顆粒物排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)介紹

1、_煙氣顆粒物連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)濕煙氣條件下真正的質(zhì)量濃度測(cè)量Thwol6 i iii一、顆粒物測(cè)量的技術(shù)挑戰(zhàn)煙氣顆粒物的動(dòng)態(tài)變化? 除塵袋泄露，電除塵調(diào)整? 吸收劑噴入（比如 HCl干法吸附噴射）? 燃料變化和添加劑噴射惡劣的煙道工況? 抽取式系統(tǒng)樣品傳輸?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)? 濕度造成測(cè)量誤差? 化學(xué)析出可能導(dǎo)致探頭堵塞由于過(guò)程變化需要多種修正? 由于煤種變化、電除塵器調(diào)整、脫硫調(diào)整等工藝變化，都會(huì)導(dǎo)致顆粒物特性變化， 工業(yè)研究注意到現(xiàn)有非直接的質(zhì)量測(cè)量技術(shù)在響應(yīng)曲線(xiàn)中，都顯示出“偏移”二、PM CEMS 概述Thermo Scientific TM顆粒物排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)PM CEMS）,用于煙氣中可

2、過(guò)濾顆粒物連續(xù)監(jiān)測(cè)，適用于在火力發(fā)電生產(chǎn)、水泥行業(yè)、冶金行業(yè)、及化學(xué)工業(yè)等行業(yè)中煙氣排放中 煙塵含量的監(jiān)測(cè)，尤其高濕、低濃度煙氣煙塵的連續(xù)監(jiān)測(cè)，也適合于過(guò)程控制塵濃度的測(cè) 量。PM CEMS的特點(diǎn)是采用光散射+微量振蕩天平兩種測(cè)量技術(shù)結(jié)合的方式，測(cè)量結(jié)果是 可溯源至NIST標(biāo)準(zhǔn)的真正質(zhì)量濃度，可以滿(mǎn)足日益嚴(yán)苛的環(huán)保法規(guī)關(guān)于精度的要求。PM CEMS優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)：連續(xù)測(cè)量可過(guò)濾顆粒物不會(huì)受顆粒物特性變化的影響克服濕煙氣的影響TEOM方法進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量參比校正通過(guò)TEOM實(shí)現(xiàn)計(jì)量溯源二、工作原理PM CEMS采用光散射結(jié)合微量振蕩天平（簡(jiǎn)稱(chēng)TEOM）技術(shù)進(jìn)行顆粒物質(zhì)量的監(jiān)測(cè)。1、光散射光散射法很適合于對(duì)

3、顆粒物的質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。眾所周知，當(dāng)光束遇到顆粒物時(shí)，顆粒 物會(huì)造成光線(xiàn)向四外散射。散射光的強(qiáng)度可由下面的公式給出：w F 8 rp式中：R=射光強(qiáng)1。=光源強(qiáng)度N地粒物數(shù)量濃度量質(zhì)量濃度f(wàn)(dp)=顆粒物粒徑函數(shù) 入= 光源波長(zhǎng)r=造成光散射的顆粒物到檢測(cè)器的距離i1 , i2二散射光強(qiáng)函數(shù)f(入戶(hù)光源/檢測(cè)器波長(zhǎng)函數(shù)F( 0戶(hù)光系統(tǒng)的幾何散 射角度2、微量振蕩天平光散射法測(cè)量顆粒物濃度可以有很寬的量程范圍和很快的 響應(yīng)速度。然而，上述公式中的眾多參數(shù)都會(huì)影響測(cè)量的 準(zhǔn)確性。因此，需要用連續(xù)稱(chēng)重法作為參考來(lái)對(duì)光散射的 結(jié)果進(jìn)行修正。用稱(chēng)重方法測(cè)量質(zhì)量的基本原理是測(cè)量微振蕩天平(TEOM)錐

4、型管的振蕩頻率。錐形管是一根空管，一端被 固定，另一端可以自由振動(dòng)。錐形管的頭上裝有可更換的濾 膜，當(dāng)錐形管吸入樣氣時(shí)，濾膜便可收集顆粒物。在采樣期 間，錐形管在電路的控制輔助下，以其精準(zhǔn)的固有振蕩頻率振動(dòng)。電子計(jì)數(shù)器精確測(cè)量其頻率，該頻率直接與濾膜的質(zhì) 量相關(guān)。具體地說(shuō)：2J m這里f =振蕩頻率Ko =校準(zhǔn)常數(shù)m =質(zhì)量Am = M u如果在測(cè)量質(zhì)量的同時(shí)也測(cè)量了經(jīng)過(guò) 濃度：C按照上述關(guān)系式，如果在一段時(shí)間內(nèi)測(cè)到兩個(gè)不同的頻率（ fl, f2）,則在這段時(shí)間內(nèi)質(zhì) 量的變化（ m）可按下列公式計(jì)算得出：TEOM的樣氣體積，則由下列公式可計(jì)算出塵的質(zhì)量_ Am AV式中：。=顆粒物濃度 M=累

5、計(jì)顆粒物 質(zhì)量 丫=樣氣體積3、質(zhì)量修正儀器定期用 TEOM的稱(chēng)重結(jié)果作為參考生成一個(gè)對(duì)光散射響應(yīng)的修正因數(shù)（ PM factor）, 然后便可計(jì)算出最后的濃度結(jié)果PM WEr微振蕩天平系統(tǒng)測(cè)量的是頻率，而頻率和質(zhì)量之間有直接關(guān)系。當(dāng)系統(tǒng)質(zhì)量發(fā)生變化時(shí)，頻率也會(huì)隨之而變化。然而，無(wú)論顆粒物的特性如何（如大小、形狀、反光系數(shù)或化學(xué)成分等），都不會(huì)影響測(cè)量的精確。配合光散射技術(shù)，PM CEMS具有了高精度、高準(zhǔn)確度、低檢出限、高測(cè)量范圍的優(yōu)點(diǎn)。4、工作方式Monitor 模式：PM CEMS儀器的操作功能方式中最主要的就是Monitor方式（圖1-1）。在這種方式下，稀釋后的樣氣流經(jīng)光前散射表，儀

6、器用 PM factor對(duì)光散射實(shí)時(shí)響應(yīng)信號(hào)（FWD）進(jìn) 行修正運(yùn)算后得出塵的濃度結(jié)果PM- PMfaaor X FWDMass模式：PM factor是用Mass方式下以質(zhì)量稱(chēng)重結(jié)果，除以光散射響應(yīng)值得出的。Mass模式下，樣氣流按指定的時(shí)間（如 2-3小時(shí)）即流經(jīng)光散射表，又流經(jīng)微振蕩天平（TEOM）在Mass方式結(jié)束時(shí)，用光散射響應(yīng)的均值FWD和TEOM的均值更新 PM factor,其計(jì)算公式如下：PN4 factor =TEONLve-FWD”TEOMFILTERLIGHT r-SCAENG 1DILUT1OHFILTERQALTERLEGENDMONITOR MODEMASS MO

7、DESAMPLESLIPSTHEAM(RETURN)PUMP-RETURN圖 11 PM CEMSt 路圖三、先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)PM CEMS綜合了光散射法和質(zhì)量微天平方法的優(yōu)點(diǎn)，可以準(zhǔn)確測(cè)量煙氣中顆粒物濃度。系 統(tǒng)不受顆粒物大小、化學(xué)組成變化的影響，系統(tǒng)通過(guò)重量參比法進(jìn)行線(xiàn)性修正。系統(tǒng)設(shè)計(jì) 滿(mǎn)足美國(guó) EPA性能規(guī)范 PS 11、質(zhì)量保證程序 Procedure 2的要求，并通過(guò)了審核程序 Method 5或17的驗(yàn)證。受電廠燃料、工藝過(guò)程、控制參數(shù)的影響，煙氣顆粒物的變化性和動(dòng)態(tài)特性變化非常強(qiáng)。PM CEMS采用光散射、錐形微量震蕩天平（ TEOM）雙測(cè)量平臺(tái)，可以辨別質(zhì)量濃度變化 還是顆粒物其它特性變化。錐型微量震蕩天平（ TEOM）是質(zhì)量傳感器，對(duì)連續(xù)測(cè)量的光散 射設(shè)備進(jìn)行內(nèi)部參比校正。PM CEMS采用稀釋抽取法，允許更低的傳輸溫