煙氣在線監(jiān)控設(shè)備

1.項目介紹
    萊恩德智能科技所推出的煙氣在線監(jiān)控設(shè)備可以連續(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(guān)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(yù)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(xué)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,，磷酸滴定發(fā)預(yù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，組合方便,，并且能夠*與企業(yè)內(nèi)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(shè)計、制造,、驗收規(guī)范主要按下列標準和技術(shù)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(shù)規(guī)范》
u CJJ90—2002     《城市生活垃圾焚燒工程技術(shù)規(guī)范》
u CJ/T118—2002   《城市生活垃圾焚燒爐技術(shù)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(shù)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(shù)條件》

000012　項目方案
000012.1　測量項目
Ø SO2,、NOX、O2,、煙塵,、溫度、壓力,、流速

000012.2　測量方法
Ø 煙氣采樣方法：抽取式冷凝法
Ø SO2,、NOX監(jiān)測方法：差分光學(xué)吸收光譜法（磷酸滴定法預(yù)處理）
Ø O2監(jiān)測方法：電化學(xué)法
Ø 煙塵測量方法：抽取式測量法
Ø 溫度測量方法：溫度傳感器
Ø 壓力測量方法：壓力傳感器
Ø 流速測量方法：差壓法（皮托管）

2. 系統(tǒng)總則
    本系統(tǒng)設(shè)備的功能設(shè)計、結(jié)構(gòu),、性能、安裝和試驗等方面的技術(shù)要求,，均符合國家有關(guān)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

      Ø 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)：由取樣單元,、預(yù)處理單元和分析單元等組成,。
Ø 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)：采用抽取式煙塵監(jiān)測儀。
Ø 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,。
Ø 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(yù)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(yù)處理系統(tǒng)采用比較可靠簡單的磷酸滴定法,，在冷凝器預(yù)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(yù)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：LD-UVA-100
測量原理：差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)(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(shù)(OMA)和差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（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,。

Ø 多波段光譜分析技術(shù)（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。

Ø 差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（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(jié)構(gòu)和所組成的元素有關(guān)，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(guān),，是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度,，測量結(jié)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(jié)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(jié)果的影響,，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。

技術(shù)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）
準確度：≤±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(yīng)時間：≤30s  

其他
O2測量 電化學(xué),，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
Ø 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,。
Ø 組合式氣體室設(shè)計
組合式氣體室設(shè)計使得光譜調(diào)節(jié)簡便，提高光譜強度,。
Ø 測量精度高,、穩(wěn)定性好
采用DOAS（差分光學(xué)吸收光譜）算法，測量結(jié)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。
Ø 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(shù)，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。
Ø 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(luò),，為儀器的日常操作,、維護和管理提供便利。

Ø 與常見分析儀的對比

3.1.3 分析系統(tǒng)
分析系統(tǒng)由：
Ø 取樣單元（探頭,、過濾器,、溫控器）； 
    LD-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(dāng)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(jié)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(shè)定的溫度，以防止氣體中水分凝結(jié),，伴熱管線長度可根據(jù)買方實際需要來定制,。
Ø 預(yù)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(yù)處理系統(tǒng),，預(yù)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。
Ø 分析單元（SO2 ,、NO,、NO2、O2）,；
Ø 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）,；
Ø 其它（氣路、電路等）,；
Ø 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(shù)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(shù)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，支持準確的等速采樣,。
    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(shù),。包括：相關(guān)噪聲對消技術(shù)、激光發(fā)射功率穩(wěn)定技術(shù),、極低噪聲TIA,、干擾控制與信號完整性設(shè)計、抗惡劣環(huán)境設(shè)計技術(shù),，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(shù),，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(shù),，從煙道中抽取部分煙氣，結(jié)構(gòu)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(shù),，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(shè)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(guān)閉閥門,，保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

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(jié)構(gòu)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(dāng)探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時,，電磁閥定時或按預(yù)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(guān)斷狀態(tài),。

技術(shù)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(shù)指標
Ø 量程：線性輸出0-30m/s；
Ø 輸出信號：4~20mA 兩線制,；
Ø 測量精度：±2%F.S.,；
Ø 校驗頻率：12 個月；
Ø 響應(yīng)時間：<1s,；
Ø 差壓（溫度,、壓力）變送器電源：24VDC，兩線制,；
Ø 差壓變送器過壓極限：4.0MPa,； 
Ø 皮托管材質(zhì)：304、316L不銹鋼,；
Ø 常閉反吹電磁閥電源：220VAC,，50Hz,； 
Ø 皮托管插入長度：500~2000mm 可選；
Ø 壓力變送器量程：-5~+5kPa ,；
Ø 溫度變送器量程：0~300℃；
Ø 介質(zhì)溫度范圍：-40~500℃,； 
Ø 環(huán)境溫度：-40~85℃,；
Ø 貯存溫度：0~50℃； 
Ø 貯存濕度：0~85%RH,。
Ø 安裝法蘭：DN50,；
Ø 材質(zhì)：SUS316L