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1、煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）培訓資料北京雪迪龍自動控制系統(tǒng)有限公司Beijing SDL Auto Control System Co .,Ltd.第1頁，共57頁。公司簡介 北京雪迪龍自動控制系統(tǒng)有限公司（SDL）成立于1998年，坐落于北京市昌平回龍觀國際信息產業(yè)基地，是一家按現(xiàn)代化企業(yè)原則組建的高新技術企業(yè)。 SDL公司是集在線氣體分析儀器及系統(tǒng)研發(fā)設計和生產于一體的專業(yè)公司，同時是西門子授權在中國的分析儀器技術服務中心。公司自主研發(fā)生產的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）引進國際領先檢測技術，是目前國內最先進的CEMS，產品市場占有率達到23%，已生產在線分析系統(tǒng)近4000套。我公司具有

2、自主知識產權的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)軟件，既吸收了國外軟件的優(yōu)點又滿足國家了環(huán)境監(jiān)測的數(shù)據(jù)要求。幾年來，SDL近兩千套CEMS用于環(huán)保行業(yè)，受到用戶廣泛好評。 公司成立十年來，產品覆蓋中國30多個省市及自治區(qū)，遠銷歐美、中東，非州等國家和地區(qū)。公司現(xiàn)有員工300人，其中高級工程師25名，工程師150名，是一支優(yōu)秀的專業(yè)的氣體分析服務隊伍。公司于2000年通過了ISO9001國際標準質量體系認證，并于2008年通過了ISO14000環(huán)境管理體系認證證書，ISO18000職業(yè)健康安全管理體系證書。 SDL公司堅持用企業(yè)文化提升企業(yè)核心競爭力，使企業(yè)在發(fā)展中樹立起良好的社會形象。以“振興分析儀器民族工業(yè)”

3、為己任，一如既往的為顧客提供最合適氣體分析解決方案。 公司在上海、武漢、廣州、廣西、河南、香港等地設有辦事處。第2頁，共57頁。煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS 第3頁，共57頁?；痣姀S煙囪排放排放物：SO2,NOx, 塵埃,有毒氣體排放物構成了對環(huán)境、對人類的污染、傷害。第4頁，共57頁?；痣姀S大氣污染物排放標準 GB13223-96 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范 HJ/T 75-2007固定污染源煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)要求及檢測方法 HJ/T 76-2007中華人民共和國大氣污染防治法2000年9月1日起實施火電廠煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)典型設備技術規(guī)范書 G-HB97-01火電廠煙氣連續(xù)排放連續(xù)監(jiān)測技術

4、規(guī)程 HJ/T-2000固定污染源排放中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法 GB/T16157-1996煙氣采樣器技術條件 HJ/T47-1999煙塵采樣器技術條件 HJ/T48-1999 中國煙氣排放的有關法規(guī)第5頁，共57頁。CEMS 系統(tǒng)組成第6頁，共57頁。1、煙氣成份分析系統(tǒng)1.1 分析對象：SO2,NOx, O21.2 系統(tǒng)構成 采樣單元 樣品預處理單元 分析儀表 煙塵濃度監(jiān)測系統(tǒng)質量流量檢測系統(tǒng) 流量：Qs 壓力：P 溫度：T 濕度：H2O4.數(shù)據(jù)采集、處理及控制系統(tǒng)煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)SCS-900 series第7頁，共57頁。CEMS采樣方法介紹一、直接抽取法 煙氣由采樣泵抽取

5、，經由采樣探頭，過濾器、采樣管送至預處理。經過除塵、除濕后進入分析儀進行含量檢測。直接抽取法 稀釋法 直接測量法第8頁，共57頁。二、稀釋法 煙氣由噴射泵抽取，用干凈空氣按一定比例稀釋樣氣，經簡單預處理之后進入分析儀進行含量檢測。CEMS采樣方法介紹稀釋法取樣探頭結構圖1.2.3.4.5.6.7.8.第9頁，共57頁。1、原理說明： 采用文丘里噴射泵抽取煙氣，干燥、清潔的空氣作為噴射源和稀釋氣，壓縮空氣在噴射泵的一級噴嘴和二級噴嘴之間的空間內產生一個負壓，此負壓將煙道內的煙氣從節(jié)流孔抽入，并與壓縮空氣混合稀釋后經管線送往分析儀。稀釋法取樣探頭工作原理圖第10頁，共57頁。2、要點說明：（1）當

6、節(jié)流孔兩側壓力保證P下0.53P上時，小孔處于臨界狀態(tài)，此時流過小孔的體積流量保持恒定，與P上和P下無關。（2）稀釋比：稀釋后氣體的流量與經過小孔的煙氣流量之比，r=(Q1+Q2)/Q2。通過調節(jié)空氣壓力所得。稀釋通常為：100：1至300：1（3）真空壓力表是監(jiān)視節(jié)流孔下游壓力P下的。（4）探頭需要另加一個控制器 a) 向探頭提供空氣源，保持噴射泵的真空度，保證稀釋比。 b) 送標氣對零點和量程進行標定用。 c) 定時向探頭進行反吹沖洗。（5）壓縮空氣必須除SO2、NOx、CO、CO2、H2O等干擾雜質。（6）防止節(jié)流小孔堵塞，定期反吹是關鍵。第11頁，共57頁。三、直接測量法 將一束紅外或

7、紫外光直接照射到煙道中，應用氣體的特征吸收光譜進行相應能量吸收，達到檢測的目的。 結構形式： 內置式 外置式CEMS采樣方法介紹第12頁，共57頁。根據(jù)工藝條件，重點解決兩個問題 A：把大量的粉塵堵在探頭過濾器之外，并且定期吹回到煙道之中。 B：保證水蒸氣不結露，不能與SO2反應生成稀硫酸。結構及功能(1) 探桿： 30 ，316SS伸入煙道之中(2) 冶金粉沫過濾器，孔隙：510m 堵塞煙塵(3) 電加熱管：保證水蒸氣不結露，加熱溫度180，小于120 時報警。(4) 法蘭安裝連接(5) 防雨罩，支架等保護1、采樣器采樣單元直接抽取法介紹第13頁，共57頁。2、反吹系統(tǒng)定時將粉塵吹回煙道中(

8、1) 儲氣罐(2) 二通電磁閥(3) 儀用空氣為反吹氣源0.30.7MPa(4) 由PLC控制，每68小時反吹一次。保證采樣管暢通。CEMS采樣方法介紹第14頁，共57頁。采樣器及反吹系統(tǒng)示意圖CEMS采樣方法介紹第15頁，共57頁。采樣器、反吹系統(tǒng)示圖CEMS采樣方法介紹第16頁，共57頁。采樣單元外形圖第17頁，共57頁。采樣單元外形圖第18頁，共57頁。采樣器主要部件圖CEMS采樣方法介紹第19頁，共57頁。采樣管 采用電伴熱形式，中間樣氣管采用聚四氟乙烯耐腐蝕軟管。采樣管內溫度控制在140-160，使得煙氣中水含量以蒸氣狀態(tài)存在，防止水結露與SO2生成酸，并有報警裝置。PT100測溫電

9、阻溫度范圍140160度8聚四氟乙烯管保溫材料電拌熱帶采樣管內部結構示意圖樣氣管煙氣成份分析系統(tǒng)組成50聚氯乙烯管第20頁，共57頁。樣品預處理單元 將煙道中的氣體按照分析儀器能夠接受的壓力、溫度、流量、含水量、含塵量以及干凈程度完成其處理功能。主要完成以下幾項工作：樣品抽?。河萌颖脤煹乐袣怏w抽取，供分析儀器測量SO2、 NOx、 O2的含量。氣水分離：樣氣溫度下降出現(xiàn)游離水，氣水分離器將氣、水分開，然 后將水排出。冷凝除水：壓縮機致冷器除水，蠕動泵排水，并且用膜式除濕器 除去樣氣中含水量。精密過濾：進一步除塵，保證整個過濾精度在0.5 m以下。標 定： 定時對儀器進行零點和量程標定?？焖?/p>

10、回流：在滿足儀器所需流量情況下，為提高分析效果減少 滯后所采取的措施。流量調節(jié)：保證儀器的進樣流量在1.2 2L/min。樣品預處理單元第21頁，共57頁。樣品預處理裝置樣品預處理裝置第22頁，共57頁。預處理系統(tǒng)預處理系統(tǒng)第23頁，共57頁。壓縮機制冷器氣水分離器膜式過濾器取樣泵精密過濾器預處理系統(tǒng)第24頁，共57頁。有三個不分光紅外通道測氧探頭用空氣自動標定菜單式操作測量范圍和輸出信號可調ULTRAMAT 23 經濟的多組份氣體分析儀第25頁，共57頁。自解釋簡單文本菜單按鈕操作選取所有內部功能和操作參數(shù) 操作密碼保護ULTRAMAT 23 操作簡便第26頁，共57頁。大的,易讀的顯示器單

11、位可選 (ppm, %, mg/m3)具有報警,出錯,限制,維護,泵,編碼信息記錄ULTRAMAT 23顯示 所有信息一目了然第27頁，共57頁。M單光束不分光紅外方法,氣體充滿檢測器雙層和三層檢測器, 有最大的選擇性自動標定功能 - 用大氣標定 ULTRAMAT 23 分析裝置 性能的核心第28頁，共57頁。1、紅外光源2、反射器3、切光片4、馬達5、樣品池6、窗口7、第一檢測器8、第二檢測器9、第三檢測器（耦合器）10、毛細管11、微流量傳感器12、滑塊部件組成及功能M1256129811107樣氣出口樣氣入口34第29頁，共57頁?？諝釳在自動標定過程中,采樣單元將泵入空氣. 這樣產生最

12、高檢測信號 U0(沒有預先吸收)0U0檢測器信號U濃度ppm / % 基準潔凈樣品單元ULTRAMAT 23 單點自動標定第30頁，共57頁。S =U0 - UU0=F U0 - F UF U0U0 - UU0=UcU0F U0 = U0 潔凈的被污染的UF U濃度ULTRAMAT 23 獨特的自動標定 第31頁，共57頁。12個以上可編址的信道最多48個組件遠程操作和編程通過調制解調器可遠程維護和服務訪問所有診斷數(shù)據(jù)修正兩臺分析儀之間的干擾6系列 and ULTRAMAT 23 適應SIPROM GA-網(wǎng)絡第32頁，共57頁。2、塵埃濃度檢測系統(tǒng) 濁度法：德國 DURAG D-R216 英國

13、DO SM200 光散射法：Model 2030塵埃濃度檢測系統(tǒng)第33頁，共57頁。 光散射法： Model 2030 煙塵濃度監(jiān)測儀 系統(tǒng)包括： 光學部分； 電路部分； 定標器； 風室；外形圖定標器塵埃濃度檢測系統(tǒng)第34頁，共57頁。光學部分包括： 激光光源、功率控制器、光電傳感器、散射光接收器。 激光光源及功率控制保證光源的穩(wěn)定性,激光器發(fā)出的650nm束以一個微小的角度射入排放源,激光束與煙塵粒子作用產生散射光,背向散射光通過接受系統(tǒng)進入傳感器轉變成電信號進行處理。 測量區(qū)的大小由通過光欄、接受鏡頭參數(shù)及傳感器大小和光源的探角決定光學部分第35頁，共57頁。 電路部分實現(xiàn)光電轉換、激光束

14、的調制、信號放大、解調、光源的功率控制、V/I轉換功能。 定標器用于產生一穩(wěn)定的光信號,對儀器進行零點及跨度標定。 風室為一腔體,留有與清潔空氣源連接的接口,用于保護儀器不被煙氣污染。電路部分、定標器、風室第36頁，共57頁。調零電位器校準旋鈕示意圖校準旋鈕示意圖ZXS調量程電位器調放大器增益第37頁，共57頁。從示意圖中可以看到，顆粒物光散射強度的方式依次排列為前散射、后散射、900散射，使用小角度比其他角度儀器更靈敏。粉塵監(jiān)測法散射法示意圖第38頁，共57頁。 將一光束射入煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產生散射，散射光的強弱與總散射截面成正比，當煙塵濃度升高時煙塵的總散射截面增大，散射光增強

15、，通過測量散射光的強弱，即可得到煙塵顆粒物的濃度。外置式后散射光顆粒物監(jiān)測原理第39頁，共57頁?？蛇x吹掃系統(tǒng)過濾器吹掃風機連接管防雨箱煙塵監(jiān)測儀本體連接螺栓煙囪壁法蘭系統(tǒng)連接圖第40頁，共57頁。電流環(huán)路Chuan 傳感器傳感器接收鏡頭 光欄光源排放源預處理及功率控 制調制放大解調V/I轉換系統(tǒng)原理圖第41頁，共57頁。標定方法說明（1）測量顆粒物濃度方法：散射光的光強與煙塵濃度之間有相關關系，可借用人工標定得出顆粒物濃度值。（2）方法：人工標定，建立回歸方程。 Y=b1x+b0 Y顆粒物濃度，單位為mg/m3;X顆粒物CEMS顯示值b1線性相關曲線斜率；b0線性相關曲線截距顆粒物檢測儀注：

16、x值是由測塵儀指示的數(shù)值。 Y值是由人工采樣用稱重法得到的煙塵含量（mg/m3)第42頁，共57頁。b0=Y-b1X顆粒物檢測儀標定方法說明 改變操作條件，在某一操作條件下取出測塵儀的顯示值，人工采樣得出含塵量，并且反復多次檢測。第43頁，共57頁。采用激光背散射原理，不怕煙道的機械振動及煙氣溫 度不均造成的折射率不均造成的光束擺動單端安裝，無需對中采用標準0-20/4-20mA工業(yè)標準電流輸出，連接方便儀器整體功耗非常小,大約5w左右在特殊的要求條件下測量區(qū)大小可以訂制Model 2030 技術特點第44頁，共57頁。3. 質量、流量檢測系統(tǒng) 方法：差壓法 結構：皮托管 差壓變送器 原理：根

17、據(jù)差壓法測定煙氣排放量。 利用壓力傳感器測定皮托管承受的動壓和靜壓。動壓和靜壓與被測煙氣的流速成一定的比例關系，從而可定量煙氣的流量。 質量、流量檢測系統(tǒng)第45頁，共57頁。計算公式煙道斷面各點（平均）流速計算公式 煙道某斷面平均流速（m/s） 各點測出的流速（m/s)Kp皮托管修正系數(shù)Ts 排氣溫度（）Ms濕排氣分子量（Kg/Kmol)Ba大氣壓力（Pa）Ps排氣靜壓（Pa）Pdi排氣動壓（Pa）第46頁，共57頁。3.2 煙氣流量濕煙氣流量（在工況條件下） Qs = 3600FVs (M3/h) 其中：F測孔處煙氣截面積（M2） Vs測孔處煙氣截面濕煙氣平均流速（ M/s)煙氣流量第47頁

18、，共57頁。其中： Qsn標準狀況下干氣排放量（M3 /h ） Qs 濕煙氣流量（M3 /h ） Ba 大氣壓力（ Pa） Ps 煙氣靜壓（ Pa） Ts 煙氣溫度（ ） Xsw 煙氣濕度（水含量百分比%） Ba+Ps 273Qsn = Qs (1-Xsw) 101325 273+Ts標準狀況下干煙氣流量（排放量）第48頁，共57頁。濕度測量方法：直接測量法：利于濕度儀直接測含水量電容法近似計算法：測量干氧和濕氧含量 干氧由U23直接測量 濕氧用氧化鋯分析儀測量 計算公式： O2%（濕氧） H2O %=100%（1- - ）+0.8% O2 % （干氧）濕度測量方法：第49頁，共57頁。較高的測量精度，穩(wěn)定性流量計無活動部件，可以在較惡劣條件下使用適用范圍廣，使用壽命與測量量程之比為100:1介質溫度適用范圍廣，從-40 400 特點第50頁，共57頁。4. 數(shù)據(jù)采集、處理和控制系統(tǒng)4.1 檢測數(shù)據(jù)氣體濃度參數(shù) 塵埃濃度參數(shù) 氣體流量參數(shù) 濕度參數(shù) 溫度、壓力參數(shù)數(shù)據(jù)采集、處理和控制系統(tǒng)檢測信號傳輸監(jiān)測第51頁，共57頁。CEMS系統(tǒng)圖CEMS系統(tǒng)圖第52頁，共57頁。4.2 組成可編程邏輯控制器（PLC） 數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)（DAS） DELL計算機 顯示器 打印機 UPS 組成第53