稀释法cems0311.pptx

稀释法烟气连续监测系统 aqi eid赛默飞世尔科技 中国 有限公司 目录 公司简介气态污染物连续监测系统当前我国cems特点 companyanddivisionoverview公司及部门介绍 companysnapshot公司快照 技术与革新 选择与便利 recognitionofourleadership 我们被公认的领导力 2010福布斯全球企业500强 keymarketsservedinchina服务于中国的主要市场 生命科学理论研究政府临床制药生物技术 工业食品 饮料冶金水泥石化半导体能源核能环境 其他安全可靠法医学 lifesciencesacademicresearchgovernmentclinicalpharmaceuticalbiotech industryfood beveragemetalscementpetrochemicalsemiconductorpowernuclearenvironmental othersafetysecurityforensics thermofisherscientificfootprintinchina赛默飞世尔科技在中国 广州 昆明 香港 成都 上海 北京 沈阳 销售地点 公司办事处 1400余名员工 产品线科学仪器生命科学实验室产品一体化技术实验室软件自动化诊断产品过程仪器环境仪器 teradyne供应商大奖 工厂上海浦东 8 400平方米 上海浦东 2 800平方米 上海南汇 9 300平方米 北京 2 800平方米 factoriespudong shanghai 90 000sq ft pudong shanghai 30 000sq ft nanhui shanghai 100 000sq ft beijing 30 000sq ft over1400employees productlinesscientificinstrumentsbioscienceslaboratoryproductsintegrativetechnologieslaboratorysoftwareautomationdiagnosticproductsprocessinstrumentationenvironmentalinstruments manufacturingcapabilityinchina在中国的生产能力 世界一流的制造能力2004年投入使用8 300平方米12条生产线iso9001 13485 14001 原热电工厂2000年投入使用2 600平方米 秦桥路工厂 金铭路工厂 南汇工厂 2006年6月投入使用9 000平方米生产载玻片 北京工厂 2005年投入使用2 600平方米生产培养基 jinminroadfactory qinqiaoroadfactory nanhuifactory originalthermofactoryopened20002 600sq meters world classmfgfacilityopeneddecember20048 300sq meters12productlinesiso9001 13485 14001 beijingfactory opened20052 600sq metersproducesmedia openedjune20069 000sq metersproducesglassslides environmentalinstrumentsdivisionoverview环境仪器事业部总览 environmentalinstrumentsdivision环境仪器事业部airqualityinstrumentswateranalysisinstrumentsradiationmeasurement securityinstruments空气质量仪器水质分析仪器辐射测量和安全仪器mission使命toprotectpeopleandtheenvironment 保护公众和环境vision能力wearecommittedtobeingthegloballeaderinenvironmental safety andsecuritymonitoringapplicationswhereourmarketknowledge customerintimacy applicationexpertise andinstrumenttechnologyhelpourcustomerssucceedinprotectingpeopleandtheenvironment 经验丰富 技术先进 世界领先 我们致力于帮助客户成功的在环境 安全 安全监测等各个领域保护公众和环境 空气质量部主要产品 大气环境监测 提供完整的气体监测仪器 颗粒物监测仪器和校准设备 世界最大的环境仪器制造商 环境浓度本底浓度高浓度特殊气体 hcl nh3 h2s 甲烷 非甲烷烃beta射线测尘仪 振荡天平测尘仪各种颗粒物采样器二氧化硫 氮氧化物测量原理的发明者 三十年不断的发展和完善 a系列b系列c系列i系列 上海实现量产集成空气质量监测系统监测车 空气质量部主要产品 烟气监测 提供完整的烟气监测系统 从采样到分析 采样探头 适用于各种复杂烟气条件高含水量高含尘量高温分析仪器 i系列分析仪器数据处理污染源排放监测脱硫控制监测脱硝控制监测汞的连续监测20余年的不断发展和完善在线系统直接采样系统稀释系统美国超过70 的市场占有率 气体分析仪器研发历史 1969年 美国热电集团率先研发出采用化学发光法监测技术的nox气体分析仪 1972年 美国热电集团率先研发出采用紫外荧光法监测技术的so2气体分析仪 1979年 美国热电集团研发出第一台基于微处理器的采用气体过滤红外相关技术的co气体分析仪 1980年 美国热电集团研发出第一台采用双光池紫外光度测定技术的臭氧气体分析仪 空气质量连续自动监测系统在中国的历史 1983年为北京安装了全国第一套空气质量自动监测系统 二十年稳定运行至今为全国100余个城市提供空气质量自动监测系统 数百个子站长期运行世界最可靠的仪器 1983年北京 2005年退役 2005年更新子站 烟气连续自动监测系统在中国的历史 1983年为北京安装了全国第一套空气质量自动监测系统1985年为山东石横电厂安装了全国第一套在线式 in situ 烟气自动监测系统1987年为中国冶金工业部提供提供了38套直接抽取式烟气自动监测系统1993年为深圳妈湾电厂安装全国第一套稀释系统至今为中国电力系统提供了400余套200稀释型烟气自动监测系统 eidchinaserviceteam环境仪器事业部中国售后服务团队 售后服务工程师 31人维修中心产品演示中心上海备品备件库800 810 7708电话服务 产品演示中心 serviceteam 31engineersdepotrepaircenterdemocentershanghaisparepartsstorage800 810 7708callcenter democenter sparepartsstoragehitrate备品备件库存命中率 sparepartsdeliverytime备件到货时间 casofeidchinaserviceteam环境仪器事业部中国售后服务团队的客户满意度调查 现场服务2010年1 11月cas平均成绩为88 公司目标55 fieldservice averagecas88 jantonovin2010 数据量为 125database 125 callcentervolume呼叫中心电话流量 iseriesgasanalyzersi系列气体分析仪 productcommonalityfewerpartsshorterleadtimesquicklearningcurveeasessparepartsinventoryenhancedelectronicsdesignimprovedserviceabilitymountedsub assembliesreducedmaintenancetimeethernetconnectivityefficientremoteaccessenhanceduserinterfacedisplayscreencustomizationonebuttonprogrammingcommunicationprotocolflexibilityiport c link supportmodbussupportstreamingdatasupportanaloginputsexternalsensorsignalcapturesoftwarebasedpotadjustmentseliminationofneedfortoolsrapidelectronic tweeking 部件通用性强部件总数减少缩短生产时间便于学习掌握减少备件库存量强化电路设计提高可维护性部件模块化减少维修时间以太网连接有效的远程接入加强的用户界面显示更专业化 人性化用户可自定义快捷按键灵活的通讯协议支持c link协议 标配的iport软件可用于运程控制支持modbus协议支持streamingdata协议接受模拟量输入可采集外部传感器的模拟量信号电路板的电位调准由软件完成电位调整不再需要借助工具通过菜单操作快速完成电路调整 cems系统组成 气态污染物监测系统 颗粒物监测系统 烟气参数监测系统 数据采集处理系统 气态污染物连续监测系统稀释法 200modelcems 稀释探头仪表气处理单元烟气分析仪探头控制器校准钢瓶数据采集装置 c d a b e f 稀释法cems气态污染物子系统组成 1个测点的配置 准确的湿法测量 美国epa优选方法 稀释采样烟气量少 使探头过滤器的使用寿命大大延长 采用稀释技术 可以解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题 采用稀释技术 降低了样气的水含量 使传输过程中不必担心烟气出现凝结问题 烟气经稀释后 温度降低到仪器正常运行允许的范围 无须进行冷却处理采样 校准管线处于正压输送状态 无需考虑泄露等问题 系统中无需配置采样泵 能长距离的输送气体 无需考虑采样泵功率问题系统由采样探头开始进行系统校准 最大程度保证系统整体精度 系统校准时 标准气体消耗量小 可以降低运行成本 维护 保养工作量小 稀释系统提高了系统可靠性 降低了系统运营和维护成本根据美国市场调查 稀释系统的平均运营成本是直接采样系统的1 3到1 2 200型cems系统优势 稀释抽取法的理论基础 音响小孔 音响小孔 d l 几何特征 音响小孔的直径远远大于孔的长度 或孔的长度远远小于孔的直径 流体特性 当小孔两端的压力差大于0 46倍以上时 气体流经小孔的速度主要取决于气体分子流经小孔时的速度 即 当地音速 而与当地温度 与小孔两端的气压变化无关 即 产生恒流 l p 0 46 thermo的探头采用独特的音速小孔设计 当音速小孔两端的压差大于0 46倍时 即产生恒流 烟道内稀释系统稀释比在1 10到1 250之间 烟道外稀释系统稀释比在1 16到1 175之间 200型cems系统稀释比 音速小孔 烟道内稀释探头和烟道外稀释探头核心 稀释系统 稀释探头 稀释探头 pro2001whp烟道外稀释探头 pro2001whp取样模式 高尘环境中cems的应用 pro2000w 烟道外稀释探头核心采样模式示意图 pro2001whp吹扫模式 frompurgevalve 高尘环境中cems的应用 pro2000w 烟道外稀释探头核心吹扫模式示意图 pro2001whp校准模式 fromcalibrationvalve 高尘环境中cems的应用 pro2000w 烟道外稀释探头核心校准模式示意图 稀释系统使样品露点大大降低 因此在多数环境下 无需对采样管线进行全程跟踪加热 所以 连结采样探头和分析仪器的采样管线是无需加热型的 稀释系统的采样管线由四根聚四氟乙烯管组成 其中两根分别用于往采样探头输送校准气和稀释空气 一根用于往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品 另一根用于探头部分的真空度监测 所有采样管线除真空管线外都是正压 可以避免由于气体泄漏所引入的误差 稀释采样法在样品的采集和传输过程中 不象非稀释采样法那样需要采样泵及若干个流量控制阀 从而减低了购买和运行维护成本 而且减少了故障隐患 采样管线距离可达100米 稀释法的采样管线 thermo的稀释法cems中 配备了专用的空气净化系统 空气净化系统可对用户提供的仪表用压缩空气进行再次除尘 除水 除油 去除so2和nox处理 如系统需要对co2浓度进行监测 则可配备专用的co2装置 经过空气净化系统处理后的仪表用压缩空气 露点为 30 c到 40 c 压力620 68kpa 此指标将保证稀释系统的精确运行 稀释法空气净化系统 thermo的稀释系统可在预先设定的时间间隔内 自动或手动对仪器的零点及跨度进行系统校准 系统校准是将校准气注入到探头顶部 对系统的所有部件包括探头过滤器 采样管线 探头控制器以及分析仪器进行校准 这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行的部分校准具有本质的区别 是美国epa唯一认可的校准方式 稀释法系统校准 43iso2analyzer 43i型二氧化硫分析仪美国环境保护总署认证专利脉冲荧光原理标准量程50 100 200 500ppb 1 2 5 10 20 50 100ppm最低检测限 0 5ppb响应时间 80秒达到满量程的95 线性 1 脉冲荧光法原理 用波长190 230nm紫外光照射样品 则so2吸收紫外光产生能级跃迁 so2从基态变为激发态 即 so2 hv1 so2 激发态so2 不稳定 瞬间返回基态 发射出波峰为330nm的荧光 即so2 so2 hv2产生荧光的强度和so2浓度成正比 用光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度 即可得知so2的浓度 43iso2analyzer 43iso2analyzer 二氧化硫分析仪美国市场排名 二氧化硫分析仪美国市场排名topfiveso2manufacturers sourceofdata epa s2ndquarter2006edrdatabase total1 134so2analyzers so2制造商前5名排名 数据来源 epa2006年2季度edr数据库 so2分析仪总数1 134台 thermofisherscientific785analyzers69 2 teledyne monitorlabs api257analyzers22 6 forney anarad csi30analyzers2 6 ametek westernresearch22analyzers1 9 siemens14analyzers1 2 total97 5 43iso2analyzer 42i型氮氧化物分析仪美国环境保护总署认证化学发光原理标准量程 50 100 200 500ppb 1 2 5 10 20 50 100ppm最低检测限 0 4ppb响应时间 40秒达到满量程的95 线性 1 42ino nox no2analyzer 化学发光法原理 当样品中的no与o3混合时 生成激发态的no2与o2 激发态no2在返回基态时发出红外光 no o3 no2 o2no2 no2 hv该反应的发射光谱在600 3200nm范围内 最大发射波长为1200nm 3no2 m 325 c 3no moo3反应发射光谱在400 1400nm范围内 峰值波长为600nm 42ino nox no2analyzer 采样泵 干燥空气 过滤器 样品气 毛细管 c no no模式 模式切换电磁阀 no2 no转换炉 nox模式 压力传感器 流量传感器 nc 电子线路 反应室 pmt o3发生器 毛细管 流量传感器 过滤 42ino nox no2analyzer 氮氧化物分析仪美国市场排名topfivenoxmanufacturers sourceofdata epa s2ndquarter2006edrdatabase total3 491noxanalyzers nox制造商前5名排名 数据来源 epa2006年2季度edr数据库 nox分析仪总数1 491台 thermofisherscientific2 155analyzers61 7 teledyne monitorlabs api578analyzers16 6 rosemount434analyzers12 4 horiba87analyzers2 5 forney anarad csi84analyzers2 4 total95 6 42ino nox no2analyzer 17ino no2 nox nh3analyzer 17i型氮氧化物分析仪化学发光原理标准量程50 100 200 500ppb1 2 5 10 20ppm最低检测限 1 0ppb响应时间 120秒达到满量程的95 线性 1 分析仪器 nh3 no转化温度750 no2 no转化温度325 稀释法与直抽法的对比 稀释法与直抽法的对比 当前我国cems特点 当前cems面临的工况特点 各地烟气排放标准普遍更加严格 so2排放浓度低至50mg m3 fgd已普及 fgd中烟气条件的特点烟气湿度高 烟气温度低 烟气腐蚀性高 fgd投入 停运时 so2浓度变化大 scr正在普及过程中 脱硝系统中 烟气有以下特点 是测量技术上的技术关键 烟尘浓度高烟气中含有nh3 烟气条件所带来的问题 解决方案 问题 对低浓度气态污染物监测 通常直接抽取法cems受方法限制 最低量程的误差难以满足精度要求 解决方法 稀释法cems对低浓度气态污染物监测 比直接抽取法cems有更好的精度 主要从以下几个方面保证系统的准确性 保证恒定的稀释比例 为保证恒定的稀释比 热电公司的探头设计采用独特的音速小孔设计 当系统能够满足设定的最小真空度要求时 音速小孔两端的压差将大于0 46倍 此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的 温度 压力的变化将不会影响稀释比 高精度的分析仪 从前文分析仪的性能参数表中可见 so2分析仪最低量程可至0 05ppm 如果稀释比例为100 1 则系统最低量程为5ppm 约15mg m3 比一般直接抽取法cems最低量程低得多 分析仪的精度通常为量程的1 或2 更低的量程就意味着更好的精度 系统校准 稀释法cems采用系统校准 即把标准气体送至探头最前端 与正常采样同样的过程将标气稀释后送入分析仪 可以最大程度的保证系统精度 这种校准方式 也是美国epa唯一认可的校准方式 解决方案 问题 烟气温度低 湿度大 烟气易凝结 进入cems的烟气由于凝结将导致组分浓度改变 并导致部件易损坏 部件防腐要求高 直抽法所需的冷凝器 蠕动泵工作负荷高 系统维护量大 解决方法 稀释 将烟气稀释后 样品中水分含量降低 在采样探头顶部 通过一个音速小孔进行采样 并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释 样品气进入分析仪之前不需要除湿处理 因为样品气经过稀释后 稀释比通常选择在20 1至250 1之间 有效地降低了样品的露点温度 使之低于安装地的环境最低温度 从而避免了样品气在环境温度下产生的结露现象 解决方案 问题 烟气腐蚀性高解决方法 探头所有暴露在烟气中的部分 采用的是精心选择的耐热耐蚀的铝铬镍合金inconel600 镍基铝合金hastelloyc276或不锈钢304pyrex玻璃等材料 以避免探头在烟气中被腐蚀 解决方案 问题 fgd投入 停运时 so2浓度变化大 例如 fgd未投运时 烟气中so2浓度为800ppm 一般fgd的脱硫效率大约为95 则fgd投运后 烟气中so2浓度大约为40ppm 因此 若so2分析仪的量程设置为1000ppm 如果分析仪的最低检测限为量程的1 精度为1 量程漂移为1 那么分析仪的最低监测限为10ppm 误差为10ppm 对于fgd投运时而言 这种精度是无法满足测量精度要求的 因此 ndir分析仪必须采用双量程分析仪 高量程1000ppm 低量程50ppm ndir分析仪量程选型 目前 市场常见的某些公司的非分散红外法分析仪 ndir 其量程是由样气池的长度决定的 也就是说 如果两个量程相差较大时 比如 相差超过5倍 同一个样气池 不可能达到低量程测量的目的 必须采用两个样气池才能进行真正的双量程测量 只有一个样气池的所谓 双量程 实际上只是模拟量输出的电子输出上下限的设置 真正的物理量程只有一个 在其选型手册中可发现 有不同档的最大 最小量程选择 即一个样气池的可测量最大 最小浓度 根据应用条件 选择不同的样气池 红外法分析仪测量原理 一个红外线源 7 在600 时发出红外线 由斩波器 5 调制成频率为81 3hz 当通过样气室 4 后 红外线的强度即由检测器层 11 12 测得 图示的检测器是由填充了待分析组分的多层组成的 被测气体红外线波段的中间波段的能量在第一层即被吸收了大部分 第二层吸收边界能量 此部分能量在第三层通过一个孔径被调整 从而具有很高的选择性 当经过各层时 红外线的吸收导致压差的增加 所以同样导致通过毛细孔的流量的增加 微流量传感器即产生一个信号 此信号几乎完全不依赖于来自波段边缘组分的干扰 某型号ndir法分析仪选型手册 ndir的量程选型 我们可以看到 当该分析仪测量两种红外组分 so2 nox 时 so2的可选择量程 即黄色部分 其量程是分为多个档的 即当选定某档时 订货号为g的那一档 如高量程定为1000ppm 则其最小量程为200ppm 此时 当使用最小量程时 若其精度按1 计算 则为2ppm 对于fgd投运时而言 正常浓度为40ppm 则其误差高达读数的5 误差是比较高的 若要提高精度 就必须将低量程降低至150ppm 这是该分析仪so2可选择的最低量程 但是150ppm量程不是该档 g档 能达到的 必须同时选择f档 这就意味着必须增加一个样气池 解决方案 解决方法 我公司so2测量采用独特的脉冲荧光法 采用一个反