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、CEMS1000烟气在线连续监测系统（CEMS）介绍2、怎样实现对各参数的监测3、CEMS的控制及通讯5、专业人士进阶练习——三板斧4、CEMS在各种行业的应用6、现场工况说明——安装CEMS的必要条件7、现场需要注意的其他问题目录烟气在线连续监测系统介绍（5W1H）WhatWhenWhereWhoWhyHO、什么是烟气在线监测系统（WHAT）、烟气在线连续监测系统（CEMS）国内发展情况(WHEN)★自从1997年国家颁布《火电厂大气污染物排放标准》以来，烟气在线监测系统开始在我国出现。★2001年国家颁布的《锅炉大气污染物排放标准》，烟气在线监测系统得以推广。★HJ/T75-2001标准及HJ/T76-2001标准在同年颁布，对初期良莠不齐的烟气在线监测系统进行规范★HJ/T75-2007标准及HJ/T76-2007标准在2007年颁布，更加规范了烟气在线监测系统★截止2012年4月16日，通过国家监测总站认证的烟气在线监测系统的生产厂家达到57家1.3、烟气在线连续监测系统（CEMS）应用点位(WHERE)采样位置测量参数功能作用1CO-O2CO2-O2燃烧优化2CO-O2-CO2燃烧监测3NO-O2-NH3脱硝效率4CO-O2电除尘监测5SO2-O2石灰投放量确定6SO2-O2脱硫效率监测7SO2-NOx-O2-粉尘-温压流湿SO2-NOx-O2-粉尘-温压流湿-HCl-HF普通锅炉排放物监测垃圾焚烧锅炉排放物监测8CO煤粉仓监测9H2涡轮发电机监测1.4、烟气在线连续监测系统（CEMS）监测参数（WHO)1.5、烟气在线监测系统（CEMS）的意义（WHY）★对二氧化硫和氮氧化物进行监测，防治酸雨★对粉尘颗粒物进行监测，防止粉尘过多对人们生活的影响以及可吸入颗粒物对人体健康造成损伤★对氧气进行监测可以实现锅炉燃烧工况实时监控★随着我国环境保护力度的加大，对气体污染物排放的监测从传统的浓度监测升级为总量控制★为我国的排污权交易市场的建立提供基础和依据★在烟气脱硫、脱硝及除尘等环保装置烟气入口处监测，并与企业内部DCS联网，可根据烟气情况调整环保装置的运行状态，能够有效降低烟气处理成本★将环保部门的排放要求作为仪器报警的参数，当排放将要超标时，可以输出报警信号，从而避免超标排放带来的经济损失。报警信号可及时传输给DCS，通过DCS做出相应，实现工业自动化1.5、烟气在线监测系统（CEMS）的意义（WHY）烟气在线监测系统介绍★烟气在线监测系统之所以称之为一个系统，是因为它是多种仪器的有机组合★根据实际工况要求的具体参数不同，系统的组成也不同SO2NO2NOCO2COO2NOx紫外差分光谱吸收法红外非色散光谱吸收法电化学法氧化锆法电化学法温度压力流速湿度HClNH3烟气湿度监测仪激光气体分析仪皮托管压力传感器温度传感器HF激光气体分析仪激光气体分析仪紫外差分光谱气体分析仪，基于多通道光谱分析技术和差分吸收光谱算法(DOAS)，能够同时测量各种气体组分如SO2、NO2、NO的浓度。具有优良的稳定性、选择性和高灵敏度，广泛应用于烟气排放监测系统、化工流程、石化工业、冶金工业等工业过程气的监测系统。2.1、紫外差分光谱分析仪2.1.1紫外差分光谱仪原理•光是一种波，波的频率不同，颜色不同•不同物质只吸收几种不同波长的光2.1.2紫外差分光谱仪结构。2.1.3紫外差分光谱仪主要部件分光系统采用光栅分光和低温度系数的材料加工制作，无机械运动部件，结构可靠，漂移小光电传感器使用薄型背照式CCD面阵传感器，具有优良的紫外响应能力，适合SO2、NOx的检测需要光源采用进口脉冲式氙灯2.1.4紫外差分光谱仪横向比较目前对于烟气中气态污染物的监测方法主要有两种：紫外差分吸收光谱法、非分光红外吸收光谱法采用紫外差分吸收光谱法的厂家采用红外非色散吸收光谱法的厂家安徽皖仪科技股份有限公司岛津中国聚光（杭州）科技有限公司西门子（中国）有限公司安徽蓝盾光电子有限公司北京雪迪龙自动控制系统有限公司深圳宇星科技发展有限公司中科天融（北京）有限公司西克麦哈克（北京）仪器有限公司青岛佳明测控仪器有限公司重庆川仪分析仪器有限公司河北先河环保科技股份有限公司北京航天益来电子科技有限公司紫外差分光谱技术的优点光谱法不易受到水分的影响不易受灰尘影响对预处理要求不高耐用，降低成本量程大，漂移小受流量影响小水份对红外吸收很强，易干扰易受灰尘影响量程小，漂移大受流量影响十分大对于处理要求高不稳定，成本高紫外差分吸收光谱仪红外非分光光谱仪2.1.5紫外差分光谱技术的优点•紫外差分分光光谱仪可以同时测量多种组分•非分光红外光谱仪只能够检测一种组分2.2、ABB红外光谱分析仪EL3020★根据现场实际情况和客户需求，采用氧化锆法或电化学氧传感器法，对烟气中的氧含量进行在线监测。2.3氧量分析模块氧化锆法通常用在热湿法系统中，采用英国进口SST品牌的氧化锆头，保证数据稳定性与精确度。电化学氧传感器通常应用在冷凝法系统中，采用日本进口Figaro品牌KE-25F3型号氧传感器，保证数据稳定性与精确度。•氧化锆氧分析仪采用的氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，在600℃以上的高温条件下，它是氧离子的良好导体，一般做成管状。•如果在该氧化锆管内外涂覆铂电极，在用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：•在空气侧（参比侧）：O2+4e→2O2-•在低氧侧（被测侧）：2O2-→O2+4e•即空气中一个氧分子夺取电极上4个电子而变成两个氧离子，氧离子在氧浓差电势的驱动下，通过氧化锆管迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复原为氧分子。电池处于平衡状态时，两电极间电势值E恒定不变。2.3.1氧量分析仪原理•采用英国进口的citytechnology品牌7e型号传感器，具有精确度高，量程大，应用范围广等优点，保证数据的精确度和稳定性•不能直接测热湿烟气，所以只能用在冷凝法CEMS2.4一氧化碳（CO）浓度监测模块参数数据量程0-1000ppm最大测量范围2000ppm精确度0.10ppm响应时间20s线性度1%•采用奥地利进口马杜（madur）MADIR-D01型号二氧化碳传感器，保证数据的稳定性与精确性•带光调制单信道技术，使数据更加精确。•采用泵吸式采样法，与系统预处理单元连接，保证模块稳定性•量程可选择，从2000ppm到100%，方便现场应用2.5二氧化碳（CO2）浓度监测模块样气采集部分包括采样探头和伴热管线，采样探头能够采集烟气，并且能够通过陶瓷滤芯对烟气进行初级过滤。烟气采集后通过伴热管线输送到主机柜中的气室，并由紫外差分吸收光谱仪对烟气中的SO2和NOx等气体进行检测采样系统全程伴热，防止因烟气温度下降导致水汽凝结，使SO2和NOx溶于冷凝水后形成亚硫酸、硝酸和亚硝酸，腐蚀设备。2.6怎样实现在线监测•气体采样探头是插入烟道气体采集点的采集样品气体的部件•采样器内部采用陶瓷过滤器对烟气进行初级过滤，过滤孔径为5um。•外部安装有电加热装置，通过电子温控器控制，保持采样器内腔恒温在120℃•采用双层陶瓷纤维保温，能有效阻止热量向环境中散逸，降低能耗，从而降低设备运行成本。•创新两步反吹法，第一步将陶瓷滤芯内部灰尘吹到腔内，第二部将腔内粉尘顺着采样管吹出，彻底清除采样探头中灰尘，使设备稳定运行。2.6.1采样探头安徽皖仪科技有限公司CEMS烟气采样器•如图所示：安徽皖仪科技股份有限公司CEMS烟气采样器•采样管无裸露，测量精度高•仪器设备能够长期稳定的运行•采样器外壳采用双层保温装置，减少能耗，从而降低使用成本双层保温层双层保温层2.6.1采样探头我公司基于丰富的现场经验，采用独特地采样头安装方案，配合2步式脉冲反吹法，更加有效的去除采样器中的粉尘颗粒物，使系统运行更加稳定。2.6.1采样探头2.6.1采样探头缠绕于气管外的进口电加热丝采用串联法，当其出现故障时，整条伴热管温度下降，系统能够及时发现并报警。而传统的并联加热方式容易发生某一段加热丝熔断而产生冷点，系统无法检测并报警，导致气管冷凝积液甚至堵塞。2.6.2伴热管线采样伴热管线内部采用双芯管线设计，其中一根为样品气导管，另一根为标准气体导管皖仪的伴热管线示意图•通过二级冷凝对样品气体进行冷凝脱水。采用无氟压缩机原理制冷•避免样品气在气体分析仪表内结露并腐蚀分析仪表元件。•特殊高效的热交换管组合对样品气进行快速脱水并且不被腐蚀，保持样品气出口露点≤4℃。2.6.3样气冷凝装置（选配）•激光粉尘浓度监测仪是新一代在线粉尘监测仪器，可以在风、雨、雷电、粉尘、高低温度等恶劣环境下长期连续不间断地监测污染源的烟尘排放情况。2.7烟气粉尘仪•采用激光后向散射检测原理对烟道内的粉尘浓度进行测定。内嵌的高稳定激光信号源穿越烟道，照射粉尘粒子，被照射的粉尘粒子将激光反射，反射的信号强度与粉尘浓度成正比。检测器检测粉尘反射的微弱激光信号，通过特定的算法即可计算出烟道粉尘的浓度。2.7.1烟气粉尘仪原理•智能化设计，适用于各种污染源烟尘的在线连续监测•采用多种先进技术。包括：光功率自适应稳定技术、大动态自适应锁相放大技术、极低零点漂移设计技术、抗恶劣环境设计技术，提供快速、可靠和准确的定量烟尘排放数据。•在线校准，安装现场无需将仪器拆下即可进行零点和量程校准。•结构紧凑、安装简单、抗雷击、抗恶劣环境、成本低、维护量小。•提供多种输出接口2.7.2烟气粉尘仪特点2.7.3烟气粉尘仪横向比较目前，烟气在线粉尘仪通常采用两种方法：激光透射法和激光背向散射法采用激光背向散射法的厂家采用激光透射法的厂家安徽皖仪科技股份有限公司聚光（杭州）科技有限公司西克麦哈克（北京）仪器有限公司中科天融（北京）有限公司上海宝英光电科技有限公司岛津中国深圳宇星科技发展有限公司北京航天益来电子科技有限公司美国热电子公司2.7.4烟气粉尘仪背向散射法优点对比激光透射法，激光背向散射法有如下优点：安装简便：透射法需要在烟囱上打两个孔，并且两孔要在一条光轴上背向散射法只需打一个孔左边孔右边孔只需一个孔2.7.4烟气粉尘仪背向散射法优点对比激光透射法，激光背向散射法有如下优点：稳定可靠：透射法偌遇微小震动导致激光偏离，则对检测结果影响很大背向散射法偌遇微小震动导致激光偏离，对检测结果影响很小注：虽然地震不常见但是微小震动比较常见•烟气参数监测仪采用皮托管差压法测量烟气流速，并可对烟气压力、温度直接进行测量，使得测量精度和准确性大大提高，而且降低了使用成本和维护工作量，特别适合用于在线实时测量烟气参数。输出信号为4-20mA，符合国家环境保护行业标准。2.8烟气参数监测仪（温压流一体分析仪）•采用皮托管法测量原理，根据伯努利方程可知，流体流动过程中的能量包括位能、动能和静压能。对于气体流动，位能的变化通常忽略不计，动能和静压能在一定条件下可以互相转化。皮托管的两个采样头分别代表气体的总能量和静压能，两者的差值为动压能，动压能与气体流速的平方成正比，所以皮托管是测量压差来测得流体速度的。2.8.1烟气参数监测仪原理•采用国内知名品牌•产品型号：HMS545C产品特点：稳定精准的阻容法测量原理便捷的就地安装设计防腐功能探杆长度可选Vol%体积百分比测量输出自主研发阻容原理传感器取得国家发明专利适合工况：火力发电、垃圾焚烧行业等污染源•根据客户需要也可选用进口产品2.9烟气参湿度监测仪•LG-1000激光气体分析仪采用了先进的光谱监测手段——可调谐半导