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煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)

1.項目介紹
    萊恩德智能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(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*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
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：差分光學吸收光譜法（磷酸滴定法預處理）
Ø O2監(jiān)測方法：電化學法
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

      Ø 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,。
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：LD-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(jīng)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（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,。

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
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 組合式氣體室設計
組合式氣體室設計使得光譜調節(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,。
Ø 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,。
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),?？赏ㄟ^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,。

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,。
Ø 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,。
Ø 分析單元（SO2 、NO、NO2,、O2）,；
Ø 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）；
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*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。
    *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
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：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：SUS316L