Оглавление

CEMS — это система, которая собирает данные о загрязнителях воздуха, выбрасываемых конкретным объектом. Эти системы используются для соблюдения правил, направленных на снижение концентрации загрязнений наружного воздуха, таких как смог, мгла и кислотные дожди.

CEMS с полным извлечением состоит из нескольких компонентов, которые работают вместе для мониторинга выбросов из дымовых газов. Первый компонент — это зонд, который собирает пробу газа и доставляет ее в шлангокабель или укрытие CEMS.

Система непрерывного мониторинга выбросов

Система непрерывного мониторинга выбросов, или CEMS, представляет собой ряд компонентов, которые собирают данные о загрязнителях воздуха и выбросах из конкретного источника в режиме реального времени. Эти системы помогают предприятиям соблюдать правила EPA, такие как Раздел 40, Часть 60 и 63 Свода федеральных правил. Эти правила направлены на снижение концентрации загрязняющих веществ в окружающем воздухе, которые вызывают такие проблемы, как кислотные дожди, дымка и смог, а также на устранение токсичных и канцерогенных газов, которые создают проблемы для здоровья, и химикатов, разрушающих озоновый слой, которые наносят вред окружающей среде.

Большинство электростанций и промышленных объектов, использующих ископаемое топливо, имеют CEMS для мониторинга выбросов из дымовых труб. Эти системы имеют решающее значение, поскольку они помогают гарантировать, что объект находится в пределах законодательных ограничений и не выделяет опасные химические вещества в окружающую среду. Системы также предоставляют запись о любых проблемах и о том, когда они были устранены, чтобы избежать инцидентов в будущем.

Пробоотборник является одной из наиболее важных частей любой системы CEMS. Зонд переносит пробу из потока дымовых газов в анализаторы. Пробу обычно разбавляют путем смешивания ее с чистым сухим воздухом, поскольку чистый дымовой газ может быть горячим, влажным или липким в зависимости от смеси загрязняющих веществ, содержащихся в нем. Разбавленный образец затем отправляется в коллектор, где анализаторы извлекают его и отправляют в систему сбора и обработки данных (DAHS) для записи его FTIR-спектра.

Шланги, по которым пробы передаются к пробоотборникам и обратно, обычно изготавливаются из тефлона, нержавеющей стали или другого материала. Пробирки изолированы и обернуты рубашкой, чтобы поддерживать температуру пробы в оптимальном для анализа диапазоне. Стингер, который выступает из зонда и собирает образцы из стопки, изготовлен из нержавеющей стали или других материалов.

Целью данного руководства является обучение технических специалистов предприятий тому, как правильно обслуживать системы CEMS, используемые для составления нормативной отчетности. В нем рассматриваются практические и здравые методы, которые следует использовать для обслуживания приборов, а также то, как эти методы обслуживания могут повысить надежность программ мониторинга за счет уменьшения количества корректирующих мероприятий по техническому обслуживанию и повышения доступности оборудования.

Система непрерывного измерения выбросов

CEMS — это инструмент, используемый для измерения выбросов загрязняющих веществ и газов, выбрасываемых из конкретного источника. Эта система, регулируемая Агентством по охране окружающей среды (EPA), помогает предприятиям соблюдать требования 40 CFR, часть 60, и гарантировать, что они не способствуют образованию смога, кислотных дождей или других экологических проблем.

Для работы CEMS требуется несколько компонентов. Зонд является основным компонентом системы и служит для отбора проб газа из дымовой трубы объекта. Это металлический цилиндр, внутренний диаметр которого варьируется в зависимости от правил EPA. Затем образец подается в анализаторы системы через шлангокабель.

CEM необходимо калибровать ежедневно. Это достигается путем введения в систему известной концентрации калибровочного газа или калибровочного газа и измерения ее точности. Результаты рассчитываются в процентах и ​​сравниваются с нулевым показанием CEMS. Если ошибка калибровки превышает определенный процент, будет записана «плохая калибровка», и в CEMS потребуется произвести замену данных за этот день, пока она не будет возвращена в состояние контроля.

Хотя CEMS не требует разрешения, поскольку он не производит загрязнения, для его использования на заводе он должен быть сертифицирован инженером AQMD. Кроме того, предприятие должно следовать ряду правил и положений по установке, эксплуатации, техническому обслуживанию и тестированию CEMS.

Самый простой способ установить CEMS — поручить инженеру-экологу изучить ваше предприятие и определить требования на основе вашего разрешения и текущей деятельности. Это позволяет разработать индивидуальное решение, которое будет наилучшим образом соответствовать потребностям вашего сайта.

Также доступны системы in-situ, позволяющие устанавливать анализаторы в штабеле. Это обеспечивает экономию средств, а также менее инвазивный процесс установки.

Оборудование для непрерывного мониторинга выбросов

Система оборудования для непрерывного мониторинга выбросов измеряет и регистрирует концентрации газов, образующихся в процессе промышленного сжигания. Он используется для обеспечения соблюдения экологических норм, таких как программа кислотных дождей Агентства по охране окружающей среды США или местные разрешения на качество воздуха. Эти системы могут быть необходимы для крупных предприятий и могут иметь высокие капитальные и эксплуатационные затраты. Однако у небольших предприятий может не хватить ресурсов для внедрения и эксплуатации такой сложной системы.

Существует несколько типов оборудования CEMS, но наиболее распространенной является система полного извлечения, которая начинается с зонда в штабеле. Затем образец проходит через нагреваемый шлангокабель, который доставляет его в анализатор. В зависимости от типа газа он также может проходить через другие компоненты, включая охладитель Пельтье и насос для отбора проб. Этот процесс удаляет влагу и загрязнения до того, как образец попадет в анализатор.

После того, как образец будет измерен анализатором, его можно выпустить обратно в стопку или отправить в окружающий воздух. Это определяется протоколами, изложенными в разрешении CEMS. Системы CEMS также могут быть полезным инструментом для отслеживания производительности, например, для выявления тенденций в уровне выбросов или пиковых нагрузок. Эти данные затем можно использовать для настройки оборудования или стратегий контроля для сокращения общих выбросов.

Помимо измерения концентраций широкого спектра загрязняющих веществ, некоторые CEMS также могут измерять кислород и расход. Датчики расхода обычно располагаются по меньшей мере на два диаметра трубы/канала ниже по потоку от точки измерения и выше любых изгибов или нарушений в трубе/канале. Датчики кислорода чаще всего представляют собой элементы из диоксида циркония, ту же самую технологию, которую бригады по тестированию дымовых труб используют для измерения кислорода. С другой стороны, ртуть часто измеряется с помощью встроенного термопреобразователя, который преобразует все формы ртути в элементарную ртуть.

В дополнение к зонду, шлангокабелю и различным компонентам для подачи пробы газа система CEMS также может включать в себя проводку управления и питания для распределительной коробки стека, а также напряжение переменного тока для нагревателей прайда и шлангокабеля. Сам шлангокабель обычно представляет собой тефлоновую трубку, изолированную и снабженную рубашкой для поддержания стабильной температуры.

Программное обеспечение для непрерывного мониторинга выбросов

Система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) представляет собой комплексный набор компонентов для сбора и получения данных о загрязнении воздуха в результате процессов промышленного сжигания. Системы CEMS используются для обеспечения соответствия выбросов федеральным стандартам качества окружающего воздуха и нормам EPA. Некоторые из наиболее распространенных загрязнителей, измеряемых CEMS, включают окись углерода, диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, летучие органические соединения, озон и тяжелые металлы, такие как ртуть.

Основной функцией CEMS является мониторинг концентраций различных газов и твердых частиц в потоке дымовых газов от источника выбросов. В отличие от систем непрерывного контроля дымности (COMS) и систем непрерывного параметрического мониторинга (CPMS), CEMS извлекает пробу дымового газа из дымовой трубы и анализирует ее на наличие целевых загрязнителей.

В зависимости от местоположения и правил CEMS может быть настроен для измерения одного или нескольких газов или твердых частиц. Для этого система включает в себя зонд внутри дымовой трубы, который нагревается для отбора небольшой пробы дымового газа, линию отбора проб для подачи пробы в систему, систему кондиционирования воздуха для удаления влаги из пробы, а также спектрометр или другое газоанализационное устройство, которое измеряет концентрацию целевого загрязнителя(й).

Большинство систем CEMS спроектированы так, чтобы персоналу станции было максимально просто обслуживать и ремонтировать их. Это особенно важно для систем, используемых для удовлетворения нормативных требований к отчетности, таких как программа Title V Агентства по охране окружающей среды.

CEMS состоит из ряда компонентов, наиболее важными из которых являются газоанализаторы. Чтобы обеспечить точность этих устройств, рекомендуется установить систему калибровки и обслуживания. Этот набор инструментов позволяет вводить калибровочные газы в систему отбора проб для проверки точности анализаторов.

Некоторые системы CEMS являются полностью экстрактивными, что означает, что зонд находится внутри штабеля, собирает пробу и доставляет ее в линию отбора проб через шлангокабель. В зависимости от типа анализируемого газа проба затем может быть пропущена через системы измерения характеристик или через шкаф/стойку/укрытие полностью экстрактивного анализатора, где она подвергается кондиционированию для удаления влаги и других загрязнений, которые могут помешать измерениям.