煙氣排放自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備
1.項(xiàng)目介紹
山東格藍(lán)普所推出的煙氣排放自動(dòng)監(jiān)測設(shè)備可以連續(xù)監(jiān)測SO2、NOX,、02（標(biāo)準(zhǔn),、濕基、干基和折算),、顆粒物濃度,、煙氣溫度、壓力,、流速等多項(xiàng)相關(guān)參數(shù),，并統(tǒng)計(jì)排放率、排放總量等,。從而對(duì)測量到的數(shù)據(jù)進(jìn)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(gè)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(jì)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(shí)SO2的吸附損失,，提高測量準(zhǔn)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(hào)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(shí)時(shí)傳送,、遠(yuǎn)程故障診斷、報(bào)表統(tǒng)計(jì)和圖形數(shù)據(jù)分析等功能,，實(shí)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(dòng)態(tài)范圍廣,，實(shí)時(shí)性強(qiáng),，組網(wǎng)靈活，運(yùn)行成本低,，同時(shí)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(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
本系統(tǒng)的設(shè)計(jì),、制造、驗(yàn)收規(guī)范主要按下列標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范進(jìn)行：
uGB3095－1996《大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》
uGB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》
uGB18485-2007《生活垃圾焚燒污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》
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(biāo)準(zhǔn)》
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(biāo)準(zhǔn)》
uGB3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》
uGB12519-1990《分析儀器通用技術(shù)條件》
000012項(xiàng)目方案
000012.1測量項(xiàng)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(xué)吸收光譜法（磷酸滴定法預(yù)處理）
ØO2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(jì),、結(jié)構(gòu)、性能,、安裝和試驗(yàn)等方面的技術(shù)要求,，均符合國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，滿足中華人民共和國環(huán)境保護(hù)行業(yè)（HJ/T75-2007,、HJ/T76-2007）標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)19英寸機(jī)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(jī)、顯示器和系統(tǒng)軟件等組成,。
根據(jù)客戶需求不同對(duì)上述子系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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(diǎn),，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(shí)現(xiàn)反吹、標(biāo)定,、制冷溫度報(bào)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(jí)快速冷凝除水,，確保氣體組分不變,。采用二級(jí)精細(xì)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(hào)：HM-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(jìn)入光纖,，通過光纖傳輸?shù)綒怏w室，穿過氣體室時(shí)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，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(duì)光波有不同的吸收,，通過對(duì)氣體吸收后的連續(xù)光譜的分析,，實(shí)現(xiàn)了多種氣體的同時(shí)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(duì)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(gè)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(jì)算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾,，準(zhǔn)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(shí)也消除了測量系統(tǒng)波動(dòng)對(duì)測量結(jié)果的影響,，保證了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,。
技術(shù)指標(biāo)
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(diǎn)漂移：≤±2%F.S./7D
量程漂移：≤±2%F.S./7D
響應(yīng)時(shí)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(jìn)制輸入
模擬接口：5路4～20mA輸出,，2路4～20mA輸入
儀表特點(diǎn)
Ø可靠性高
采用壽命達(dá)10年的脈沖氙燈作光源，采用固化光譜儀,，無運(yùn)動(dòng)部件,，可靠性高,。
Ø組合式氣體室設(shè)計(jì)
組合式氣體室設(shè)計(jì)使得光譜調(diào)節(jié)簡便，提高光譜強(qiáng)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(zhǔn)確度高,；同時(shí)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(qiáng)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(luò),，為儀器的日常操作、維護(hù)和管理提供便利,。
Ø與常見分析儀的對(duì)比
類 別 | HM-UVA-100 | 非分光紅外（NDIR） |
光譜范圍 | 全息光柵分光,，二極管陣列檢測器,，完整的連續(xù)吸收光譜 | 非分光,，帶通濾光片，測量特征波長處吸收 |
波長分辨率 | 高,，0.6nm | 低,，20-30nm |
線性響應(yīng) | 高波長分辨率保證線性響應(yīng) | 較大的濾光片通帶寬度導(dǎo)致對(duì)氣體濃度非線性響應(yīng) |
測量動(dòng)態(tài)范圍 | 大，適合脫硫前后同時(shí)測量 | 小 |
煙氣濕度影響 | 不受煙氣濕度的影響 | 濕度和濾光器件影響標(biāo)定結(jié)果 |
標(biāo)定周期 | 寬連續(xù)光譜,、高波長分辨率,，標(biāo)定周期長 | 標(biāo)定周期短 |
抗干擾能力 | 很強(qiáng)，寬連續(xù)光譜和高波長分辨率消除了顆粒物,、水分,、背景氣體的干擾 | 弱，特別容易受水分干擾 |
可靠性 | 內(nèi)部無任何移動(dòng)部件,，可靠性好 | 有斬波器等移動(dòng)部件,，影響運(yùn)行可靠性 |
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(dāng)位置，采集煙道中的氣體,，并通過伴熱管道將氣體運(yùn)送到位于機(jī)柜內(nèi)部的加熱盒中,。為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)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(shí)際需要來定制,。
Ø預(yù)處理單元（取樣泵,、除濕、細(xì)過濾,、排水等）,；
煙氣經(jīng)過高溫采樣探頭和伴熱管到達(dá)預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理系統(tǒng)經(jīng)過采樣球閥切換進(jìn)入冷凝器進(jìn)行汽水分離,，冷凝水通過蠕動(dòng)泵及時(shí)排出,，經(jīng)過冷凝器的冷凝除水，在經(jīng)過三級(jí)精細(xì)過濾器進(jìn)行除塵過濾,，處理過的潔凈的無塵無水的樣氣進(jìn)入煙氣分析儀進(jìn)行分析測量,。
Ø分析單元（SO2、NO,、NO2,、O2）；
Ø信號(hào)輸出（SO2,、NO,、NO2、O2濃度,、量程轉(zhuǎn)換,、標(biāo)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(hào)：LFS1000-MO型
測量原理：激光抽取式
技術(shù)參數(shù)表：
工作原理 | 激光前向散射測量原理 |
測定對(duì)象 | 工業(yè)廢氣,、煙塵 |
機(jī)械特性 | 主機(jī)外殼：全金屬外殼 |
主機(jī)尺寸：1670×750×600 mm (H×W×D) |
重 量：約120Kg |
防護(hù)等級(jí)：系統(tǒng)IP55，電子部件IP65 |
光學(xué)特性 | 工作波長（650±20）nm |
測量性能 | 測量范圍：雙量程自動(dòng)切換,，?。?-5）mg/m3大（0-200）mg/m3 |
零點(diǎn)漂移：±2%F.S./24h 量程漂移：±2%F.S./24h |
示值誤差：±2%F.S. |
檢 出 限： 0.01mg/m³ 煙道直徑：（0.3～20）米 |
測量條件 | 煙道流速：（0～30）m/s； 煙道壓力：-5Kpa～5Kpa 煙氣溫度：大300℃ 煙氣濕度：30mg/m3 防堵反吹：自動(dòng)，反吹時(shí)間間隔可設(shè)置 |
主機(jī)供電要求 | 電壓220VAC,，功率3KW |
工作環(huán)境 | 工作溫度： －20℃～＋50℃ |
接口特性 | 模擬輸出：(4~20)mA |
數(shù)字接口：RS485 |
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：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(diǎn)：
采用同點(diǎn)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(shí)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(jìn)技術(shù)。包括：相關(guān)噪聲對(duì)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(hào)完整性設(shè)計(jì),、抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)技術(shù),，提供快速、可靠和準(zhǔn)確的定量煙塵排放數(shù)據(jù),。
*自動(dòng)校準(zhǔn)技術(shù),，實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)和滿量程自動(dòng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)每24小時(shí)自動(dòng)進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)和滿量程校準(zhǔn),。同時(shí)支持手動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)和自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn),。
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(hù)量小,。
煙氣采樣,、傳輸過程進(jìn)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(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)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(yùn)行狀態(tài)提示,、溫度異常、參數(shù)異常提示。
斷電自保護(hù)功能,，斷電后利用備用電池供電,，關(guān)閉閥門，保護(hù)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(bǔ)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(dòng)壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器,，差壓變送器將動(dòng)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(jī)柜內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)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(shí)的系統(tǒng)反吹：當(dāng)探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時(shí)，電磁閥定時(shí)或按預(yù)定程序開啟,，將壓縮空氣同時(shí)接入兩個(gè)取壓管進(jìn)行吹除作業(yè),，正常測量時(shí)電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。
技術(shù)特點(diǎn)
l可實(shí)時(shí)測量煙氣的溫度,、壓力,、流速，通過3路模擬信號(hào)兩線制4~20mA輸出,。
l自動(dòng)定時(shí)對(duì)皮托管的動(dòng)壓和靜壓端進(jìn)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(hù)量低,。
技術(shù)指標(biāo)
Ø量程：線性輸出0-30m/s,；
Ø輸出信號(hào)：4~20mA兩線制；
Ø測量精度：±2%F.S.,；
Ø校驗(yàn)頻率：12個(gè)月,；
Ø響應(yīng)時(shí)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
類 別 | HM-UVA-100 | 非分光紅外（NDIR） |
光譜范圍 | 全息光柵分光,，二極管陣列檢測器,，完整的連續(xù)吸收光譜 | 非分光，帶通濾光片,，測量特征波長處吸收 |
波長分辨率 | 高,，0.6nm | 低,，20-30nm |
線性響應(yīng) | 高波長分辨率保證線性響應(yīng) | 較大的濾光片通帶寬度導(dǎo)致對(duì)氣體濃度非線性響應(yīng) |
測量動(dòng)態(tài)范圍 | 大,，適合脫硫前后同時(shí)測量 | 小 |
煙氣濕度影響 | 不受煙氣濕度的影響 | 濕度和濾光器件影響標(biāo)定結(jié)果 |
標(biāo)定周期 | 寬連續(xù)光譜、高波長分辨率,，標(biāo)定周期長 | 標(biāo)定周期短 |
抗干擾能力 | 很強(qiáng),，寬連續(xù)光譜和高波長分辨率消除了顆粒物,、水分、背景氣體的干擾 | 弱,，特別容易受水分干擾 |
可靠性 | 內(nèi)部無任何移動(dòng)部件,，可靠性好 | 有斬波器等移動(dòng)部件，影響運(yùn)行可靠性 |
化工儀器網(wǎng)