烟气在线监测系统(CEMS)的采样探头为何需要加热保温

烟气在线监测系统（CEMS）的采样探头需要加热保温，核心目的是防止烟气在采样过程中发生冷凝，并确保采集到的气体样品保持原始成分，从而保证监测数据的准确性和可靠性。这主要是由烟气的特性和监测要求决定的。

以下是需要加热保温的主要原因：

1.  防止冷凝，保持成分稳定：烟气刚从烟道中抽出时具有高温特性，通常含有大量水蒸气和多种气态污染物（如SO₂、NOx）。如果采样探头和取样管不加热，高温烟气在输送过程中遇到外部低温环境，温度骤降会导致水蒸气凝结成液态水。冷凝水会：

   溶解污染物：二氧化硫（SO₂）等易溶于水的气体会部分溶解于冷凝水中，导致到达分析仪的气体浓度低于实际排放浓度，造成测量值偏低。

   改变气体状态：冷凝可能导致一些污染物发生相变或反应，使样品失去代表性，无法真实反映烟道内的气体成分。

   影响测量精度：冷凝水会改变气路的实际流量和压力，干扰分析仪的正常工作和测量精度。

2.  确保监测数据的准确性：CEMS的最终目的是准确测量污染物浓度。加热保温能确保从采样探头到分析仪的整个过程中，烟气始终以气态形式存在，且成分不发生变化，为后续的精确分析提供可靠的样品。研究表明，若取样过程中因冷凝导致成分变化，会**直接使分析仪的检测结果出现偏差**。有案例显示，采样系统加热部分停电后，凝结水流入气体测量室造成污染，导致测量值异常。

3.  保护采样系统，防止堵塞与腐蚀：

    防止堵塞：冷凝水与烟气中的粉尘结合容易形成浆状物，堵塞采样管路、过滤器等部件。对于燃油锅炉等特殊烟气，焦油含量高，遇冷更易凝固堵塞。

    防止腐蚀：烟气中的硫氧化物等溶于水后会形成酸性物质，对采样探头、取样管及后续的预处理部件造成腐蚀，缩短设备寿命，增加维护成本。

4.  适应复杂环境条件：采样探头安装在烟道或烟囱上，户外环境温度变化大，尤其在北方冬季，环境温度极低。加热保温能有效抵消环境低温的影响，确保采样管路内温度始终维持在烟气露点温度以上，适应各种复杂的应用场景。

 对加热保温的技术要求

为了有效实现上述功能，CEMS采样探头的加热保温通常有具体要求：

加热温度：需保持在烟气露点温度以上，一般要求设置在120℃至180℃之间，具体取决于烟气成分和含水量。例如，脱硫烟气一般保温在120℃左右，而脱硝烟气因可能含有铵盐，要求保温在180℃以上。

全程伴热：不仅采样探头需要加热，从探头到分析仪之间的整个采样管线也必须全程伴热保温，防止任何环节出现冷点。规范要求伴热温度也需达到120℃以上。

精准控温：通常采用自动控温的伴热系统（如自限热式伴热带），并能进行温度监控和超温保护，以保证加热的稳定性和安全性。有的建议采用区间控温（如温度>120℃停止加热，<100℃开始加热）以减少元器件动作频率，延长寿命。

总结

烟气在线监测系统（CEMS）的采样探头进行加热保温，是一项至关重要且的技术措施。它 通过防止冷凝来保证样气的真实性，从而确保监测数据的准确可靠，同时也能有效保护采样系统本身，避免堵塞和腐蚀，延长设备使用寿命，并适应各种恶劣的外部环境条件。