物的高科技仪器不断被研发成功，并在一定程度上实现了仪器的产业化。目前，我国虽然在CEMS的使用细节上与欧美国家存在一定的差距，但是CEMS分析技术并不比发达国家落后。但是在使用烟气在线监测系统对烟气中的有害物质进行检测时，仍然还存在一些严重的问题，尤其是在人机交互界面方面，我国的技术仍然不够完善，依赖国外进口仪器的情况比较严重。我国环保部门曾经在2008年颁布了《污染源自动监控设施运行管理办法》等法律文件，在这些文件中，极大的完善了烟气在线监测系统管理和运行方面的要求。2010年初，国内安装的烟气在线监测系统已经达到上万套，一线城市的政府部门正在大力号召企业应用烟气在线监测系统，90%的国控重点污染源正式安装了烟气在线监测系统。同时以上海市为例，我国开始在国内一线发达城市创办烟气在线监测系统试点工程，以试点的过程和结果为基础，上海市在2007年开始全面推进烟气在线监测系统的推广和应用。2009年初，我国为了更好的监控火电厂等国控重点污染源的有害烟气排放情况，尝试在烟囱旁边正式安装烟气在线监测系统，尽量避免有害物质从烟囱向大气中排放。据不完全统计，到2014年年底，仅上海市，就已经正式安装了500套左右的烟气在线监测系统，其中，75%的烟气在线监测设备运行效果较好，日常数据的审核工作也在顺利开展。

SMG100便携式烟尘直读分析仪应用场合：

SMG100便携式烟尘直读分析仪适用于锅炉及电站燃烧系统烟气中烟尘/粉尘颗粒物浓度的快速检测 , 具有测量准确、响应快、精度高的特性

标配燃料类型：煤、煤块、木材等类型燃烧场合

SMG100便携式烟尘直读分析仪产品性能：

锅炉排放的尾气质量浓度分析,可用于移动现场快速检测  实时检测尾气颗粒物烟尘/粉尘质量浓度值  测量范围0 – 150 mg/m3 ，可延伸0-300mg/m3  实时显示真实的烟尘浓度, 包括/max.和测量时间段的平均值  开机后预热时间不超过10分钟, 自动进行空气零点校准  测量时间自由设定，结束, 自动计算并显示平均值 , 以此作为该取样点的烟尘浓度  测量不受外界因素干扰（如震动 , 冲击, 海拔 , 温湿度等）  通过蓝牙实现与益康烟气分析仪的同步测量, 即同时测量烟气和烟尘浓度  7″ 高清彩屏显示 ,通过触摸屏显示  与PC/笔记本电脑通过USB和蓝牙进行通信  带有可加热管线和取样管,防止颗粒物采样中的损失  携带方便、使用成本低 ，清洗及维修简单方便 

 

SMG100便携式烟尘直读分析仪产品描述

SMG100是一款便携式烟尘直读分析仪 , 激光测量原理 , 可实时读取烟尘/粉尘颗粒物的浓度。激光光源无损耗寿命长、稳定性和精确度高。  SMG100由测量主机和取样系统组成 , 仪器内置的双光束测量系统分别集成在两个单独的测量腔室内，分别用于测算烟气中精细粉尘和较大颗粒物粉尘的浓度。每次测量时间依据场合自由设定，测量结束后自动计算的平均值显示在屏幕上。 

 

SMG100便携式烟尘直读分析仪测量原理：

光学法测量：采用激光散射测量技术。激光照射在颗粒物上会发生衍射、折射、反射，基于光散射理论著名的Mie理论算法。颗粒物浓度的测量是根据光散射原理,即颗粒物在一定强度的光照射下，向其周围空间散射出与其浓度成一定比例关系的散射光。这种技术允许对颗粒物的质量浓度进行实时分析，通过与颗粒物质量浓度建立相关对应数据关系，即可通过测定光密度或散射光强度，测定烟尘质量浓度。  光散射法之所以获得广泛应用是因为相比其他测量方法具有如下显著优点: 适用性广，除了测量固体颗粒( 粉末)外，还可以测量液体颗粒( 液滴) 、气体颗粒( 气泡) ，而不用知道颗粒的化学组成；粒径测量范围宽，从几个纳米( 10 – 3μm) 到约103μm，甚至更大; 测量准确、精度高、重复性能好，对单分散系高分子聚合物标准粒子的测量误差和重复性偏差可以限制在1 %～2 %之内。 

SMG100便携式烟尘直读分析仪典型应用：

化工

金属加工

工业炉

过滤器监控

燃烧设备

生物技术/生物能源

研发