(NOX、O2、NH3)采樣熱濕法CEMS技術(shù)方案

1、CEMS 污染源煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 技術(shù)方 杭州澤天科技有限公司 內(nèi)部文檔 目錄 1 概述 3 2 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 3 3 技術(shù)規(guī)格 3 4 系統(tǒng)說明 4 4.1 組成 4 4.2 機(jī)柜說明 5 4.3 流路原理 8 4.4 電氣控制原理 9 4.5 核心儀表介紹 10 4.5.1 O2、 NOx 、NH3 氣體分析儀 10 4.6 工控機(jī)軟件 12 4.7 系統(tǒng)配置 12 5 軟件介紹 13 5.1 功能簡介 13 5.2 系統(tǒng)運(yùn)行流程 13 5.3 界面操作 15 5.3.1按鍵說明 15 5.3.2主界面與其他界面的關(guān)系 16 6 安裝法蘭開孔要求 17 第18頁（共 17頁） 1 概述 抽取熱

2、濕法 CEMS能夠測(cè)量 NOx、02、NH3，其中： NH3 、 NOx 采用高溫伴熱紫外差分吸收光譜（ DOAS ）分析技術(shù) O2 采用氧化鋯 高溫伴熱紫外差分吸收光譜（ DOAS ）分析技術(shù)除了能夠測(cè)量 NOx和NH3、外，還能夠分析 S02、 Cl2、 H2S、 O3、 HCl 等氣體。 與抽取冷凝法 CEMS 相比，本系統(tǒng)具有測(cè)量準(zhǔn)確、可靠性高、投資成本低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準(zhǔn)、測(cè)量值波動(dòng)小、可靠性高、設(shè)備維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。 本分析儀整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，方便運(yùn)輸和安裝。 2 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 所有指標(biāo)均在高溫狀態(tài)下測(cè)量 避免冷凝水吸收 NH3 導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低，并腐

3、蝕預(yù)處理管路； 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，集成度高 在引流泵的作用下，煙氣經(jīng)探頭、伴熱管線后直接進(jìn)入氣體室，測(cè)量NH3 和 NOx 濃度，再進(jìn)入氧化 鋯模塊后，直接排出，系統(tǒng)構(gòu)造簡單，集成度高，維護(hù)方便； 核心器件和算法全部自主研發(fā) 核心器件包括光源、光譜儀、氣體室等全部自主研發(fā)， DOAS 算法也自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的市場 競爭力； 3 技術(shù)規(guī)格 尺寸：600mm x 600mm x 1400mm 重量：約 100kg 測(cè)量參數(shù)： NH3、 NOx、 O2 伴熱管線溫度：120oC200oC 探頭伴熱溫度：120oC200oC 防護(hù)等級(jí)：機(jī)柜IP42，其他IP65 供電： 220VAC ， 1500W

4、 環(huán)境溫度： -20oC 50oC 環(huán)境濕度： 5%Rh 95%Rh （不結(jié)露） 對(duì)外輸出： 4-20mA， RS485 4系統(tǒng)說明 4.1組成 小屋 I iTI-mrTi 系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭，以及置于小屋中的分析機(jī)柜，標(biāo)氣和空壓機(jī)組成。其中采樣探頭負(fù)責(zé) 煙氣采樣，高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵；分析機(jī)柜負(fù)責(zé)抽取煙 氣，并直接高溫測(cè)量 NH3 NOx、02;標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表；空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，用于對(duì)伴熱管線、 采樣探頭進(jìn)行定期反吹。 4.2機(jī)柜說明 I 系統(tǒng)正面 編號(hào) 名稱 說明 (1) 高溫紫外氣體分析儀 氣體室外置 (2) 工控機(jī) 安裝數(shù)據(jù)采集

5、、換算、顯示、存儲(chǔ)、上傳軟件 控制面板 包括控制探頭、伴熱管線和加熱盒的3個(gè)溫控表，以 及調(diào)零、反吹、量程校準(zhǔn) 3個(gè)按鈕 編號(hào) 名稱 說明 (1) 高溫紫外氣體分析儀背部 加熱盒 可以伴熱到120oC，內(nèi)置氣體室、球閥（電動(dòng)執(zhí)行機(jī) 構(gòu)安裝在加熱盒外部，避免損壞）、氧化鋯/濕度/引流 泵模塊 溫控器背部 電磁閥 3個(gè)，分別實(shí)現(xiàn)反吹、校準(zhǔn)和引流泵供氣 (5) 控制按鈕背部 固態(tài)繼電器 與溫控器配套 K O ft. -nr ? F： A (7) 電氣控制 實(shí)現(xiàn)各種供電的分配、電磁閥/電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的控 制、信號(hào)輸入輸出等 (8) 氧化鋯變送模塊 采集鎬頭信號(hào)，處理后形成4-20mA電流信號(hào)輸出 (9

6、) 微壓流里計(jì) 通過測(cè)量加熱盒內(nèi)流路上下游的壓差，指示當(dāng)前樣氣 采樣流速 (10) 開關(guān)電源 2塊，提供機(jī)柜內(nèi)部 24VDC、12VDC供電 (11) 過濾減壓閥 為系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定、干凈的高壓空氣 4.3流路原理 150OC伴熱 探頭桿 伴熱管線 過濾減壓閥 8 8 壓縮空氣 分析儀進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)后，氣動(dòng)球閥切換到采樣氣路，在引流泵的作用下，被測(cè)氣體經(jīng)由探頭桿、過濾 器、電動(dòng)球閥進(jìn)入高溫伴熱氣體室，分析儀利用紫外差分吸收技術(shù) （DOAS ）對(duì)氣體進(jìn)行分析，得到NH3、 NO等氣體的濃度（高溫濕法），并利用氧化鋯測(cè)量 02的濃度，最后排空。 在分析儀界面上輸入濕度后，可將被測(cè)氣體濃度轉(zhuǎn)換為干煙氣

7、濃度。 分析儀定時(shí)會(huì)進(jìn)入校準(zhǔn)/反吹狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，此時(shí)氣動(dòng)球閥切換到反吹氣路，調(diào)零電磁閥打開， 在采樣泵的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)過濾器、調(diào)零電磁閥后進(jìn)入氣體室， 對(duì)氣體室中殘留的被測(cè)氣體進(jìn)行吹掃， 從而實(shí)現(xiàn)調(diào)零，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氧的量程校準(zhǔn)；調(diào)零同時(shí)，分析儀控制反吹電磁閥開或關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)探頭過濾器的 反吹。 4.4電氣控制原理 系統(tǒng)電氣控制以紫外氣體分析儀為核心，不再需要 PLC，如圖所示: 4.5核心儀表介紹 4.5.1 NH3、NOx氣體分析儀 NH3、NOx氣體分析儀米用高溫紫外差分氣體分析技術(shù)，其內(nèi)部構(gòu)成如圖: 光纖光瀝 TT關(guān)電瀝 MG jl： fa 4-20 mA 輸入i輸簾 SMA905開關(guān)

8、量輸入瀚出 光路如下: 利用此光路，分析儀可以采集得到原始光譜，利用樣氣原始光譜和零氣原始光譜，即可計(jì)算出吸收光 譜，然后利用 DOAS技術(shù)，可以計(jì)算得到 S02和NO等氣體的含量，DOAS技術(shù)可以確保計(jì)算結(jié)果受光 路污染、氣體中粉塵等雜質(zhì)的影響小。 型號(hào) GA-5000HW 廠家 金冠環(huán)保 原理 高溫紫外差分吸收光譜 量程 取小量程為 50ppm，取大量程為 100%，支扌寸雙量程，量程比達(dá)到1：10 線性度 1.5% F.S. 示值誤差 5% 重復(fù)性 .5% F.S. 零點(diǎn)漂移 .5% F.S. / 7 天 量程漂移 .5% F.S. / 7 天 工作溫度 -10 50 C 響應(yīng)時(shí)間（T9

9、0） 10秒 4-20mA輸入接口 2路，可靈活配置，100歐負(fù)載 4-20mA輸出接口 4路，輸出內(nèi)容可配置，最大帶載能力800歐 開關(guān)量輸入接口 4路，可靈活配置 繼電器輸出接口 8路，輸出內(nèi)容可配置，DC30V2A 通訊接口 1路232，1路485（支持 Modbus協(xié)議） 電源/功率 220+20% VAC / 100W 預(yù)熱時(shí)間 無需 4.5.1.1氧含量 儀器：氧化鋯分析模塊 儀器型號(hào)：Zr-100M 測(cè)量原理：氧化鋯氧分析 測(cè)量范圍：025% 測(cè)量精度：土 2% 輸入電壓：220VAC 輸出電流：420mA 4.6工控機(jī)軟件 工控機(jī)軟件可通過 485接口采集濃度數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)折算、

10、存儲(chǔ)、匯總、報(bào)表輸出、向數(shù)采儀發(fā)送數(shù)據(jù) 等功能。 工控機(jī)軟件要求安裝到運(yùn)行 Window XP的PC或工控機(jī)上。 對(duì)于比較簡單的應(yīng)用，例如脫硫效率監(jiān)測(cè)，上位機(jī)也是可以不需要的，分析儀可以將數(shù)據(jù)直接通過 4-20mA或485發(fā)送的DCS，同時(shí)分析儀HMI具有較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，可以保存歷史數(shù)據(jù)達(dá) 1年（每 分鐘1個(gè)數(shù)據(jù)），通過串口命令，可以隨時(shí)將歷史數(shù)據(jù)讀出。 下圖是工控機(jī)主界面： 工控機(jī)軟件詳細(xì)的說明請(qǐng)參考上位機(jī)軟件操作手冊(cè) 4.7系統(tǒng)配置 名稱 規(guī)格和型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng) 機(jī)柜式體分析儀 GA-5000 套 1 NH3、 NOx、 O2 預(yù)處理系統(tǒng) 套 1 恒功率伴

11、熱管（30米） PHT 根 30米 數(shù)據(jù)采集和處理子系統(tǒng) 工控機(jī) 臺(tái) 1 校準(zhǔn)子系統(tǒng) 減壓閥 個(gè) 2 銅減壓閥 標(biāo)準(zhǔn)氣體（NO ） 8L，濃度根據(jù)量 程定制 瓶 1 標(biāo)準(zhǔn)氣體（高純氮） 8L 瓶 1 標(biāo)準(zhǔn)氣體（NH3） 8L，濃度根據(jù)量 程定制 瓶 1 其他 工程配件 套 1 包括連接探頭與預(yù)處理系統(tǒng)之間的電纜 資料 套 1 備品備件 套 1 包括探頭過濾器濾芯 1個(gè)，預(yù)處理過濾器 濾芯1套等 5軟件介紹 5.1功能簡介 1、 實(shí)時(shí)氣體濃度測(cè)量（NH3、NO、02），測(cè)量結(jié)果可通過 4-20mA或RS485/232輸出； 2、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)零或量程校準(zhǔn)，與此同時(shí)，對(duì)探頭過濾器進(jìn)行脈動(dòng)反吹；

12、3、 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)反吹（通過手動(dòng)預(yù)調(diào)零可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)反吹），反吹采用脈動(dòng)方式； 4、 分析儀提供強(qiáng)大的配置功能，可以通過界面或RS485/232接口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程光譜獲取、分析儀各種電磁閥 控制、分析儀狀態(tài)信息獲取、分析儀配置等； 5、系統(tǒng)啟動(dòng)和關(guān)機(jī)前的探頭、氣體室的自動(dòng)吹掃保護(hù)； 6、實(shí)現(xiàn)光源能量自動(dòng)檢測(cè)和調(diào)節(jié)，如果發(fā)現(xiàn)能量過低，切換到故障狀態(tài)，所有閥門關(guān)閉，對(duì)分析儀進(jìn)行 保護(hù)； 7、 自動(dòng)溫度限檢測(cè)，一旦出現(xiàn)溫控不準(zhǔn)，切換到維護(hù)/故障狀態(tài)，所有閥門關(guān)閉，對(duì)分析儀進(jìn)行保護(hù)； 2、自動(dòng)反吹定時(shí)時(shí)間到； 3、手動(dòng)校準(zhǔn)； 進(jìn)入此狀態(tài)后，反吹切換閥（球閥）切換到反吹狀態(tài)，此時(shí)流路被分割為兩路，一路為反吹氣

13、路，另 一路為校準(zhǔn)氣路。 反吹氣路中，分析儀控制反吹閥進(jìn)行脈動(dòng)反吹，如圖： 反吹切換閥時(shí)序 反吹閥時(shí)序， 實(shí)現(xiàn)脈動(dòng)反吹 校準(zhǔn)氣路中，以調(diào)零為例，調(diào)零電磁閥開啟，在采樣泵的作用下，空氣抽入氣體室，從而實(shí)現(xiàn)NH3 和NO的調(diào)零以及 02的量程校準(zhǔn)。 預(yù)校準(zhǔn)/反吹狀態(tài)： 一旦用戶在界面上觸發(fā)預(yù)校準(zhǔn)（含預(yù)調(diào)零和量程預(yù)校準(zhǔn)），則分析儀切換到預(yù)校準(zhǔn)/反吹狀態(tài)，對(duì)于預(yù) 調(diào)零，空氣被抽入，同時(shí)啟動(dòng)脈動(dòng)反吹，界面上提供確認(rèn)校準(zhǔn)按鈕，按下后進(jìn)入校準(zhǔn)/反吹狀態(tài)。 如果用戶打算關(guān)機(jī)，要求首先通過選擇預(yù)調(diào)零進(jìn)入此狀態(tài)，等待10分鐘左右，將探頭溫控器的溫度 調(diào)節(jié)下來，等待一小時(shí)后關(guān)閉電源。 如果用戶打算手動(dòng)反吹，則也可以

14、選擇預(yù)調(diào)零來實(shí)現(xiàn)。 5.3界面操作 5.3.1按鍵說明 本系統(tǒng)采用液晶顯示屏和薄膜按鍵，薄膜按鍵操作界面如下: 薄膜按鍵圖 按鍵定義如下: 表1.2按鍵定義 按鍵 定義 ZERO 調(diào)零快捷鍵 模式鍵，進(jìn)入分析儀設(shè)置狀態(tài) SPAN 量程校準(zhǔn)快捷鍵 ENTER 確認(rèn)鍵 ESC 取消鍵或退出鍵 上移鍵 J 下移鍵 J 左移鍵 右移鍵 532主界面與其他界面的關(guān)系 分析儀上電后，HMI初始化后進(jìn)入主界面如下圖，主界面與其他界面之間的關(guān)系也在下圖中說明: f ZERO | ESC rm f ZERO | 量程校準(zhǔn)設(shè)置 SPAN SPAN ESC ESC 零點(diǎn)校準(zhǔn) 零點(diǎn)校準(zhǔn) 量程校準(zhǔn) 量程校準(zhǔn) rm 調(diào)零設(shè)置 校準(zhǔn)設(shè)置 I/O設(shè)置 I/O測(cè)試 系統(tǒng)設(shè)置 查詢 高級(jí)設(shè)置 自動(dòng)校準(zhǔn)周期設(shè)置 4-20mA輸出測(cè)試 繼電器輸出測(cè)試 氣體室溫度壓力查詢 零點(diǎn)/校準(zhǔn)系數(shù)查看 報(bào)警查詢 繼電器輸出設(shè)置 數(shù)字量輸入設(shè)置 4-20mA輸出設(shè)置 單位設(shè)置 通訊設(shè)置 報(bào)警設(shè)置 系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置 儀表當(dāng)前量程設(shè)置 I光譜能量上下