有機廢氣在線監(jiān)測系統(tǒng)

提出的測量需求，風(fēng)途科技所推出的FT-CEMS-1000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(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。

FT-CEMS-1000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(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。

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(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)的DCS系統(tǒng)和環(huán)保門的數(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

Ø O2監(jiān)測方法：電化學(xué)法

Ø 煙塵測量方法：激光后散射法

Ø 溫度測量方法：溫度傳感器

Ø 濕度測量方法：濕度傳感器

Ø 壓力測量方法：壓力傳感器

Ø 流速流量測量方法：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)。

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。圖一、CEMS系統(tǒng)組成圖

Ø 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)：采用激光后散射法煙塵監(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。

3. 系統(tǒng)組成 圖二、CEMS系統(tǒng)安裝示意圖

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。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)。

3.1.2 氣體分析儀 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。

儀    器：紫外光譜氣體分析儀

型    號：FT-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)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。

有機廢氣在線監(jiān)測系統(tǒng)

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。

Ø 差分光學(xué)吸收光譜技術(shù)（DOAS） 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。

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分?？熳兎峙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分；緩變分與煙塵、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)，是干擾分。DOAS采用快變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

SO2：0～100～1000ppm（可根據(jù)買方需求定制）

NO： 0～100～1000ppm（可根據(jù)買方需求定制）

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）； 

FT-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)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：2000×700×800MM（高*深*寬） 。

3.2 顆粒物監(jiān)測 

儀器：煙（粉）塵測量儀

型號：LSS2004

測量原理：激光后散射法                       

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)。

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0-40m/s，有效測量范圍：5~30 m/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：-10~10kPa ；

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

選擇安裝位置 

溫壓流一體化探頭的安裝位置要盡量選擇煙氣流速穩(wěn)定均勻的直管段。具體可參考HJ/T 75-2001《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》或者HJ/T 76-2001《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》中的相關(guān)要求。

對接法蘭焊接和預(yù)埋 

溫壓流一體化探頭的安裝前必須在所選擇的煙道開孔位置預(yù)埋或焊接DN50對接法蘭管，法蘭在安裝時一定要注意安裝方向，法蘭和煙道要保證有100mm的扳手空間。法蘭尺寸，法蘭焊接時要注意法蘭的方向 

儀器安裝 

現(xiàn)場安裝是根據(jù)煙氣氣流的方面，使皮托管動壓端口（H口）方向正對氣流方向，靜壓端口（L口）背對氣流方向，然后將儀器和安裝好的法蘭對接，用螺絲和螺母緊固即可。

皮托管口分別定義為：正向氣流方向為正壓口，背向氣流方向為靜壓口，分別插入動壓口（H）、靜壓口（L）的快插接頭中。

氣路連接 

溫壓流底有一個8mm的快插接頭，它用于連接外吹掃氣源的，反吹氣必須無油無塵，壓力0.4~0.7MPa。

接入的220VAC電源線和信號線纜均采用壓線端子，3路4~20mA信號線均采用屏蔽線與配電箱連接。