2. 固定源烟气在线监测指标解析

在固定源烟气排放连续监测系统（CEMS）中，气态污染物（SO₂、NOₓ等）的浓度值最终都要折算到标准状态、干基、规定过剩空气系数下才能进行合规判定。而完成这一折算，必须依赖五个基础烟气参数：温度、压力、流速、湿度、氧含量。它们本身既是独立的监测指标，又是污染物浓度计算与排放量核算的输入量。理解这五个参数的测量原理与指标要求，是读懂CEMS数据、判断数据有效性、排查异常的前置能力。

一、五个参数在系统中的位置与作用

从信号链角度看，五个参数由不同原理的传感器或分析单元获得，经数据采集仪汇总后参与折算与统计。温度、压力、流速、湿度属于“工况参数”，决定烟气体积流量与标准状态换算；氧含量属于“燃烧工况参数”，用于过剩空气系数计算与浓度折算。下图给出五个参数从测量元件到最终用途的信号链关系。

二、温度：折算的第一输入

烟气温度通常采用铂电阻（Pt100）或K型热电偶测量，测点应布置在烟道截面温度有代表性的位置，插入深度需保证感温元件处于主流区，并避开烟道壁的导热影响。温度直接进入标况体积换算：工况体积乘以 273/(273+T) 得到0 ℃标况体积。以示例说明：若某测点温度由 120 ℃升至 150 ℃，在工况流量不变的前提下，标况体积将下降约 7%，若温度信号偏低，则标况流量被高估，排放总量随之虚高。因此温度示值异常往往表现为“污染物浓度正常、排放量异常”。

三、压力：静压与动压要分清

压力测量需区分两个概念：静压用于标况体积的压力修正，动压用于流速计算。静压由皮托管的静压孔或独立取压口获得，量程通常覆盖微正压到微负压（示例 −5～+5 kPa）；动压是全压与静压之差，反映烟气动能。压力修正公式为 (Ba+P)/101.325，其中 Ba 为当地大气压，P 为烟气静压（表压）。工程上常见错误是把动压当作静压参与修正，或大气压采用标准值而非当地实测值，前者造成修正量级错误，后者在高原地区引入系统性偏差。

四、流速：皮托管与超声波两条路线

皮托管法基于伯努利方程，由动压 ΔP 反算流速：v = K × √(2ΔP/ρ)，其中 K 为皮托管系数，ρ 为工况烟气密度（随温度、压力、湿度变化）。由于动压与流速呈平方关系，低流速段灵敏度下降，因此标准要求流速低于某一阈值时需改用其他方法或说明。超声波法利用顺逆流声波传播时差直接测得流速，不受粉尘堵塞影响，适合高湿、高尘工况。流速乘以烟道截面积得到工况流量，再经温度、压力修正得到标况流量，是排放量核算的核心链条。

五、湿度：干基折算的关键

湿度测量常用阻容式传感器、红外吸收法或干湿氧法。由于烟气含水，采样管路必须全程伴热（通常维持在 120 ℃以上），防止水汽在管路中冷凝导致示值偏低。湿度参与干基换算：干基浓度 = 湿基浓度 × 1/(1−H₂O)。示例：若实测湿基浓度为 100 mg/m³，湿度为 10%，则干基浓度为 111 mg/m³；若湿度传感器因冷凝偏低报为 5%，干基浓度仅折算为 105 mg/m³，造成排放浓度被低估。因此湿度异常常表现为“数据偏乐观”，是检查中需要重点核对的参数。

六、氧含量：过剩空气系数的来源

氧含量由氧化锆（原位式）或顺磁式（抽取式）分析仪测量。氧化锆利用浓差电池原理，在高温下对氧离子导电，输出与氧浓度对数相关的电势；顺磁式利用氧分子的顺磁性，抗背景气干扰能力较强。氧含量用于计算过剩空气系数 α = 21/(21−O₂)，再将实测浓度折算到规定基准氧含量（如燃煤锅炉 6%、燃气锅炉 3.5%）。示例：实测 O₂ 为 8%，则 α = 21/13 ≈ 1.62；若折算基准为 6%，折算系数为 (21−6)/(21−8) ≈ 1.15。氧含量偏高通常意味着漏风或燃烧过剩空气过多，会同时拉低折算浓度，需结合风量、负荷综合判断。

七、指标要求与数据有效性判断

五个参数在标准中均有明确的示值误差、响应时间和量程要求，日常运维中应重点关注：温度测点是否结垢、压力取压孔是否堵塞、皮托管是否积灰、湿度管路是否伴热正常、氧传感器是否老化漂移。当污染物浓度与氧含量、湿度出现“同向异常”时，应优先怀疑参数测量环节而非分析仪本身。下表给出示例性的参数核对要点，供日常巡检参考。