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恒美物联网监测设备

成为以传感器为核心的物联网解决方案先行者

烟气排放连续监测系统 CEMS-1000

编辑:voc在线监测系统  发布时间:2020-05-21
1.项目介绍
    恒美科技所推出的烟气排放连续监测系统可以连续监测SO2、NOX、02(标准、湿基、干基和折算)、颗粒物浓度、烟气温度、压力、流速等多项相关参数,并统计排放率、排放总量等。从而对测量到的数据进行有效管理。
    系统由气态污染物(SO2、NOX、02等)监测、颗粒物监测、烟气参数(温度、压力、流速等)监测及数据采集与处理4个必选子系统组成。
    气态污染物监测采用抽取式冷凝法+磷酸滴定法预处理,其原理是利用紫外差分法测量烟气中的SO2、NOX含量,通过电化学法测量湿氧含量,然后通过干湿转化计算出SO2、NOX、02的干烟气浓度,磷酸滴定发预处理可以有效减小冷凝除水时SO2的吸附损失,提高测量准确度。
    颗粒物监测采用抽取式测量法,烟气的温度采用温度传感器测量,烟气压力采用压力传感器测量,烟气流速采用皮托管测量;将所有的测量信号送入数据采集与处理系统。
    输出处理系统具有现场数据实时传送、远程故障诊断、报表统计和图形数据分析等功能,实现了工作现场的无人值守。整套系统结构简单,动态范围广,实时性强,组网灵活,运行成本低,同时系统采用模块化结构,组合方便,并且能够完全满足与企业内部的DCS系统和环保部门的数据系统通讯的要求。
烟气排放连续监测系统
000011 项目执行标准
本系统的设计、制造、验收规范主要按下列标准和技术规范进行:
u GB3095-1996    《大气环境质量标准》
u GB13223-2003    《火电厂大气污染物排放标准》
u GB18485-2007    《生活垃圾焚烧污染物控制标准》
u HJ/T75-2007     《火电厂烟气排放连续监测技术规范》
u CJJ90—2002     《城市生活垃圾焚烧工程技术规范》
u CJ/T118—2002   《城市生活垃圾焚烧炉技术规范》
u HJ/T76-2007     《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
u GB16297-1996    《大气污染物综合排放标准》
u GB/T16157-1996  《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
u GB9078-1996     《工业炉窑大气污染物综合排放标准》
u GB 3095-1996    《环境空气质量标准》
u GB12519-1990    《分析仪器通用技术条件》

000012 项目方案
000012.1 测量项目
Ø SO2、NOX、O2、烟尘、温度、压力、流速

000012.2 测量方法
Ø 烟气采样方法:抽取式冷凝法
Ø SO2、NOX监测方法:差分光学吸收光谱法(磷酸滴定法预处理)
Ø O2监测方法:电化学法
Ø 烟尘测量方法:抽取式测量法
Ø 温度测量方法:温度传感器
Ø 压力测量方法:压力传感器
Ø 流速测量方法:差压法(皮托管)

2. 系统总则
    本系统设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求,均符合国家有关环境保护标准要求,满足中华人民共和国环境保护行业(HJ/T75-2007、HJ/T76-2007)标准要求。
    本公司的CEMS系统由气态污染物监测子系统、颗粒物监测子系统、烟气参数监测子系统及数据采集与处理子系统组成,其中气态污染物监测子系统和数据采集与处理子系统安装在标准19英寸机柜内。系统组成如下图:
烟气排放连续监测系统
图一、CEMS系统组成图
Ø 气态污染物监测子系统:由取样单元、预处理单元和分析单元等组成。
Ø 颗粒物监测子系统:采用抽取式烟尘监测仪。
Ø 烟气参数监测子系统:采用皮托管测流速,压力传感器测压力,温度传感器测温度,烟气湿度采用高温电容湿度传感器测量。
Ø 数据采集与处理子系统:由数据采集器、工控机、显示器和系统软件等组成。

根据客户需求不同对上述子系统进行裁剪。
烟气排放连续监测系统

图二、CEMS系统安装示意图
3. 系统组成
3.1 气态污染物监测
3.1.1 取样和预处理单元
      样气在取样泵的抽力下由取样探头取出。样气中的绝大部分颗粒物被取样探头中的过滤器滤除,滤除后由伴热管线输送到制冷系统冷凝除水,送至分析单元进行分析。其中根据超低系统中普遍存在湿度大、SO2小等特点,为了减少SO2的吸附损失,预处理系统采用比较可靠简单的磷酸滴定法,在冷凝器预处理中加入5%以上的磷酸溶液,使得冷凝水始终处于酸性状态,减少SO2的吸附损失,提高测量精度。冷凝下来的水经排水系统排掉。由控制单元实现反吹、标定、制冷温度报警提示等功能,并显示系统的各种工作状态。
烟气排放连续监测系统
    预处理系统中采用一级快速冷凝除水,确保气体组分不变。采用二级精细过滤,确保气体测量室不被污染,从而提高分析仪的使用寿命。下图即为气态污染物监测系统流程图。
3.1.2 气体分析仪
仪    器:紫外光谱气体分析仪
型    号:HM-UVA-100
测量原理:差分光学吸收光谱技术(DOAS)

测量原理
紫外光谱气体分析仪是基于多通道光谱分析技术(OMA)和差分光学吸收光谱技术(DOAS)的气体分析仪器。光源发出的光束汇聚进入光纤,通过光纤传输到气体室,穿过气体室时被待测气体吸收后,由光纤传输到光谱仪,在光谱仪内部经过光栅分光,由阵列传感器将分光后的光信号转换为电信号,获得气体的连续吸收光谱信息。仪器根据此光谱信息采用差分吸收光谱算法(DOAS)及偏较小二乘算法(PLS)处理,得到被测气体的浓度。

Ø 多波段光谱分析技术(OMA)
由于各种气体分子在不同波段对光波有不同的吸收,通过对气体吸收后的连续光谱的分析,实现了多种气体的同时测量。
烟气排放连续监测系统
紫外光谱气体分析仪采用紫外波段的光源和传感器,用来测量在紫外波段对光波有吸收的气体的浓度,比如SO2、NO、NO2等气体。
Ø 差分光学吸收光谱技术(DOAS
DOAS的核心思想是将气体的吸收光谱分解为快变和缓变两个部分。快变部分与气体分子的结构和所组成的元素有关,是气体分子吸收光谱的特征部分;缓变部分与烟尘、水汽、背景气体的干扰,以及测量系统的变化等因素有关,是干扰部分。DOAS采用快变部分计算被测气体的浓度,测量结果不受干扰,准确性高。
烟气排放连续监测系统
紫外光谱气体分析仪采用独特的DOAS算法和PLS算法相结合的处理方式,消除了烟尘、水汽、背景气体的干扰,同时也消除了测量系统波动对测量结果的影响,保证了测量的准确性和稳定性。
技术指标
SO2:0~20~100ppm(可根据买方需求定制)
NO: 0~20~100ppm(可根据买方需求定制)
准确度:≤±2%
线性误差:≤±2%F.S.
零点漂移:≤±2%F.S./7D
量程漂移:≤±2%F.S./7D
响应时间:≤30s  

其他
O2测量 电化学,0~25%,≤±2%F.S.
电源:220VAC ,50Hz
环境温度限制:-10~40℃
通讯接口:1路RS232;1路RS485/RS232
数字接口:4路继电器输出,2路二进制输入
模拟接口:5路4~20mA输出,2路4~20mA输入

仪表特点
Ø 可靠性高
采用寿命达10年的脉冲氙灯作光源,采用固化光谱仪,无运动部件,可靠性高。
Ø 组合式气体室设计
组合式气体室设计使得光谱调节简便,提高光谱强度。
Ø 测量精度高、稳定性好
采用DOAS(差分光学吸收光谱)算法,测量结果不受烟尘、水分等因素干扰,测量准确度高;同时DOAS算法也消除了由仪器老化引起的误差,测量稳定性好。
Ø 高度智能化、数字化
内置多块高性能处理器,处理器间采用高速数据总线通讯技术,各模块具备强大的数字化配置和检测功能;操作简单、使用方便。
Ø 丰富的用户接口
提供丰富接口,可方便集成到各类控制和监测系统。可通过RS485和RS232等通信方式组建无线或有线网络,为仪器的日常操作、维护和管理提供便利。

3.1.3 分析系统
分析系统由:
Ø 取样单元(探头、过滤器、温控器); 
    HM-CEMS-1000系统的采样单元主要由采样探头和伴热管线组成。按照国家规范将采样探头安装在烟道(或烟囱)的适当位置,采集烟道中的气体,并通过伴热管道将气体运送到位于机柜内部的加热盒中。为保证测量结果的准确,采样探头和伴热管线都采用电伴热的方式,可以将气体保持在设定的温度,以防止气体中水分凝结,伴热管线长度可根据买方实际需要来定制。
Ø 预处理单元(取样泵、除湿、细过滤、排水等); 
    烟气经过高温采样探头和伴热管到达预处理系统,预处理系统经过采样球阀切换进入冷凝器进行汽水分离,冷凝水通过蠕动泵及时排出,经过冷凝器的冷凝除水,在经过三级精细过滤器进行除尘过滤,处理过的洁净的无尘无水的样气进入烟气分析仪进行分析测量。
Ø 分析单元(SO2 、NO、NO2、O2);
Ø 信号输出( SO2、NO、NO2、O2浓度、量程转换、标定状态、故障状态等);
Ø 其它(气路、电路等);
Ø 分析仪器柜:1800×530×730MM(高*深*宽) 。

3.2 颗粒物监测
仪器:抽取式烟(粉)尘测量仪
型号:LFS1000-MO型
测量原理:激光抽取式  
烟气排放连续监测系统
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