CEMS(烟气在线监测系统)在火电厂应用中的重要性
1 CEMS系统的发展
国外从上个世纪五六十年代开始，就在化工厂、水泥厂和燃煤电站等装置烟气在线监测系统以监控排放的污染物的浓度。能够生产CEMS系统设备的厂家基本集中在英国、德国、美国和日本等发达国家，其生产标准也都以美国的EPA为基准。直到六十年代末，美国发现了荧光检测技术，德国设计了不透明度光学系统，以及环境分析仪和现场分析仪的发明都为CEMS技术的成熟奠定了基础。于是，第一台CEMS设备诞生于1971年的美国。1975年，美国制定了严格的系统性能技术指标，对于某些工厂的排放源头予以强制性安装CEMS的规范，就此该系统才逐渐的普及开来。随后1990年的清洁空气的法案的修整、1995年的酸雨计划、2003年的氮氧化物排污交易计划、2009年的清洁空气州际法等一系列的法案的出台或者修整都在逐步的完善了美国乃至世界的CEMS的应用。
2 CEMS系统工作原理
CEMS（烟气连续监测系统）用于连续自动监测固定污染源的污染物排放浓度。将仪器安装在污染源上，实时测量监测污染物的排放浓度和排放量，同时，将监测的数据传送到环保监控中心。该系统主要包括了4个子系统，分别是气态污染物监测系统、颗粒污染物监测系统、烟气排放参数测量系统、系统控制及数据采集系统。每一个子系统都有多种监测测量技术，技术不同，工作原理和过程不同。下面将以气态污染物和颗粒污染物的监测为例，选择一种方法作为代表进行分析。
气态污染物的监测采样方式有，抽取采样法和直接测量法，国内电厂主要使用直接测量法。直接测量法又分为点测量和线测量两种。点测量是将传感器安装在探头端部，探头直接插入烟道内的污染物浓度。线测量是将传感器和探头直接安装在烟道或者烟囱上，再利用光谱分析技术或者是激光技术来对被测物进行长距离直线型的在线测量。该项技术主要基于光谱学和光学，在CEMS系统中的使用占率约为10%。
颗粒污染物的监测中的方法有浊度法和光散射法，光散射法是国内主要使用的方法，光学部分包括激光光源、功率控制、光电传感、散射光接收部分。原理是激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源，激光束与烟尘粒子作用产生散射光，背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。
3 CEMS系统在各个工厂中的应用
CEMS系统的运用十分广泛，主要集中在城市的工厂。包括化工厂、水泥厂、发电厂等会产生空气污染物的单位。在石油化工厂中，CEMS系统主要安装在硫磺回收生产装置烟气排放口、动力站锅炉烟气汇总排放口、催化裂化生产装置烟气排放口和常减压生产装置烟气排放口。在这四个出口处对于污染气体进行实时的监控。在水泥厂中，CEMS系统主要安装在窑尾回转窑引风机后烟道，对于在水泥生产过程中产生的烟尘，以及会污染环境的气体进行在线监测。
CEMS（烟气在线监测系统）在火力发电厂中重要用于发电机组污染物排放的浓度的实时监控。主要是测量火电厂污染物中烟尘的浓度、二氧化硫的浓度、二氧化氮的浓度、氧的浓度等，以及烟气的温度、湿度、流量等。在火电厂中，CEMS系统主要运用在脱硫工程的监控和污染物排放过程的监控。国内的脱硫主要是湿法脱硫，是将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，硫酸钙达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。当二氧化硫的排放浓度较低时，则减少石灰石补给量。除了锅炉内，还可以用于锅炉尾部烟气的脱硫。通常安装2套CEMS系统对原烟气和净烟气分别进行监测。
4 CEMS系统在合肥第二发电厂的投运
以合肥第二发电厂为例阐述CEMS系统在火电厂的投运中的具体效果。合肥第二发电厂建于1997年，是一所中外合资投建的以燃煤为原料的火力发电厂。脱硫CEMS系统改造工程，采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，于2008年底开工建设，2009年09月先后通过168试运，30日通过环保验收。 该发电厂除了给安徽合肥乃至周边地区提供稳定的供电之外，还屡次获得国内的重要奖项，是该行业的典范。在污染物排放的处理上依靠CEMS系统技术一直符合国家标准，对于合肥城市空气质量和环境保护起到了重要作用。合肥第二发厂一期二期工程从开始运营至今，没有在污染物的排放上遭到国家的处罚，一直都严格遵照并且符合国家火电厂废气排放标准，这其中，CEMS系统的运用具有十分重要的作用。并且运行多年一直很稳定，没有出现问题，对于污染物浓度的监控极其稳定，不会造成严重的误差。合肥多年来的空气质量一直在改善当中，这和CEMS系统在相关工厂的装配和运用有必然关系。
5 CEMS系统在火电厂中的重要性
随着我国经济的快速发展，城市化进程的不断加快，工业用电和生活用电的总需求越来越多，也就是需要更多的发电厂来发电。但是我国目前碍于能源结构的关系，传统的火力发电厂仍然占据主要地位。火力发电厂带来的最大的问题就是污染严重。我国的空气质量每况愈下，尤其是北方，以煤炭燃料为主的城市，全年空气质量不达标的天数占了绝大多数。所以这一问题已经到了必须解决的地步。CEMS（烟气在线监测系统）的运用在一定程度有助于改善这一现状。
城市CEMS系统的使用的普及和常态化，可以正确的监测火电厂在发电过程中排放的污染源中污染物的浓度和总量，从而通过烟气净化装置进行脱氮、脱硫、除尘等措施来降低乃至去除污染物浓度，达到排放标准，保护城市环境和空气状况。CEMS系统的重要作用就是监测控制，保证城市内所有的火电厂生产状况都能够在稳定的监控下进行，让管理层全面的、正确的掌握污染源的排放状况。有助于为环保单位的决策提供技术帮助和参考，为国家对排污企业的控制和收费提供依据，完全有利于生态城市的建设。
CEMS系统按照测量方式划分可以分为三类，分别是现场监测系统、抽取式监测系统和遥测系统。它打破了传统的人力监测方式带来的弊端，远程监测节省了人力物力，同时也能保证监测质量。以计算机信息技术为基础的监测系统在火电厂污染物排放浓度的监测中也规避了人力监测容易产生失误的弊端，提高了监测结果的准确性。
