烟气连续自动监测系统资料

1、烟气连续(linx)自动监测系统共六十九页什么(shn me)是CEMS烟气排放连续监测系统Continuous Emission Monitoring System对固定污染源颗粒物浓度(nngd)和气态污染物浓度(nngd)以及污染物排放总量进行连续自动监测，并将监测数据和信息传送到环保主管部门，以确保排污企业排放污染物浓度(nngd)和排放总量达标。共六十九页CEMS主要(zhyo)监测参数烟气排放连续监测系统是CEMS的统一中文名称现阶段主要监测参数有：气态污染物（SO2、NOX）、颗粒物、烟气参数（氧量、温压流）将来，随着环保事业的发展，要求(yoqi)CEMS监测的参数还会增加，卤

2、族气体（HCl、HF）、重金属（Hg）、温室气体、VOCs等都有可能成为CEMS的监测参数共六十九页我国CEMS技术(jsh)现状我国所掌握的CEMS技术绝不逊色于西方发达国家但就技术的使用细节而言，与欧美还有一定差距我国在国际(guj)CEMS技术领域，还没有发言权共六十九页CEMS全系统(xtng)示意图共六十九页CEMS系统(xtng)组成颗粒物监测子系统烟尘（颗粒物）气态污染物监测子系统SO2、NOx、CO、CO2烟气参数监测子系统温度、压力、流速、 氧含量、湿度数据采集与处理子系统显示、存储、统计、 传输共六十九页烟气(yn q)排放连续监测系统（CEMS）脱硫脱硝工艺流程(n y

3、li chn)简图共六十九页烟气(yn q)二氧化硫（SO2）连续监测系统脱硫检测烟气(yn q)工况条件大幅变化，湿度明显增加序号内容原有CEMS脱硝监测变化影响1检测量程高浓度低浓度仪器量程变化（500ppm以下）2烟气温度100100探头和管线的耐腐蚀性能要求3烟气湿度7%10%CEMS冷凝除水要求4湿度测量可以手工输入一般必须时时在线测量烟气湿度变化增大，红外：减少SO2损失；紫外：干/湿基浓度的转换共六十九页烟气(yn q)氮氧化物（NOX）连续监测系统脱硝检测位置(wi zhi)在烟气流程中前移，烟气工况大幅恶化序号内容原有CEMS脱硝监测变化影响1检测项目只检测NO，计算NOX必

4、须同时监测NO、NO2，加和计算NOX脱硝后NO2比例上升10倍左右2检测量程高浓度高/低浓度仪器量程变化3烟气温度260600探头和管线的耐热性能要求4烟尘浓度500mg/m310000mg/m3过滤器性能要求5烟气压力微负压/正压高负压采样泵性能要求6逃逸氨结晶无低于280发生需高温伴热管线（320）和特殊冷凝系统共六十九页CEMS各指标(zhbio)基本分析技术采样分析方式监测项目名称和分析技术方法颗粒物二氧化硫氮氧化物氧气流速温度湿度抽取测量方式完全抽取式射线法振荡天平法非分散红外非分散紫外气体过滤相关法紫外差分吸收法傅立叶红外法非分散红外非分散紫外气体过滤相关法紫外差分吸收法傅立叶红

5、外法双池厚膜氧化锆传感器法电化学法氧化锆法顺磁法/干湿氧法红外法稀释抽取式/紫外荧光法化学发光法/直接测量方式/浊度法（透射法）光散射法光闪烁法紫外差分吸收法非分散红外紫外差分吸收法非分散红外氧化锆法皮托管法热平衡法超声波法铂电阻法热电偶法干湿氧法红外法高温电容法共六十九页CEMS的原理(yunl)、系统结构和关键部件颗粒物排放连续自动监测单元(dnyun) 国内目前主要仪器的分析方法： 浊度法-光能量衰减原理 光散射法-散射发光原理共六十九页CEMS的原理(yunl)、系统结构和关键部件 浊度法 （透射法、对穿法）利用光衰减技术 测量当光穿过含有颗粒物的气流时光强度的损失； 单光程/双光程

6、校准(jio zhn)：插入反光板和跨度板（滤光片） 光源（红光，寿命40000h） 共六十九页 浊度法烟尘(ynchn)仪光路结构共六十九页CEMS的原理(yunl)、系统结构和关键部件 光散射法 利用光散射的概念 当光照射在颗粒物、气溶胶时，会发生散射，散射改变了光的方向，使光强减少； 前散射/后散射/边散射（粒径/波长） 校准：散射光挡板(dn bn)，标准散射板，滤光片 共六十九页 光散射(snsh)法烟尘仪原理共六十九页CEMS的原理(yunl)、系统结构和关键部件颗粒物排放连续自动监测单元 浊度法（透射法、对穿法）-双光程(un chn)-内置式/外置式 光散射法-前散射/边散射/

7、后散射（粒径/波长） -内置式/外置式 关键部件：光源、检测器、气幕保护系统、校准装置共六十九页CEMS的原理(yunl)、系统结构和关键部件烟气（SO2、NOX）排放连续自动监测单元 采样方法：完全抽取、稀释抽取、直接测量 分析方法： 吸收光谱技术：非分散红外（NDIR）、非分散紫外（NDUV）、紫外差分吸收（DOAS）、气体过滤相关（GFC）等 激发(jf)发光技术：紫外荧光法、化学发光法共六十九页 非分散(fnsn)红外法测试原理图CEMS的分析测试原理(yunl)共六十九页 气体过滤相关(xinggun)法测试原理图共六十九页 紫外荧光法测试(csh)原理图共六十九页 化学发光法测试(

8、csh)原理图共六十九页分析仪（抽取(chu q)法）的现状和发展分析仪是CEMS的核心部件稀释法，主要(zhyo)是国外进口直抽法，红外分析仪，德国和日本的占有率高近几年，重庆、北京、武汉、南京、上海等地一些公司自主研发出非分散红外分析仪，杭州研制出DOAS原理紫外分析仪国产分析仪：稳定性、抗干扰性、低浓度气体测量等方面，仍需改进共六十九页气体分析仪的现状(xinzhung)和发展分析仪是CEMS的核心部件稀释法，主要是国外进口直抽法，红外分析仪，德国和日本的占有率高近几年，重庆、北京、武汉、南京、上海等地一些公司自主研发出非分散红外分析仪，杭州研制出DOAS原理紫外分析仪国产(guchn)

9、分析仪：稳定性、抗干扰性、低浓度气体测量等方面，仍需改进共六十九页CEMS的系统结构和关键部件按取样技术稀释抽取法烟道内稀释烟道外稀释完全抽取法冷-干法热-湿法直接测量法点测量线测量共六十九页CEMS的系统结构和关键部件 （1）完全抽取式CEMS系统结构 抽取系统(xtng)（采样探头、采样伴热管、过滤器、除湿冷凝 系统(xtng)、采样泵） 测试气体分析仪 辅助系统（尾气排放系统、冷凝排水系统、反吹系统）共六十九页冷干法(n f)后处理方式结构图加热(ji r)采样探头加热传输管线样气预处理单元分析测量单元数据运算、输出标定控制系统烟气分析主机共六十九页冷干法(n f)前处理方式结构图前处理

10、(chl)采样探头不加热传输管线分析测量单元数据运算、输出标定控制系统烟气分析主机共六十九页热湿法系统(xtng)结构图加热采样(ci yn)探头加热传输管线加热分析测量单元数据运算、输出标定控制系统烟气分析主机共六十九页CEMS的系统结构和关键部件 完全(wnqun)抽取式CEMS关键部件测量方式类别关键部件完全抽取方式冷干系统烟道边（探头）脱水（前处理方式）采样探头采样泵过滤器气体分析仪探头脱水装置（含压缩空气预处理系统）分析小屋内脱水（后处理方式） 除湿冷凝装置伴热管线排水系统热湿系统全程伴热（不处理方式）伴热管线共六十九页采样(ci yn)探头安装过滤器（不绣钢或多孔陶瓷材料）加热反吹

11、装置（工厂(gngchng)压缩空气）共六十九页伴热管线(gunxin)母线PTC发热体绝缘层屏蔽层外护套共六十九页冷凝器电子冷凝器机械冷凝器（压缩机）渗透(shntu)装置脱水（探头脱水）共六十九页直接抽取(chu q)法采样探头-前处理方式共六十九页采样(ci yn)泵隔膜泵射流(shli)泵共六十九页辅助(fzh)系统尾气排放（尾气排放管）冷凝水排放（蠕动泵、贮水盒）反吹系统(xtng)（空压机、贮气罐、仪表气前处理装置）共六十九页CEMS系统结构和关键部件 （2）稀释抽取式CEMS系统结构 抽取系统(xtng)（稀释采样探头、过滤器、采样泵） 测试气体分析仪 辅助系统（尾气排放系统、反

12、吹系统、稀释零气系统）共六十九页CEMS系统结构和关键部件 稀释抽取式CEMS关键部件 （内稀释/外稀释） 关键部件：稀释采样(ci yn)探头、稀释零气系统 过滤器、采样泵 测试气体分析仪共六十九页稀释法内稀释采样(ci yn)探头共六十九页稀释(xsh)法外稀释(xsh)采样探头共六十九页稀释抽取法稀释探头(tn tu)结构稀释(xsh)探头决定了样气的稀释(xsh)比，是稀释(xsh)系统最重要的部件共六十九页稀释(xsh)法零气处理单元稀释气需要免于油、颗粒物、二氧化碳、氮氧化物和二氧化硫(r yng hu li)的污染 共六十九页CEMS系统结构和关键部件 （3）直接(zhji)测量

13、式CEMS系统结构 气体分析系统 辅助系统（气幕保护系统、流动等效校准系统）共六十九页直接(zhji)测量法又称直插式或在位(ziwi)式或in-situ式共六十九页CEMS的系统结构和关键部件 直接测量式CEMS关键部件 （内置式/外置式） （单光程/双光程） 关键部件：气体(qt)分析系统（光源、检出器等） 气幕保护系统 流动等效校准装置共六十九页 直接测量(cling)内置和外置式结构示意图（双光程）共六十九页共六十九页CEMS的系统结构和关键部件直接(zhji)测量法校准：流动标气池 （放到测试光路中，固定式、移动式手动、自动）共六十九页CEMS的系统结构和关键部件直接(zhji)测量

14、法校准：流动标气校准过程共六十九页CEMS的系统结构和关键部件含氧量氧化锆电化学顺磁氧流速皮托管热导法超声波温度热电偶铂电阻湿度干湿氧电容法烟气参数连续(linx)自动监测单元共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气参数连续自动监测(jin c)单元烟气流速：差压传感器法、热平衡法、超声波法烟气温度：铂电阻法、热电偶法烟气压力：压力传感器（动压/静压）烟气湿度：干/湿氧法、高温电容法含 氧 量：电化学法、氧化锆法、顺磁法关键部件： 各种传感器、加热或反吹等辅助系统共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气压力(yl) 静压（压强的大小，作用在管道壁上）动压（体现在流速上，气体流动的动能）全压

15、（静压和动压的和）压力传感器（变送器）法 在流速的测量过程中同时测量。 共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气流速 差压传感器法（S型皮托管法） 两根金属管并联，开口(ki ku)方向面对气流测量全压，背对气流方向测量静压，利用微差压传感器测出流速值。 皮托管系数（背对气流方向测量压力值小于真实静压） 平均压差皮托管（阿牛巴皮托管） （线测量，长期使用易堵塞，变形）共六十九页烟气流速 热平衡法 速度传感器（长）与温度传感器（短）之间有恒定温差，当气体流过带走热量，需增加电流保证温差不变，测出流速值。 （水滴影响测试准确）造成热量损失 气体的密度变化(binhu)导致组分变化(binhu)（

16、水分等）会影响流速的校准CEMS的系统结构和关键部件共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气流速 超声波法 通过测试烟道中上、下游安装的超声波传感器的发射和接收时间差，来计算烟气的流速值。 （线流速）圆形烟道可以直接作为(zuwi)断面流速，受腐蚀小（外部） 安装位置影响较大（避免流速分层、有涡流的流场）共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气温度 热电偶法 测量热电偶自由端和工作端的热电势大小计算(j sun)温度。 铂电阻法 铂热电阻的阻值与温度的线性关系。共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气湿度 干/湿氧法 测量烟气中湿氧含量，再将烟气除湿后测出干氧含量，从而用干氧与湿氧的差值

17、再除以干氧得到湿度。 （测试点不相同）造成测试误差 （测试原理不同(b tn)）造成测试系统误差，漂移等共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气(yn q)湿度 高温电容法 电容型聚合物薄膜（测湿传感器）测量气体中的水分子，从而测出湿度值。 （当电容极间含水分）造成电容量变化 现场工况发生变化时（开炉或停炉），造成电容腐蚀损坏共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气含氧量 电化学法 原电池式传感器当氧气进入是发生电化学反应，根据输出电流与氧气含量的关系测量。 注意：定期校准，检漏 电化学传感器的寿命1-2年 测试气体(qt)中的Cl2、H2S、HF对传感器有损坏和干扰共六十九页CEMS的系

18、统结构和关键部件烟气含氧量 氧化锆法 利用高温氧化锆管两侧分别流过被测气体和参比气体，产生的电势以及锆管的工作温度计算出被测气体的氧含量(hnling)。 注意：定期校准，检漏 传感器的寿命1年左右 测试气体中的可燃气体或对氧化锆管腐蚀的气体会损坏元件和干扰测试共六十九页CEMS的系统结构和关键部件烟气含氧量 顺磁法（热磁/磁力机械） 利用氧的顺磁性，当被测气体和参比气体氧含量不同时，产生磁风、磁压，从而计算出被测气体的氧含量。 注意(zh y)：定期校准 必须保证测试气体是经过预处理后的干净的气体，保证测量精度。共六十九页CEMS的系统结构和关键部件采集各测量子系统的数据和状态参数对数据进行

19、(jnxng)显示、计算、存储、统计保持与环境监控平台（企业）的数据传输工控机+数采仪CEMS数据(shj)采集与处理单元（子系统）共六十九页数据(shj)处理单元在我国，数据传输协议始终无法统一在编制数据处理软件时，不仅要求对CEMS有深刻的了解，而且还要对环境监测的相关技术标准和规范相当清楚目前(mqin)很少有完全符合要求的数据处理软件共六十九页数据处理存在(cnzi)问题分钟数据加标校准(C)、维护(M)、正常(N) 等状态小时均值计算的正确性干湿基浓度、折算浓度烟气湿度和理论过量空气系数公式正确否颗粒物相关校准、流速场系数颗粒物校准，让一次物理量和标准分析方法相关标准分析方法给出断面

20、(dun min)流速，对比得出场系数权限进入和退出，需要密码参数设置，密码保护共六十九页技术标准现状(xinzhung)HJ/T 75-2007：CEMS的安装、验收和质控HJ/T 76-2007：仅对某一型号的系统，准入检测标准GB/T 16157-1996：颗粒物的测定（大于50 mg/m3）与烟气参数测定的标准分析方法，以及测量(cling)点位HJ/T 57-2000：二氧化硫的仪器法标准共六十九页关于(guny)技术规范的建议仪器性能规范固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法修订，增加实验室测试内容气态污染物便携式仪器技术要求和检测方法（SO2、NOx）增加光学原理测试技术要求安装验收规范固定污染源烟气排放连续监测技术规范修订，细化和明确固定污染源烟气排放连续监测质控技术规范增加标准分