煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)   
1.項目介紹  
山東格藍普物聯(lián)科技所推出的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)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(zhuǎn)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(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：  
uGB3095－1996《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》  
uGB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標準》  
uGB18485-2007《生活垃圾焚燒污染物控制標準》  
uHJ/T75-2007《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》  
uCJJ90—2002《城市生活垃圾焚燒工程技術(shù)規(guī)范》  
uCJ/T118—2002《城市生活垃圾焚燒爐技術(shù)規(guī)范》  
uHJ/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》  
uGB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》  
uGB/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》  
uGB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物綜合排放標準》  
uGB3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》  
uGB12519-1990《分析儀器通用技術(shù)條件》  
000012項目方案  
000012.1測量項目  
ØSO2,、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  
ØSO2,、NOX監(jiān)測方法：差分光學吸收光譜法（磷酸滴定法預處理）  
ØO2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(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：HM-UVA-100  
測量原理：差分光學吸收光譜技術(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）  
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(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),?？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）,；  
HM-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(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(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/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.  
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,。  
儀器采用多種先進技術(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)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(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(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