超低煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)

1.超低煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)項目介紹

超低煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)又稱煙氣超低在線監(jiān)測系統(tǒng)、CEMS煙氣超低排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，超低煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)針對“超低排放”溫度低、濕度大的煙氣排放特點，可對固定污染源排放煙氣中的顆粒物、氣態(tài)污染物的濃度和排放率進行監(jiān)測。風途科技所推出的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測SO2、NOX、02（標準、濕基、干基和折算)、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速等多項相關參數(shù)，并統(tǒng)計排放率、排放總量等。從而對測量到的數(shù)據(jù)進行有效管理。

系統(tǒng)由氣態(tài)污染物（SO2、NOX、02等）監(jiān)測、顆粒物監(jiān)測、煙氣參數(shù)（溫度、壓力、流速等）監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集與處理4個必選子系統(tǒng)組成。

氣態(tài)污染物監(jiān)測采用抽取式冷凝法+磷酸滴定法預處理，其原理是利用紫外差分法測量煙氣中的SO2、NOX含量，通過電化學法測量濕氧含量，然后通過干濕轉化計算出SO2、NOX、02的干煙氣濃度，磷酸滴定發(fā)預處理可以有效減小冷凝除水時SO2的吸附損失，提高測量準確度。

顆粒物監(jiān)測采用抽取式測量法，煙氣的溫度采用溫度傳感器測量，煙氣壓力采用壓力傳感器測量，煙氣流速采用皮托管測量；將所有的測量信號送入數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。

輸出處理系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、遠程故障診斷、報表統(tǒng)計和圖形數(shù)據(jù)分析等功能，實現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。整套系統(tǒng)結構簡單，動態(tài)范圍廣，實時性強，組網靈活，運行成本低，同時系統(tǒng)采用模塊化結構，組合方便，并且能夠完全滿足與企業(yè)內部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊的要求。

000011項目執(zhí)行標準

本系統(tǒng)的設計、制造、驗收規(guī)范主要按下列標準和技術規(guī)范進行：

u GB3095－1996《大氣環(huán)境質量標準》

u GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標準》

u GB18485-2007《生活垃圾焚燒污染物控制標準》

u HJ/T75-2007《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》

u CJJ90—2002《城市生活垃圾焚燒工程技術規(guī)范》

u CJ/T118—2002《城市生活垃圾焚燒爐技術規(guī)范》

u HJ/T76-2007《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》

u GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》

u GB/T16157-1996《固體污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》

u GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物綜合排放標準》

u GB 3095-1996《環(huán)境空氣質量標準》

u GB12519-1990《分析儀器通用技術條件》

000012項目方案

000012.1測量項目

?SO2、NOX、O2、煙塵、溫度、壓力、流速

000012.2測量方法

?煙氣采樣方法：抽取式冷凝法

?SO2、NOX監(jiān)測方法：差分光學吸收光譜法（磷酸滴定法預處理）

?O2監(jiān)測方法：電化學法

?煙塵測量方法：抽取式測量法

?溫度測量方法：溫度傳感器

?壓力測量方法：壓力傳感器

?流速測量方法：差壓法（皮托管）

2.超低煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總則

本系統(tǒng)設備的功能設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術要求，均符合國家有關環(huán)境保護標準要求，滿足中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)（HJ/T75-2007、HJ/T76-2007）標準要求。

本公司的CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成，其中氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在標準19英寸機柜內。系統(tǒng)組成如下圖：

圖一、CEMS系統(tǒng)組成圖

?氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)：由取樣單元、預處理單元和分析單元等組成。

?顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)：采用抽取式煙塵監(jiān)測儀。

?煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)：采用皮托管測流速，壓力傳感器測壓力，溫度傳感器測溫度，煙氣濕度采用高溫電容濕度傳感器測量。

?數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)：由數(shù)據(jù)采集器、工控機、顯示器和系統(tǒng)軟件等組成。

根據(jù)客戶需求不同對上述子系統(tǒng)進行裁剪。

圖二、CEMS系統(tǒng)安裝示意圖

3.系統(tǒng)組成

3.1氣態(tài)污染物監(jiān)測

3.1.1取樣和預處理單元

樣氣在取樣泵的抽力下由取樣探頭取出。樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除，濾除后由伴熱管線輸送到制冷系統(tǒng)冷凝除水，送至分析單元進行分析。其中根據(jù)超低系統(tǒng)中普遍存在濕度大、SO2小等特點，為了減少SO2的吸附損失，預處理系統(tǒng)采用比較可靠簡單的磷酸滴定法，在冷凝器預處理中加入5%以上的磷酸溶液，使得冷凝水始終處于酸性狀態(tài)，減少SO2的吸附損失，提高測量精度。冷凝下來的水經排水系統(tǒng)排掉。由控制單元實現(xiàn)反吹、標定、制冷溫度報警提示等功能，并顯示系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。

預處理系統(tǒng)中采用一級快速冷凝除水，確保氣體組分不變。采用二級精細過濾，確保氣體測量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。下圖即為氣態(tài)污染物監(jiān)測系統(tǒng)流程圖。

3.1.2氣體分析儀

儀器：紫外光譜氣體分析儀

型號：HM-UVA-100

測量原理：差分光學吸收光譜技術(DOAS)

測量原理

紫外光譜氣體分析儀是基于多通道光譜分析技術(OMA)和差分光學吸收光譜技術（DOAS）的氣體分析儀器。光源發(fā)出的光束匯聚進入光纖，通過光纖傳輸?shù)綒怏w室，穿過氣體室時被待測氣體吸收后，由光纖傳輸?shù)焦庾V儀，在光譜儀內部經過光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉換為電信號，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。儀器根據(jù)此光譜信息采用差分吸收光譜算法（DOAS）及偏最小二乘算法（PLS）處理，得到被測氣體的濃度。

?多波段光譜分析技術（OMA）

由于各種氣體分子在不同波段對光波有不同的吸收，通過對氣體吸收后的連續(xù)光譜的分析，實現(xiàn)了多種氣體的同時測量。

紫外光譜氣體分析儀采用紫外波段的光源和傳感器，用來測量在紫外波段對光波有吸收的氣體的濃度，比如SO2、NO、NO2等氣體。
?差分光學吸收光譜技術（DOAS）
DOAS的核心思想是將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩個部分。快變部分與氣體分子的結構和所組成的元素有關，是氣體分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與煙塵、水汽、背景氣體的干擾，以及測量系統(tǒng)的變化等因素有關，是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度，測量結果不受干擾，準確性高。

紫外光譜氣體分析儀采用獨特的DOAS算法和PLS算法相結合的處理方式，消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾，同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結果的影響，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。
技術指標
SO2：0～20～100ppm（可根據(jù)買方需求定制）
NO：0～20～100ppm（可根據(jù)買方需求定制）
精確度：≤±2%
線性誤差：≤±2%F.S.
零點漂移：≤±2%F.S./7D
量程漂移：≤±2%F.S./7D
響應時間：≤30s
其他
O2測量電化學，0～25%，≤±2%F.S.
電源：220VAC，50Hz
環(huán)境溫度限制：-10～40℃
通訊接口：1路RS232；1路RS485/RS232
數(shù)字接口：4路繼電器輸出，2路二進制輸入
模擬接口：5路4～20mA輸出，2路4～20mA輸入
儀表特點
?可靠性高
采用壽命達10年的脈沖氙燈作光源，采用固化光譜儀，無運動部件，可靠性高。
?組合式氣體室設計
組合式氣體室設計使得光譜調節(jié)簡便，提高光譜強度。
?測量精度高、穩(wěn)定性好
采用DOAS（差分光學吸收光譜）算法，測量結果不受煙塵、水分等因素干擾,測量準確度高；同時DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差，測量穩(wěn)定性好。
?高度智能化、數(shù)字化
內置多塊高性能處理器，處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術，各模塊具備強大的數(shù)字化配置和檢測功能；操作簡單、使用方便。
?豐富的用戶接口
提供豐富接口，可方便集成到各類控制和監(jiān)測系統(tǒng)。可通過RS485和RS232等通信方式組建無線或有線網絡，為儀器的日常操作、維護和管理提供便利。

?與常見分析儀的對比

3.1.3分析系統(tǒng)

分析系統(tǒng)由：

?取樣單元（探頭、過濾器、溫控器）；

FT-CEMS-B系統(tǒng)的采樣單元主要由采樣探頭和伴熱管線組成。按照國家規(guī)范將采樣探頭安裝在煙道（或煙囪）的適當位置，采集煙道中的氣體，并通過伴熱管道將氣體運送到位于機柜內部的加熱盒中。為保證測量結果的準確，采樣探頭和伴熱管線都采用電伴熱的方式，可以將氣體保持在設定的溫度，以防止氣體中水分凝結，伴熱管線長度可根據(jù)買方實際需要來定制。

?預處理單元（取樣泵、除濕、細過濾、排水等）；

煙氣經過高溫采樣探頭和伴熱管到達預處理系統(tǒng)，預處理系統(tǒng)經過采樣球閥切換進入冷凝器進行汽水分離，冷凝水通過蠕動泵及時排出，經過冷凝器的冷凝除水，在經過三級精細過濾器進行除塵過濾，處理過的潔凈的無塵無水的樣氣進入煙氣分析儀進行分析測量。

?分析單元（SO2、NO、NO2、O2）；

?信號輸出（SO2、NO、NO2、O2濃度、量程轉換、標定狀態(tài)、故障狀態(tài)等）；

?其它（氣路、電路等）；

?分析儀器柜：1800×530×730MM（高*深*寬）。

3.2顆粒物監(jiān)測

儀器：抽取式煙（粉）塵測量儀

型號：LFS1000-MO型

測量原理：激光抽取式

技術參數(shù)表：

執(zhí)行標準：HJ/T 76-2007固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法.

產品性能特點：

采用同點測速、采樣一體化探頭，支持精確的等速采樣。

支持四參數(shù)同時輸出：煙道溫度、煙道壓力、煙道流速、煙道濃度。

儀器采用多種先進技術。包括：相關噪聲對消技術、激光發(fā)射功率穩(wěn)定技術、極低噪聲TIA、干擾控制與信號完整性設計、抗惡劣環(huán)境設計技術，提供快速、可靠和準確的定量煙塵排放數(shù)據(jù)。

獨有自動校準專利技術，實現(xiàn)零點和滿量程自動校準。系統(tǒng)每24小時自動進行零點校準和滿量程校準。同時支持手動零點校準和自動零點校準。

采用射流技術，從煙道中抽取部分煙氣，結構緊湊、安裝簡單、抗雷擊、抗惡劣環(huán)境、成本低、維護量小。

煙氣采樣、傳輸過程進行連續(xù)加熱恒溫，防止傳輸過程濕煙氣冷凝產生的測量誤差。

采用智能技術，具備顯示功能，可實時顯示各項測試數(shù)據(jù)、故障提示，方便現(xiàn)場調試與檢修。

獨有設備運行狀態(tài)提示、溫度異常、參數(shù)異常提示。

斷電自保護功能，斷電后利用備用電池供電，關閉閥門，保護內部結構。

3.3煙氣參數(shù)監(jiān)測

3.3.1溫壓流一體化探頭（溫度、壓力、流速）

溫壓流一體化探頭測量裝置的結構主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻（或熱電偶）、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補償?shù)取Ｆ錅y量原理是：一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式，在正確安裝后，皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測到的動壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器，差壓變送器將動壓與靜壓之差轉換為4~20mA開方比例電流傳送給配電箱數(shù)據(jù)采集模塊，CEMS機柜內的計算機進行數(shù)據(jù)處理。

皮托管內外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時的系統(tǒng)反吹：當探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預定程序開啟，將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè)，正常測量時電磁閥則處于關斷狀態(tài)。

技術特點

l可實時測量煙氣的溫度、壓力、流速，通過3路模擬信號兩線制4~20mA輸出。

l自動定時對皮托管的動壓和靜壓端進行反吹。

l測量精度高、可靠性好、可長期連續(xù)工作。

l安裝和接線方便、維護量低。

技術指標

?量程：線性輸出0-30m/s；

?輸出信號：4~20mA兩線制；

?測量精度：±2%F.S.；

?校驗頻率：12個月；

?響應時間：<1s；

?差壓（溫度、壓力）變送器電源：24VDC，兩線制；

?差壓變送器過壓極限：4.0MPa；

?皮托管材質：304、316L不銹鋼；

?常閉反吹電磁閥電源：220VAC，50Hz；

?皮托管插入長度：500~2000mm可選；

?壓力變送器量程：-5~+5kPa；

?溫度變送器量程：0~300℃；

?介質溫度范圍：-40~500℃；

?環(huán)境溫度：-40~85℃；

?貯存溫度：0~50℃；

?貯存濕度：0~85%RH。

?安裝法蘭：DN50；

?材質：SUS316L

常規(guī)型CEMS與超低CEMS的不同

常規(guī)型CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)及范圍

超低cems+超低塵（這一款針對環(huán)保要求嚴格區(qū)域，煙氣和粉塵是獨立結構）

超低cems煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測參數(shù)及范圍

超低排放粉塵監(jiān)測系統(tǒng)

參數(shù)及范圍

 區(qū)別：

1.設備分析儀具體測量量程不同。

2.設備測量參數(shù)方法不同。例如普通測顆粒物為原位式激光后散射，超低測顆粒物為抽取式激光前散射。

3.分析儀氣室不同，普通分析儀單氣室，超低分析儀雙氣室，量程小，光程長，精確度更高。超低分析添加獨特的棱鏡。常規(guī)沒有。使之精確度更高。

選擇普通設備和超低設備需根據(jù)當?shù)卣咭笳_選擇。