HJ1286非甲烷总烃技术规范学习&笔记

HJ286-2023《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测技术规范》将于2023年8月1日实施，广大排污单位和在线监测运维人员提前对技术规范进行了学习，同时结合自己运维中NMHC-CEMS设备的实际情况，对技术规范中部分内容理解不透彻，认识上存在偏差，形成了一些疑难问题不知如何解决。针对技术规范与实际应用中存在的问题及不解，邢台在线监测者说对排污单位及运维单位遇到的问题结合技术规范进行学习及问题梳理，便于大家对相关问题的讨论交流，寻找问题的有效解决方案。以下学习笔记仅供参考。  

技术规范及学习笔记

        

适用范围   

     

本标准规定了固定污染源废气非甲烷总烃和相关废气参数连续监测系统的组成和功能、技术性能、监测站房、安装、技术指标调试检测、技术验收、日常运行维护、质量保证和质量控制以及数据审核和处理等有关要求。

本标准适用于采用氢火焰离子化检测器（FID）的固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统。  

规范性引用文件   

     

本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。  

凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。  

GB/T 3836.1 爆炸性环境第1部分：设备通用要求  

HJ 38 固定污染源废气总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法  

HJ 75 固定污染源烟气（SO2、NOx、颗粒物）排放连续监测技术规范  

HJ 212 污染物在线监控（监测）系统数据传输标准  

HJ 1013 固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法  

术语及定义   

     

下列术语和定义适用于本标准。  

非甲烷总烃 nonmethane hydrocarbons (NMHC)  

采用规定的监测方法，在氢火焰离子化检测器上有响应的除甲烷以外其他气态有机化合物的总和（除非另有说明，结果以碳计）。

连续监测系统 continuous monitoring system (CMS)  

连续监测固定污染源废气条件参数（温度、压力、流速或流量、湿度以及含氧量等）所需要的全部仪器和设备。  

废气连续监测系统 continuous emission monitoring system (CEMS)  

连续监测固定污染源废气中污染物的排放浓度和条件参数所需要的全部仪器和设备。  

有效数据 valid data  

符合标准技术指标要求且经验收合格的 CEMS，在固定污染源排放废气条件下正常运行所测得的数据。  

有效小时均值 valid hourly average  

整点 1 h 内不少于 45 min 有效数据的算术平均值。  

分析周期 analysis cycle time  

CEMS 连续运行时给出 2组测量结果之间的时间间隔 。  

注意：单个FID检测器进行NMHC和苯系物检测的分析周期往往不能满足要求，购买设备时不要贪图便宜吃大亏。  

参比方法 reference method  

用于与 CEMS 测量结果相比较的 国家标准方法 或行业标准方法。  

注：国家现行标准方法为HJ38气袋法采样，GC-FID测量，采样环节吸附损失对测量数据影响较大。  

核查 checks 

按照规定程序验证 设备功能 或计量特性能否满足方法要求或规定要求而进行的操作。注：本标准中的正确度核查即连续监测相关标准中的校验。  

疑问:设备功能包括哪些方面？性能指标、测量流程、质控措施、数据处理等未明确，设备厂家、运维单位和管理部门认识上存在差异。  

系统响应时间 system response time  

从CEMS监测站房的 校准管线通入标准气体起 ，到分析仪示值达到标准气体标称值的 90%止，中间的时间间隔。  

问题：校准管线的定义未明确，机柜上设置校准管线接口，机柜内可以全系统通入标气也可以直接通入分析仪，这个管线是否可以认为是校准管线；系统响应时间未去除从站房指平台管线的传输时间，管线越长越吃亏，计时方式是否合理？系统响应时间测试未明确在FID分析仪测量的什么时间点通入，即色谱仪测量样品开始时间或即将结束时间（总烃峰前or甲烷峰后），不同时点通入计时对响应时间有不同的影响。  

系统组成及功能要求  

     

CEMS 由 NMHC 监测单元和废气参数监测单元、数据采集与处理单元组成。CEMS 应实现连续测量废气中非甲烷总烃浓度、废气参数，同时计算废气中污染物排放速率和排放量，显示（可支持打印）和记录各种数据和参数，形成相关图表，并通过数据、图文等方式传输的功能。输出参数计算、湿基浓度和干基浓度转换应参照HJ 75相关要求。

技术性能要求   

     

CEMS 除应满足 HJ 1013 中的技术要求和性能指标要求外，还应满足以下要求：  

a）NMHC-CEMS 示值误差： 量程＞100 mg/m3时 ，示值误差应在标准气体标称值的±5%以内； 量程≤100 mg/m3时，示值误差应在 F.S.的±2.5%以内；

疑问：FID测量NMHC浓度为总烃和甲烷浓度的差值，仪器上可以设置甲烷和总烃的量程，NMHC量程设置意义何在？如NMHC量程设置参照排放限值2倍设置，总烃和甲烷量程如何设置？  

b）NMHC-CEMS 系统响应时间≤300 s；  

c）参比方法测量 NMHC 浓度平均值和排放限值均＜50 mg/m3时，绝对误差平均值应在±10 mg/m3 以内。注：F.S.表示满量程。  

监测站房要求  

     

1 监测站房内温度宜保持在 15 ℃～30 ℃，相对湿度应≤85%，空调应具有来电自动重启功能，站房内应安装排风扇或其他通风设施。  

2 监测站房内应配备零点气和量程标准气体，以满足日常零点校准、量程校准、正确度核查的需要。  

3 监测站房应有防水、防火、防潮、防雷、隔热、保温措施，站房内应安装可燃气体报警器。若站房设在防爆区域内应按照 GB/T 3836.1 中相关规定配备防爆等安全设施。  

4 其他要求按照 HJ 75 执行。     

安装要求   

     

1 安装位置要求  

应满足 HJ 75 中安装位置的相关要求。  

2 安装施工要求  

应满足HJ 75中安装施工要求和HJ 1013中安全要求。样品传输管线应具备稳定、均匀加热和保温的功能，其    加热温度应在120℃以上    ，加热温度值应能够在机柜或系统软件中显示查询。废气中    含强腐蚀性气体时，样品经过的器件或管路应选用耐腐蚀性材料    。  

思考：  

1.120℃以上应该设置为多少度合适该工况的样品无损传输呢？焦炉烟气进行NMHC测量的，烟气温度在200℃左右，设置为120℃是否会有NMHC的损失呢？NMHC测量浓度在不同加热温度测量数据差异有多少，有待测试研究。

2.样品管路有用聚四氟乙烯的，有用不锈钢的，强腐蚀气体场合不锈钢的适用还是聚四氟乙烯的适用？测量数据影响损失有多大？有待测试研究。  

技术性能指标调试检测 

     

1 CEMS 在完成安装、初调，并连续运行168 h后，应进行为期72 h的技术性能指标的调试检测。调试检测的技术性能指标包括：  

a）NMHC-CEMS 示值误差；  

b）NMHC-CEMS 分析周期；  

c）NMHC-CEMS 系统响应时间；  

d）NMHC-CEMS 24 h 零点漂移、量程漂移；  

e）NMHC-CEMS 正确度；  

f）流速 CMS 速度场系数精密度；  

g）流速 CMS 正确度；  

h）温度 CMS 正确度；  

i） 湿度 CMS 正确度。  

2 对于安装有氧气 CMS 装置的，调试检测的技术性能指标还应包括：  

a）氧气 CMS 示值误差；  

b）氧气 CMS 系统响应时间；  

c）氧气 CMS 24 h 零点漂移、量程漂移；  

d）氧气 CMS 正确度。  

3 技术性能指标的调试检测要求如下：  

a）相关指标的检测应在 生产设备正常且稳定运行的条件下开展 ；  

问题：调试检测期间生产设备生产且稳定运行是要求正确度测试时间段？还是整个72h调试时间段？部分生产设备不能连续生产，或者连续生产时排放浓度随着生产工艺周期性变化，何时进行测试采样？  

b）调试检测技术性能指标应满足第 5 章相关要求；  

c）各技术性能指标的调试检测方法按照附录A执行。其中，分析周期连续测量3d，每天至少测量1次，每日分析周期都应满足要求；非甲烷总烃参比方法可选用HJ 38，也可选用国家发布 的其他生态环境监测标准；若采用HJ 38作为参比方法， 样品应在加热后分析 。调试检测数据 记录格式参见附录B，调试检测完成后编制调试检测报告，报告的格式参见附录C。若调试检测结果不满足本标准技术性能指标要求，按照HJ 75中技术指标调试检测结果分析和处理方法 执行。

问题：样品加热后分析是指采样后常温保存，测试前进行加热？还是采样后、转运及测试时均需要加热？加热温度应该控制在多少度？  

技术验收   

     

1 总体要求  

CEMS 在完成安装、调试检测、联网后，应进行系统技术指标验收和联网验收。其中，技术指标验收中的正确度验收应在其他各项技术指标验收合格后开展。  

2 技术验收条件  

符合下列要求的CEMS才可以开展技术验收工作：  

a）CEMS的安装位置及手工采样位置符合第7章要求；  

b）数据采集和传输以及通信协议均应符合HJ 212相关要求，并提供一个月内数据采集和传输自检报告，报告应对数据传输标准的各项内容做出响应；  

c）根据第8章要求完成72 h的调试检测，并提供调试检测合格报告及调试检测结果数据；  

d）调试检测后至少稳定运行7 d。  

注：设备从安装到验收最快需要多长时间？安装到验收的相关操作的步骤和流程，安装（1-2d),初调（1d),数据联网，前168（7d),72h调试（4d),后168(7d),连续运行12d,数据采集传输自检报告，验收（1d),即最快33d。  

3 技术指标验收  

3.1 一般要求  

3.1.1技术指标验收包括NMHC-CEMS和 废气参数CMS 的技术指标验收。  

问题：同一排口采样断面安装有烟气CEMS和NMHC-CEMS的烟气参数是否可以公用一套。  

3.1.2  验收前24 h，应对待验收的CEMS进行零点校准和量程校准，记录仪器的零点读数和量程读数，以此作为验收时计算24 h零点漂移和量程漂移的初始读数。 验收期间除本标准规定操作外，不得对CEMS进行零点校准和量程校准、维护、检修、调整。  

注：HJ75中验收对零点/量程漂移测试时间要求为6h,且为正确度测试前后对系统零点和量程漂移的测试，旨在保证正确度测试过程系统指标的正常。NMHC-CEMS对零点/量程漂移测试的时间加长为24h,即验收需要两天时间，验收人员需要去现场两次且为两天时间。  

3.1.3 验收前应检查采样伴热管设置，应符合7.2相关要求。检查探头、伴热管线以及分析仪器之前的整个气体管路，应满足 全程伴热无冷点 。  

思考：全称伴热无冷点的定义和情形有哪些？采样探头和伴热管接口处，必然存在加热盲点，形成温度梯度变化，冷点的长度及防治措施未明确，以及冷点测试方法及判定标准是什么？  

3.1.4 验收期间， 生产设备应正常且稳定运行 。  

问题：验收期间是正确度采样测试时间段还是整个零点/量程漂移测试和正确度测试时间段？生产工况不能连续运行的如何进行验收？  

3.1.5 验收时，应采用甲烷和丙烷2种标准气体或者两者的混合气体。  

3.1.6 对CEMS进行系统零点校准和量程校准、示值误差和系统响应时间检测时，零点气和标准气体应通过校准管线输送至 采样探头处 ，经由样品传输管线回到站房，经过全套预处理设施后进入NMHC监测单元进行分析，不得直接通入NMHC监测单元。  

问题：采样探头处是采样探头的什么位置？采样探头探杆最前端、探头滤芯处、探头和管线接口处？采样探头出气口和伴热管线进气口处直接加装三通引入标气是否满足要求？  

3.1.7日常运行中更换CEMS 分析仪表 或变动CEMS取样点位时，应满足第7章的要求，并进行再次验收。  

疑问：更换进样阀、色谱柱及检测器，分析仪表其它部件未更换，需要重新验收吗？  

3.2 验收内容  

3.2.1 技术指标验收内容包括零点漂移、量程漂移、示值误差、分析周期、系统响应时间和正确度验收。  

3.2.2 进行正确度验收时，流速、烟温、湿度应采集不少于5个有效数据对，非甲烷总烃应采集不少于9个有效数据对。  

3.2.3安装有氧气CMS装置的，应对其进行验收。进行正确度验收时，含氧量应采集不少于9个有效数据对。  

3.2.4非甲烷总烃、氧含量、流速、烟温和湿度等技术指标应满足第5章相关要求，操作步骤和计算按照附录A相关要求执行。  

3.3 验收报告  

技术指标验收完成后编制技术指标验收测试报告，技术指标验收结果应满足第 5 章相关要求。技术指标验收测试报告应包括以下信息：  

a）报告标识-编号；  

b）检测日期和编制报告日期；  

c）CEMS标识-制造单位、型号和系列编号；  

d）CEMS的主要组件；  

e）安装CEMS的企业名称和安装位置相关污染源名称；  

f）环境条件记录情况（大气压力、环境温度、环境湿度）；  

g）示值误差、分析周期、系统响应时间、零点漂移、量程漂移和正确度验收引用的标准及技术指标要求；  

h）可溯源的有证标准气体；  

i）参比方法所用的主要仪器、设备等；  

j）检测结果和结论；  

k) 测试单位；  

l）三级审核签字；  

m）色谱分析仪出厂检测原始谱图复印件；  

n）验收测试结果和验收测试报告，格式参见 HJ 75 中的固定污染源烟气排放连续监测系统技术指标验收报告；  

o）备注（技术验收单位认为与评估CEMS性能相关的其他信息）。

4联网验收  

联网验收内容和技术指标按照HJ 75、HJ 212相关要求执行。 

日常运行维护要求   

     

1 总体要求  

CEMS运行维护单位应根据CEMS使用说明书和本标准的要求编制仪器运行管理规程，确定系统运行操作人员和管理维护人员的工作职责。运行维护人员应熟练掌握CEMS的原理、使用和维护方法。CEMS日常运行维护应包括日常巡检和日常维护保养，应满足HJ 75中日常巡检和日常维护保养的相关要求，记录格式参见附录D。  

2 常见故障分析及排除  

满足HJ 75中常见故障分析及排除的相关要求，记录格式参见附 D。  

3 安全要求  

运行维护、检测相关人员应注意以下安全要求：  

a）运行维护、检测人员应参加安全培训；  

b）运行维护、检测人员应掌握防火防爆常识，并熟练使用消防器材；  

c）设置安全监督员制度，在维护检测作业中，应接受安全员监督；  

d）应穿着防静电工作服和防静电工作鞋，在检测现场严禁穿脱和拍打衣服，不得梳头和追逐打闹；  

e）严禁将火种带入检测现场；  

f）雷雨天应停止检测作业，防止雷击。  

质量保证和质量控制要求   

     

1 一般要求  

日常运行中的质量保证和质量控制是保障CEMS正常稳定运行、持续提供具有质量保证监测数据的必要手段。当CEMS不能满足技术指标要求时，应及时采取纠正措施，并应缩短下一次校准、维护和核查的间隔时间。  

2 定期校准  

定期校准应满足HJ 75中抽取式气态污染物CEMS定期校准的相关要求。校准技术指标应满足第5章相关要求。定期校准记录格式参见附录 D。  

3 定期维护  

定期维护应做到：  

a）使用氢气钢瓶时，至少每周巡检一次钢瓶的气体压力并记录，同时对减压阀、气体管路进行安全检漏并书面记录，有条件的应做到一用一备；  

b）使用氢气发生器时，至少每周检查一次氢气发生器变色硅胶，硅胶超过2/3变色时应予以更换；  

c）使用氢气发生器时，应按其说明书规定，定期检查氢气压力、氢气发生器电解液等，根据使用情况及时更换电解液，定期添加去离子水；  

d）至少每周检查一次除烃装置的温度，应使其保持在350℃以上；  

e）至少每周检查一次出峰时间与标准谱图的一致性是否符合仪器使用手册要求；  

f）至少每月检查一次燃烧气连接管路的气密性，NMHC-CEMS 的过滤器、采样管路的结灰情况，  

若发现数据异常应及时维护；  

g）至少每半年检查一次零点气发生器中的过滤填料，根据使用情况对其进行更换；  

h）使用催化氧化装置的NMHC-CEMS 至少每年用丙烷标准气体检验一次转化效率 ，若丙烷转化效率不能达到95%以上，则应更换催化氧化装置；  

问题：催化氧化装置每半年进行一次转化效率测试，每次测试均达不到95%以上的转化效率，也进行了催化氧化装置的更换，操作满足技术规范要求，数据质量是否可以保证？建议变更为“使用催化氧化装置的 NMHC-CEMS 应采用丙烷标准气体进行转化效率测试，若丙烷转化效率不能达到 95%以上，则应更换催化氧化装置”不对测试时间周期进行要求。  

i）更换 主要部件如色谱柱、定量环 后应对NMHC-CEMS进行示值误差检测，并记录校准数据和 过程，校准数据满足第5章相关要求且稳定后方可投入运行；

疑问：其它部件的更换是否需要此操作，主要部件更换是否需要重新验收？  

j）维护频次和定期维护记录格式参见附录D。  

4正确度核查  

至少每3个月做一次正确度核查，将参比方法测定结果与CEMS同时段数据进行比对，数据对个数按3.2.2和3.2.3要求执行，记录格式参见附录D。当核查结果不满足第5章正确度指标要求时，则应对系统进行故障排查和维护，直至符合要求。  

5 标准气体  

日常运行中使用的标准气体应满足以下要求：  

a）标准气体应在有效期内使用，其标准物质证书中不确定度应在±2%以内；零点气可使用氮气 （纯度≥99.999%）或 除烃空气（其中碳氢化合物含量不得高于 0.3 mg/m3） ；

问题：除烃器的质量保证措施是什么？如何及时自动发现除烃空气质量问题？

b）采用稀释设备稀释标准气体时，稀释设备的流量示值误差应在设定流量的±1%以内。  

6  技术指标抽检  

参照8.3对部分或全部CEMS技术指标抽检时，检测结果应满足第5章相关要求。对CEMS技术指标抽检时，可不开展零点校准和量程校准。用参比方法开展CEMS正确度抽检时，样品数量可相应减少，非甲烷总烃和氧气至少获取6个数据对，流速、温度、湿度至少获取3个数据对。开展系统响应时间抽检时，可按照3.1.6 操作，也可从采样探头处通入标准气体，检测结果均应满足第5章中系统响应时间的要求。  

思考：技术指标的抽检由谁负责实施？日常排污单位委托第三方检测进行正确度测试是否可以理解为抽检？     

数据审核和处理  

     

1 CEMS 数据审核  

按照 HJ 75 中相关要求执行。  

2 无效时间段数据处理  

按照 HJ 75 中相关要求执行。  

3 数据记录与报表  

3.1 记录  

监测结果记录形式参见附录 B。  

3.2 报表  

定期形成 CEMS 数据报表，形式参见附录 B，报表中应给出最大值、最小值、平均值、累计排放量以及参与统计的样本数。  

附录A   

     

CEMS 主要技术指标调试检测和验收方法

A.1 NMHC-CEMS和氧气CMS系统响应时间、分析周期技术指标的调试检测和验收  

A.1.1 NMHC-CEMS 和氧气 CMS 系统响应时间  

系统响应时间的检测方法为：  

a）NMHC-CEMS 运行稳定后，按照系统设定采样流量从校准管线通入零点气，待读数稳定后按 照相同流量通入量程校准气体，同时用秒表开始计时；

b ）观察并记录待测分析仪器显示值上升至标准气体浓度标称值   90% 时的仪表响应时间 T ，即为系统响应时间；  

c ）系统响应时间重复测定 3 次，取平均值。  

A.1.2 NMHC-CEMS 分析周期  

参照   HJ 1013  中分析周期检测方法。  

A.2 NMHC-CEMS和氧气CMS正确度技术指标的调试检测和验收

A.2.1 NMHC-CEMS 和氧气 CMS 与参比方法同步测定，由数据采集器连续记录至参比方法测试结束，取与参比方法同时段的平均值。  

A.2.2 取参比方法与 NMHC-CEMS 或氧气 CMS 同时段测定值组成一个数据对， 参比方法与 NMHC-CEMS或氧气CMS测定值均取标准干基浓度 ，每天至少取9对有效数据用于正确度计算，但应报告所有的数据，包括舍去的数据对，连续进行3d。  

注：NMHC-CEMS多数为热湿法测量，NMHC干湿基未换算问题突出；NMHC-CEMS中湿度采用氧化锆进行测量的，NMHC对湿度数据影响问题，有待研究测试。  

A.2.3 正确度技术指标的计算公式，以及NMHC-CEMS和氧气CMS的核查方法参照HJ 75中气态污染物CEMS和氧气CMS正确度相关技术指标的调试检测相关内容。  

注：本标准中“正确度”在HJ75 中称“准确度”。  

A.3其他技术指标的调试检测和验收  

NMHC-CEMS和氧气CMS零点漂移和量程漂移、示值误差，以及温度、湿度、流速相关技术指标的调试检测和验收参照HJ 75相关内容执行。检测结果格式参见附录B。