煙氣排放連續監測系統(CEMS)-煙氣在線監測系統CEMS

與常規參數一致，根據客戶需求確認量程定制

CEMS系統基本原理

煙氣排放連續監測系統(CEMS)對大氣污染源排放的氣態污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續監測并將信息實時傳輸到數據，被稱為“煙氣自動監控系統”(簡稱 CEMS)，可對固定污染源(如鍋爐、工業爐窯、焚燒爐等)排放煙氣中的顆粒物、氣態污染物的濃度(mg/m3)和排放率(kg/h、t/d、t/a)進行連續地、實時地跟蹤測試。

根據貴方提供的監測需求，我們自主開發的煙氣排放連續監測系統采用的傳感器+抽取冷凝法，抽取式熱濕法 CEMS能夠測量 SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度等多項參數，并將所有的監測參數傳輸至用戶 DCS 系統，系統設備放置在分析小屋內，操作和維護方便;整套系統結構簡單，模塊化設計，穩定性強，運行成本低。

執行標準煙氣排放連續監測系統(CEMS)

《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范》(HJ 75-2017)

《固定污染源排放煙氣(SO2、NOx,顆粒物)連續監測系統技術要求及檢測方法》(HJ 76—2017)

《火電廠大氣污染物排放標準》(GB 13223-2011)

《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》(GB/T 16157-1996)

《污染源在線監控(監測)系統數據傳輸標準》 HJ212

《煙氣采樣器技術條件》 HJ/T47《煙塵采樣器技術條件》 HJ/T48

世界銀行的排放標準

測量項目

　　測量參數：SO2、NOX、O2、溫度、壓力、流速(流量)、粉塵;

測量方法

　　煙氣采樣方法：高溫冷凝法抽取式;

　　SO2、NOX 測量方法：傳感器分析技術;

　　O2 測量方法：電化學;

　　煙氣溫度測量方法： 熱敏電阻(或熱電偶);

　　煙氣壓力測量方法：壓力傳感器;

　　煙氣流速測量方法：微差壓法(皮托管);

　　煙氣粉塵測量方法：靜電感應

系統特點

　　煙氣在線系統主要具有以下技術特點：

　　特點一：基于冷凝直接抽取式高溫伴熱法，的傳感器技術。

　　特點二：采用 PLC 控制，自動化程度高，液晶屏顯示系統流路，采集系統的詳細狀態信息，可作為數據有效性審核的有利資源;

　　特點三：二級冷凝快速除水、降溫，減少氣、水接觸時間，降低 SO2 損耗，采樣探頭運用多級粉塵過濾技術與定時反吹相結合，有效解決探頭易堵塞的難題，適應高塵、高濕、高溫、高腐蝕性等z惡劣環境;

　　特點四：分析儀氣體室由不銹鋼加工而成，氣體室強壯、成本低，受水分、粉塵的影響小，檢測器與氣體室采用光纖連接，更換方便，維護成本低;

　　特點五：智能化設計，自動調零，量程超限報警，濕度報警，采樣探頭溫度異常報警、冷凝器溫度異常報警、加熱溫度異常報警、故障報警;

　　特點六：溫壓流檢測儀采用一體化機柜，高精密微差壓變送器(檢測下限低)，自動調零，自動反吹，反吹保護，數據上傳與顯示等功能;

　　系統組成

　　CEMS一般由煙塵監測子系統(粉塵)、氣態污染物監測子系(SO2、NOX)煙氣參數監測子系統(溫度、壓力、流速、O2)、系統控制及數據處理子系統四個基本部分組成。

　　CEMS 示意圖

　　本系統由置于煙囪上的采樣探頭、粉塵儀和溫壓流一體化探頭，以及置于小屋中的分析機柜、標氣和壓縮氣源組成。

　　采樣探頭負責煙氣采樣，內置陶瓷或不銹鋼濾芯用于過濾煙氣中的粉塵。

　　伴熱管線高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝。

　　粉塵儀用于測量煙囪粉塵濃度。

　　溫壓流用于測量煙囪內煙氣的溫度、壓力和流速。

　　分析機柜負責抽取煙氣，過濾、冷凝除水后測量 SO2、NOx、O2 組分。

　　標氣用于校準分析儀表。

　　空壓機產生壓縮空氣，用于對伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進行定期反吹。

　　機柜說明

抽取式冷凝法 CEMS 系統機柜正面

監測子系統參數

SO2、NOX 分析儀表

基于傳感器技術研發的煙氣分析儀(以下簡稱分析儀)是我公司針對國內外環保、工業控制現場在線氣體分析自主研發的煙氣分析儀產品。該分析儀能夠測量 SO2、NOx、O2、等氣體的濃度，具有測量精度高、可靠性高、響應時間快、適用范圍廣等特點，各項指標達到或超過國內外同類產品。

分析儀由傳感器、氣體室、液晶屏、接口板、AB板、直流電源等部件組成。

分析方法：傳感器技術(SO2/NOX)

　　SO2 測量范圍(ppm)： 0-50-100-300-3000(支持雙量程)

　　NOX 測量范圍(ppm)：0-50-100-300-3000(支持雙量程)

　　O2 測量范圍：0-25%

　　重復性： ≤±1%F.S.

　　零點漂移：≤ 2%F.S./周;

　　全幅漂移：≤ 2%F.S./周;

　　線性誤差：≤±2%F.S.

　　示值誤差：≤±5%F.S.

　　響應時間：<25 秒

　　用電量：220±10%VAC 100W;

　　儀用空氣要求：0.4Mpa 以上，無油無水;

　　4-20mA 輸入接口：2 路，可靈活配置，100 歐負載

　　4-20mA 輸出接口：4 路，輸出內容可配置，大帶載能力<800 歐

　　開關量輸入接口：4 路，可靈活配置

　　繼電器輸出接口：8 路，輸出內容可配置，DC24V

　　通訊接口：1 路 232，1 路 485(支持 Modbus 協議)

壓縮機式冷凝干燥器

冷凝干燥器

可靠性高、無運動部件

光源采用脈沖氙燈，壽命達 5~10 年，按照 3 次/秒計算，使用壽命達 10 年;脈沖氙燈屬冷光源，與紅外光源相比，具有壽命長，穩定性好，無預熱時間的優點。

無光學運動部件，無切光輪、濾光輪、干涉儀等光學運動部件，可靠性高，現場振動不損傷儀表，也不影響測量結果。

模塊化設計、維護方便

氣體室成本低，分析儀氣體室由不銹鋼加工而成，內部無需鏡面拋光、鍍金，氣體室強壯、成本低，受水分、粉塵的影響小，檢測器與氣體室采用光纖連接，更換方便，維護成本低。

光源、光譜儀、HMI 模塊、氣體室、接口模塊等采用模塊化設計，可靠性高、可擴展性好、維護方便。

煙氣溫壓流一體化監測儀

溫壓流一體化監測儀擁有高精度微差壓/靜壓傳感器，同時配備反吹單元，是專門針對煙氣排放連續監測的高粉塵、高溫、高濕環境而開發的一體化溫度、壓力、流速監測儀，符合國家相關標準的要求，可以用于煙氣排放監測系統(CEMS)進行煙氣溫度、壓力、流速及流量的實時連續測量。

溫壓流一體化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、控制單元、反吹單元、顯示單元、數據傳輸單元等。其測量原理是：一次取壓元件采用傳統的皮托管測量方式。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。反吹單元主要用于臟污氣體(如鍋爐排放的煙氣)測量時的系統反吹。溫壓流一體機采用高精密微差壓變送器，自動調零，自動反吹，反吹保護，數據上傳與顯示等功能;

溫度壓力流速監測儀優勢

實時測量溫度、壓力、流速，并通過 3 路 4-20mA 模擬信號輸出，支持RS485;

流速檢測可達 2-40m/s;

采用高精密微差壓變送器，自動零點校準，可靈活配置變送器維修更方便，良好的人機交互界面。

可適應高粉塵、高溫、高濕等煙氣場合;

流速測量精度高、可靠性好、可長期連續工作;

自身配備自動反吹單元，可定時反吹皮托管內的顆粒物;具備反吹保護功能;

結構緊湊，可直接安裝在管道上;

煙氣流速監測儀

量程 ：0-40m/s 0-15m/s 可訂制

測量精度：≤±2%F.S.

分析方法： 皮托管法

環境溫度限制 (z低/高) ：-40～60℃

電源：220±10%VAC

儀用空氣要求：0.4Mpa 以上，無油無水

響應時間：<1s;

輸出信號：4~20mA，RS485/RS232 靈活配置;

皮托管材質：碳鋼;

反吹單元：自動反吹，自動調零;

皮托管插入長度：500~1700mm 可選(訂制);

壓力變送器量程：-10~10kPa、 小±200Pa 或其它訂制量程;

介質溫度范圍：-40~500℃;

煙氣壓力監測儀

量程(高/低) ：±10Kpa

測量精度：≤±2%

分析方法：靜壓傳感器

環境溫度限制 (z低/高)：-40～60℃

用電量：5w

輸出信號型式：(4～20)mA， RS485/RS232 靈活配置

溫度監測儀

量程(高/低) ：0-300/800℃可定制

測量精度：≤±2%

分析方法： 熱電阻(或熱電偶)

環境溫度限制 (z低/高)：-40～60℃

用電量：2W

輸出信號型式： (4～20)mA ，RS485/RS232 靈活配置

O2 分析儀技術指標

分析方法：電化學

量程：(0-25)%

線性誤差：≤±2%F.S.

零點漂移：≤±1%F.S.

量程漂移：≤±1%F.S.

響應時間：<15s

用電量(kVA)：<3W

輸出信號型式：4-20mA

粉塵儀

粉塵濃度測量儀采用準確可靠的交流靜電測量技術。當粉塵粒子經過傳感器時，粉塵粒子所攜帶的微弱電荷被傳感器采集并傳送至處理器，處理器把信號處理結果轉換成與粉塵含量成線性關系的輸出值。

安裝

　　提供所有用于在煙囪上安裝所需的部件，包括安裝法蘭、安裝托架，不銹鋼防護罩(這些需要根據工況現場焊接)5μm不銹鋼燒結過濾器和自動反吹功能、電加熱、壓力取樣元件等并提供硬件定位的安裝圖。

　　提供安裝示意圖、小屋布置示意圖，并負責所有設備，如探頭、發射/接受單元和所有管線的指導安裝。CEMS排氣管路應規范敷設，不應隨意放置，防止尾氣污染周圍環境。

使用的材料

　　凡是與煙氣接觸的探頭等應滿足電廠運行工況的煙氣成分、溫度條件下能連續可靠運行的要求。材料由聚四氟乙烯、玻璃、能承受205℃溫度的不銹鋼以及其他耐腐蝕合金組成。

CEMS部件

　　所有安裝在煙道內采樣系統部件應由Hasteloy C-276或具有同等耐腐蝕的不銹鋼構成，并可在除塵器出口高煙氣溫度(0-400℃)下連續正常運行。

　　測量探頭內置凈化空氣導流系統，以保證光學界面無塵。

　　控制裝置控制儀器運行、空氣清洗系統以及數據采集、計算和輸入輸出。

　　凈化空氣裝置提供清潔空氣，防止儀器受污染和高溫影響。

　　采樣線應由聚四氟乙烯構成，采樣線長度為從分析儀器至采樣點。對于加熱采樣線應具有自供調節功能，外套管能消除天氣變化對測量的影響。從煙囪和煙道中連續地采樣，將部分樣氣送入分析儀。

　　校正氣線應在兩倍于正常校正氣運行壓力下保證無泄漏。

校正設備和標準

　　賣方應提供CEMS的校零和滿量程校正服務。

　　系統校正應簡單，易于操作，成本低。

　　●校正氣的量應能滿足啟動后正常校正30天和CEMS測試用氣。

　　●校正氣一般應儲存在鋼瓶內，應說明其種類、濃度和數量以及儲氣筒的材料安全數據表。

　　提供的分析儀器應沒有明顯的干擾。即在測量單個煙氣或多個煙氣成分混合時濃度值結果差異沒有一位數以上數據(至少保持前兩位有效濃度數據沒有變化);當濃度值大于滿量程的0.2%或測量標定值時，分析儀器對此應有反應。

警報

　　提供CEMS系統干接點輸出功能，以警報下列情況：

　　●系統故障報警。

　　●溫度異常報警。

　　●采樣氣路堵塞報警。(這個功能目前沒有但可以實現)

　　●缺儀表風報警。(這個功能目前實現不了)

　　分析儀器室內(非CEMS小屋)和儀器內提供和安裝各種必要的管道和擋板，以將氣體分配到分析儀器。在各種潛在運行工況下所有設備需要合適地被冷卻或加熱，以防止設備因熱而導致設備漂移或運行問題。

　　系統被設計成根據冷卻或加熱的失效能自動報警。報警被設計成能在儀表盤上顯示并輸出開關信號及時通知操作人員處理問題。報警由賣方設定觸發的低溫或高溫。

反吹空氣保護

　　當CEMS部件如探頭或發射/接受單元與煙氣接觸時，買方提供一路吹掃氣源至賣方壓縮空氣入口，以防止煙氣污染分析儀器部件。當反吹空氣系統失效時，一個警報信號顯示在CEMS上。賣方提供的CEMS應具有自動清掃功能，定期自動清除探頭的積灰。

數據處理總要求

　　應負責數據采集、數據處理、數據輸出等功能滿足本技術協議的要求。

　　應負責完成數據處理單元的檢查，包括賣方數據處理單元的出廠檢驗。

　　應負責參加和支持在CEMS組裝廠的出廠檢驗。

　　應負責參加和幫助安裝后啟動和初試驗(詳見商務合同)。