cems煙氣在線分析系統(tǒng)

　　根據(jù)貴方提出的測量需求，競道光電所推出的JD-CEMS-A型煙氣排放連續(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。

　　JD-CEMS-A型系統(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，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(zhuǎn)化計算出SO2、NOX、02的干煙氣濃度。

　　顆粒物監(jiān)測采用抽激光后散射法，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(wǎng)靈活，運行成本低，同時系統(tǒng)采用模塊化結構，組合方便，并且能夠滿足與企業(yè)內(nèi)部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保的數(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(zhì)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(zhì)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、NO_X、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、NO_X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. 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(nèi)。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(jīng)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：HF-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(nèi)部經(jīng)過光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉(zhuǎn)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?？熳儾糠峙c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*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。

cems煙氣在線分析系統(tǒng)

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(diào)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(nèi)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(wǎng)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）；

HF-CEMS-1000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(nèi)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(jīng)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(jīng)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(jīng)過冷凝器的冷凝除水，在經(jīng)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(zhuǎn)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(chǎn)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)。

   *自動校準技術，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(chǎn)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(diào)試與檢修。

   *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(nèi)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)?。其測量原理是：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(zhuǎn)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(nèi)的計算機進行數(shù)據(jù)處理。

皮托管內(nèi)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(zhì)：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(zhì)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(zhì)：SUS316L