CEMS培训世纪天源

CEMS培训世纪天源CEMS培训世纪天源CEMS培训世纪天源CEMS培训世纪天源CEMS培训世纪天源CEMS培训世纪天源1国家的相关标准《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-96《中华人民共和国大气污染防治法》2000年9月1日起实施《火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》G-HB97-01《火电厂烟气连续排放连续监测技术规程》HJ/T-2000《固定污染源排放中颗粒物测定及气态污染物采样方法》GB/T16157-1996《烟气采样器技术条件》HJ/T48-1999《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2007《固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法》HJ/T76-2007《固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法》HJ/T212-2005《污染源在线自动监测系统数据采集及传输标准》国家的相关标准《火电厂大气污染物排放标准》2烟气连续排放监测系统概述1.CEMS的建设意义2.CEMS的组成3.CEMS的点位确认4.CEMS的技术分类5、STEP-CEMS的原理及维护技巧6、STEP-CEMS的操作7、新二代CEMS设计原理及优点8、STEP-CEMS现场实例STEP-CEMS现场实例烟气连续排放监测系统概述1.CEMS的建设意义STEP-CE3污染源自动监控系统的建设意义

固定污染源排放物：SO2,NOx,尘埃等有毒气体排放物构成了对环境、对人类的污染、伤害。污染源自动监控系统的建设意义固定污染源排放物：SO2,NO4烟气连续监测系统概述

随着我国环境管理制度的不断完善，我国的环境管理已从浓度控制转向排放总量控制，相应的在排放标准排污收费、排污许可证、环境影响评价等总要管理制度上已逐步从对污染物排放浓度的限制转向污染物排放总量的控制。在管理制度转变中一个亟待解决突出的问题是作为管理监督手段的排放监测系统必须迅速建立适合总量控制要求的体系。过去我国的污染物排放监测主要是以污染物浓度为主的监测，监测频次低，大部分污染源的排放是根据估算，随意性很大。这种情况极大的影响了排污许可证制度、排污收费等管理制度的实施。同时，由于污染源排放的基础数据是环境管理、规划、质量预测等的基础，不准确的数据极大的影响了我国环境能源及经济发展重大决策的科学性和准确性，急需建立能够连续测量污染物排放总量的监测系统。1、CEMS系统概念烟气连续监测系统(ContinuousEmissionMonitoringSystem)，简称CEMS，测定污染源颗粒物和/或气态污染物浓度或排放速率所需的全部设备。它是由采样、分析测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系。2、CEMS组成和描述

CEMS系统由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数测量子系统、数据采集处理子系统组成（图1）。通过采样方式或非采样方式，测定烟气中污染物浓度，同时测量烟气温度、烟气压力、流速、流量、烟气含湿量（或手动便携测量输入烟气含湿量）、烟气含氧量（或二氧化碳含量）；计算烟气污染物排放率、排放量；显示和打印各种参数、图表并通过数据传输系统传输到环保主管管理部门。烟气连续监测系统概述5颗粒物监测子系统颗粒物测量仪校零、校标烟气参数测量子系统温度变送器温度监测仪压力变送器压力监测仪流量变送器流量监测仪湿度变送器湿度监测仪氧量变送器氧量测量仪气态污染物子系统气体采样器气体分析仪零气、标气预处理系统气体控制器气体采样器气体分析仪零气、标气稀释气体气体分析仪零气、标气或校准装置大气压力变送器大气压力测量仪数据采集及控制系统数

据

采

集

及

控

制

系

统数据处理及远程通讯系统打印显示通讯设备固定污染源监控系统环保行政主管部门可输入大气压直接测量法稀释抽取法完全抽取法可输入含湿量颗粒物监测子系统颗粒物测量仪校零、校标烟气参数测量子系统温度6烟气在线监测系统构成环保局计算机企业计算机中心分析单元TCP/IPPSTN/TCP/IP/GPRS/CDMA信号线伴热抽取管线激光探头单元综合信号单元烟气抽取单元烟道烟气在线监测系统构成环保局计算机企业计算机中心分析单元TCP7世纪天源：服务体系污染源自动监控解决方案服务培训产品选型咨询系统集成安装、调试工程设计世纪天源：服务体系污染源自动监控服务培训产品选型咨询系统集成8CEMS系统安装位置Steam

TurbineGeneratorFlueGasDesulfurizationFacilityFlueGasDenitrificationFacilityElectrostaticPrecipitatorHigh-stackOutletsBoilerGypsumWaterTransformerIntakeDrainageTapsWaste-waterTreatmentEquipmentOilTankerCurtainWallNOx/O2AnalyzerSO2AnalyzerNOx/SO2/O2AnalyzerCOAnalyzerO2AnalyzerCEMS系统安装位置SteamTurbineGenerat9CEMS系统安装位置固定污染源烟气CEMS应安装在能准确可靠地连续监测固定污染源烟气排放状况的有代表性的位置上。其功能应符合：a.固定污染源烟气排放浓度监测；b.固定污染源污染物排放总量统计；c.环保治理设施运行状态监控。为便于CEMS的维护、运行和标准分析方法取样比对，应设置永久、安全、便于采样、测试的操作平台。CEMS系统安装位置固定污染源烟气CEMS应安装在能准确可靠10CEMS系统分析间要求监控站房要求(企业提供)1、监控站房及排放口采样点距离应小于50米。2、监控站房和高度应能满足设备操作和维护的需要。原则上面积不应小于3×3m2；房顶最低处高度不低于2.2米。3、站房应具备防漏、防尘、通风、消防、接地、避雷等基础条件。4、站房内应安装空调，并保证环境温度：5℃～40℃，相对湿度≤85%5、站房内供电电压应符合AC220V±10%，频率50Hz。功率不小于6KW；6、电源引入线应使用照明电源，严禁使用动力电源；电源进线应有浪涌保护器；电源应有明显标志，防止用户以外断电；7、在适当位置配置接地装置，接地电阻≤5欧，接地线应牢固，并有明显标志；8、站房电源开关的设置应设系统总开关，对每台仪器均应设独立控制开关。可通过配电箱配置四个空气开关，每个开关的最大容量为63A，分别是：电源总开关、CEMS开关、照明及插座开关、空调电源开关；9、各种电缆和管路应加保护管铺于地下或墙壁上固定；在电缆或管路的两端做上明显的标识；10、站房必须配备温湿度计，并设备管理制度上墙；11、如有条件可配水池及给排水系统，以供清洁仪表间使用；CEMS系统分析间要求监控站房要求(企业提供)11CEMS分类和测试技术烟气连续监测系统技术分类：

—抽取分析技术

·直接抽取技术

·稀释抽取技术

—插入式直接测量技术CEMS分类和测试技术烟气连续监测系统技术分类：12几种方法优缺点概述技术方案优点缺点在线式（Insitu）

是已被证实的可靠产品；

湿基测量；

实时分析；

不需要采样管线；

制造厂家较少；

电子线路部分安装在环境恶劣的现场容易损坏；

维修不便；

易受烟气中烟尘和水珠的影响；

低浓度测量时光程长度受限制。直接连续取样法(Fullextractive)干法全部抽取法(Fullextractivedry)

是已被证实的可靠技术；

干基测量，不需要用烟气湿度计算污染物的质量流量；

分析仪器使用寿命长；

大多数CEMS制造商均采用此种方法；

测量精度较高、可靠性高；

在高硫分场合有酸冷凝的可能；

样气调节系统需经常维护；

需伴热输气管线；

取样流量较大，过滤器使用寿命较短。湿法全部抽取法(Fullextractivewet)

是已被证实的可靠技术；

湿基测量；

维修量少；

需加热样气管线和耐热分析仪；

烟气的湿度会影响NOx的测量精度；

制造厂家较少；

取样流量较大，过滤器使用寿命较短稀释取样法(Dilutionextractive)

是已被证实的可靠技术；

湿基测量；

维修量少；

不需要伴热管线；

取样流量低；

过滤器的使用寿命长；

制造厂家较多

需要某种方法来修正压力和温度条件的变化；

为保证测量准确，稀释空气需进行净化处理；

常需对取样管线进行防冻处理，并对探头加热。几种方法优缺点概述技术方案优点缺点在线式是已被证实的可靠13气体污染物测量技术《火电厂烟气排放连续监测技术规范》认可的方法

分析项目序号方法校准方法二氧化硫1紫外荧光法(单组份分析仪)采用国家认定的标准气体对系统进行校准2非色散红外吸收法(NDIR法，多组份分析仪)氮氧化物1化学发光发(CLD法，单组份分析仪)2非色散红外吸收法(NDIR法，多组份分析仪)气体污染物测量技术《火电厂烟气排放连续监测技术规范》认可的方14

测量原理：一般情况，可以采用红外或紫外光谱，利用吸收或荧光原理对气体浓度进行测量。针对谱吸收法介绍如下：特定波长的紫外或红外光源通过敏感通道和参考通道组成的测量单元时，由于气体对光谱的吸收，使得从敏感通道得到的光信号有所衰减，并衰减的程度直接及气体的浓度相关，而参考通道的光信号不衰减，因此经过光检测器，光电转换器就可以得到气体吸收光谱的程度，进而得到气体的浓度。其数学模型可由朗伯－比尔（Lambert-Beer)原理表达为：

I(λ)=I0(λ)e-k(λ)CL

式中：I(λ)=透射光（吸收光）的强度，由敏感通道得到

I0(λ)：入射光的强度，由参考通道得到

C：吸收气体的浓度，即待测量

K(λ)：吸收系数，是光波长λ的函数

L：光程长度气体污染物测量技术测量原理：一般情况，可以采用红外或紫外15气体污染物测量技术SO2监测参数性能比较原理红外紫外非色散红外吸收非抽取式荧光紫外吸收方式直接抽取非抽取稀释抽取抽取、非抽取点、线点点、线点点、线波长7.3μm214nm280~320nm特点烟气原始浓度烟气原始浓度稀释烟气浓度烟气原始浓度输送≤76m不用输送长≤76m、不用输送气体污染物测量技术SO2监测参数性能比较原理红外紫外非色散红16气体污染物测量技术NOx监测参数性能比较原理非色散红外紫外化学发光方式抽取、非抽取抽取、非抽取稀释抽取点、线点、线点点、线波长NO5.3μmNO2→NONO195~225nmNO2350~450nmNO+O3→NO2590~875nmNO2→NO特点原始浓度原始浓度稀释浓度输送≤76m、不用输送长≤76m、不用输送气体污染物测量技术NOx监测参数性能比较原理非色散红外紫外化17STEP-CEMS的采样方式STEP-CEMS气态污染物采样方式：伴热直接抽取采样原理（直接抽取技术）分析对象：SO2、NOX、O2组成：采样单元、样气预处理单元、分析单元系统简介：通过加热探头和伴热管线，抽取烟道中的烟气，经过除尘、保温，保持烟气不结露，输至冷凝脱水系统进行脱水干燥，然后送至分析单元，分析气态污染物浓度。STEP-CEMS的采样方式STEP-CEMS气态污染物采样18STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的介绍烟气采样探头是STEP-CEMS的重要部件，其工作原理为后方系统采样泵产生负压，通过采样探头探杆将烟道中的烟气抽取出来，抽气量要求不小于1.5L/min，伴热温度120℃～140℃。STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的介绍烟气采样探头是19探头可根据实际情况配套使用多种不同材质、结构、长度的探杆和前置过滤器。采样探头内置一体化过滤器（陶瓷为标准型，另有其他多种型号可选配于不同的工况），具有极大的过滤面积和容量，并安装拆卸简便。该探头在采集烟气的同时，将大部分烟尘（3-15μm以上的颗粒）阻隔于过滤器以外。探头的自恒温加热器可以对采样探头内部包括过滤器、气路连接端口、球阀等所有部件进行加热及温度控制，确保采样气体的温度不会降至露点以下。加热型采样探头的另有高低温报警功能。探头上还有反吹孔，可以定时由系统控制和手动进行吹扫探头，防止探头堵塞。探头可根据实际情况配套使用多种不同材质、结构、长度的探杆和前20STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的结构采样探头的组成：-采样探杆-探头腔体-陶瓷过滤器-探头加热装置采样探头内置陶瓷过滤器，具有极大的过滤面积和容量，并安装拆卸简便。该探头在采集烟气的同时，将大部分烟尘（3-15μm以上的颗粒）阻隔于过滤器以外。探头的自恒温加热器可以对采样探头内部包括过滤器、气路连接端口等部件进行加热及温度控制，确保采样气体的温度不会降至露点以下。加热型采样探头的另有高低温报警功能。STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的结构采样探头的组成21STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的维护维护：每周检查采样探头的加热情况每周检查采样探头的通畅情况每周检查采样探头的气密性检修：采样探头堵：拆开采样探头盖板，卸下陶瓷过滤器；用6分铁丝捅通探杆；采样探头不加热：检查探头加热器220VAC是否供给；STEP-CEMS采样单元

烟气采样探头的维护维护：22STEP-CEMS伴热电缆的介绍伴热管结构及原理：一跟或一组耐腐蚀性能高的树脂或聚四氟乙烯（铜、不锈钢等）导管辅以恒功率电热带（自限温版热带）以及补偿线缆组成的内芯，外加保温层，最后辅以阻燃聚烯烃绝缘保护外套复合而成。自限温伴热带，当温度上升到设定温度时，电阻增加，电流减小，功率减小；温度下降时，电阻减小，电流增大，功率增加。根据温度的变化，伴热带能自身调节输出功率，可使管体保持温度的稳定自限温伴热带的自动限温功能（自动限流器设置120℃），可以保证采样管内维持一定的温度，从而尽可能保证采集样品及初始值（烟道内烟气）一致，最终确保CEMS连续、正确的采集样气。

伴热管的结构图伴热带的结构图STEP-CEMS伴热电缆的介绍伴热管结构及原理：一跟或一组23STEP-CEMS伴热管线的维护每周对伴热管的通畅进行查看每周检查伴热管的加热情况，触摸伴热管外层感觉是否加热每月对伴热管的敷设进行检查，查看是否存在U型区域，查看拐角度是否大于120度。效率查伴热管是否堵塞，步骤如下：1、在该安装锅炉生产运行正常的情况下，将伴热管中气管及CEMS预处理中采样电磁阀分开；2、取少许水在伴热管气管口；3、看气管及水体的流动情况，如伴热管通畅，烟气正压情况下气管吹起水泡；烟气负压情况下水通往气管中；STEP-CEMS伴热管线的维护每周对伴热管的通畅进行查看24STEP-CEMS预处理---蠕动泵介绍

作用：在CEMS应用中，专门用于气态污染物监测预处理中的冷凝水的排除。蠕动泵可确保冷凝器、汽水分离器等部件的正常工作.同步发动机和齿轮可以阻住回流的冷凝液,0.3l/h的泵吸量可保证安全的除去冷凝水.工作特性：用于冷却样气流量为1000l/h,组成：1.同步电动机（蠕动泵驱动器）2.止流齿轮3.泵头、泵管STEP-CEMS预处理---蠕动泵介绍作用：25STEP-CEMS蠕动泵的维护技巧

维护:1、每年需定期更换蠕动泵上的泵管；2、每月在泵内磨擦部位可涂少许硅油，可进一步减少泵磨损，增大蠕动泵的使用寿命；3、每周检查蠕动泵的工作情况，是否排水正常，是否电机部分运转有摩擦噪音，以便防止排液管堵塞、蠕动泵管破损、电机卡坏；检修：

1.蠕动泵不工作:220v工作电源接触不良或没有供给,蠕动泵转轴损坏或蠕动泵电机烧毁.2.蠕动泵漏气:蠕动泵管漏气,更换泵管.STEP-CEMS蠕动泵的维护技巧维护:26STEP-CEMS预处理---采样泵介绍作用：在CEMS的应用中，主要用于气体的抽样采集。工作原理：

电机的圆周运动，通过机械装置使泵内部的隔膜做往复式运动伸，从而对固定容积的泵腔内的体积进行压缩、拉形成真空（负压），在泵抽气口处及外界大气压产生压力差，在压力差的作用下，将气体压（吸）入泵腔，再从排气口排出。工作特性：抽气量：6升\分钟电源：220VAC50HZ

接口：1/8‘内螺纹组成：

1、电机

2、隔膜泵膜

3、泵头STEP-CEMS预处理---采样泵介绍作用：27STEP-CEMS采样泵的维护技巧维护：每周检查采样泵的气密性及采气量；每月对电机转轴进行上润滑油，减少轴承摩擦；增大采样泵的使用寿命；每季度清洁抽气泵泵膜。清洁抽气泵泵膜的步骤如下：1、将采样泵控制电源关掉，停止采样泵运转，拔掉采样能进出端的管子；2、用小十字起子小心拧开抽气泵前端气室盖子上的四个螺丝，取掉盖子，注意，不要让里面的两个密封圈和密封垫掉出；3、量面蓝灰色部分为泵膜，用棉纤蘸取医用酒精小心清洗其表面；4、再用棉纤蘸取医用酒精小心清洗进气及出气部分；5、清洗完毕后，垫好密封圈及密封垫，将抽气泵的气室盖重新装好，保证密封，注意一定要看清进气和出气的方向；6、最后连好气管，重新打开采样泵控制电源，开始正常工作。检修：1、电机不转，检查是否有220V电源供给抽气泵，转轴是否运转灵活2、采样泵泵抽气流量小，如果不是气路阻塞原因，请清洗或更换泵膜。STEP-CEMS采样泵的维护技巧维护：28STEP-CEMS预处理---冷凝器介绍工作原理：采用无氟压缩机原理，对样气进行快速脱水并减少易溶及水的气体组分（SO2、NOX）的丢失，为气体分析仪表提供干燥完整的样品气，从根本上避免了潮湿样品气中腐蚀性气体结露对分析仪表的损坏。热交换管：耐腐蚀、易于清洗、热交换效率高，水溶性损失少。工作特性：1、入口样气露点:80℃max.2、出口样气露点:≤5℃3、双级冷凝4、供电电源:220VAC5、具有高温报警功能STEP-CEMS预处理---冷凝器介绍工作原理：29STEP-CEMS冷凝器的维护技巧维护：每周检查冷凝器的制冷温度是否在5度；每月对冷凝器内部进行除尘清理，保证冷凝器的散热正常；每季度对冷凝器热交换管进行清理；检修：1、冷凝器不工作：检查电源220VAC电源供给冷凝器2、冷凝器高温报警：检查冷凝器温控器高温是否设置正常3、冷凝器不制冷：检查压缩机是否正常，否则返厂维修4、冷凝器制冷为零下13度：检查PT100是否松落，温控器是否正常STEP-CEMS冷凝器的维护技巧维护：30STEP-CEMS预处理---过滤器介绍

作用：使用极细的高效滤芯，可靠的分离样气中所含颗粒物，保证粉尘不进入分析仪表，从而不影响分析精度；采用特殊工艺玻璃罩，防腐且易于更换滤芯；

组成：

1、玻璃外壳

2、滤芯

3、过滤头

4、密封件

特性：过滤精度:0.1um

STEP-CEMS预处理---过滤器介绍

作用：使用极细的高312非色散红外吸收分析仪测量原理

STEP-CEMS系统采用非色散红外吸收方法（NDIR）测量SO2、NOX等气体浓度，这种分析仪不仅测量灵敏度极高（可精确测量ppm级的低浓度气体），而且动态范围和线性度也较好，所以被广泛应用于环保监测、过程控制系统中，非色散红外吸收方法（NDIR）也是2非色散红外吸收分析仪测量原理STEP-CEMS系统采用32国家环保指定的二氧化硫、氮氧化物等气体参考测量方法。其测量原理可参阅下图。STEP-CEMS系统选用多组分气体分析仪，采用非色散红外吸收方法，同时测量多种气体，如SO2、NOX（NO＋NO2）、CO、CO2等。该分析仪通过不同波长的滤光片由马达带动高速切换，产生不同波长红外光对各种气体进行检测，根据测量相关波长段红外光的衰减幅度即可测量相应气体的浓度。参阅右图：国家环保指定的二氧化硫、氮氧化物等气体参考测量方法。其测量原33STEP-CEMS气体污染物测量技术

分析单元原理：STEP-2023型气体分析仪测量原理是基于紫外线烟气分析仪，是紫外—可见分光计中的一种，其分析方法属于紫外吸收光谱法，工作原理基于朗伯--比耳定律。组成：分析仪的光路部分由光源、气体室、光纤和光谱仪（含光阑、全息光栅、线阵检测器）等光学组件构成。STEP-CEMS气体污染物测量技术

分析单元原理：STEP34STEP-2023气体分析仪流程图STEP-2023气体分析仪流程图35STEP-2023分析仪原理SO2、NOX气体分析仪采用高温紫外差分气体分析技术，分析仪采用紫外差分算法检测气体浓度，其中SO2、NO等气体在紫外波段存在吸收，如图：可以看出SO2在220nm、NO在225nm左右有吸收？STEP-2023分析仪原理SO2、NOX气体分析仪采用高温36STEP-2023分析仪光路介绍分析仪可以采集得到原始光谱，利用样气原始光谱和零气原始光谱，即可计算出吸收光谱，然后利用DOAS技术，可以计算得到SO2和NO等气体的含量，DOAS技术可以确保计算结果受光路污染、气体中粉尘等杂质的影响小。STEP-2023分析仪光路介绍分析仪可以采集得到原始光谱，37STEP-2023分析仪光路介绍光源发出的紫外可见光经光学视窗进入气体室，被流经气体室的被测样气所吸收，携带被测样气吸收信息的光经透镜汇聚后耦入光纤，经光纤传输送入光谱仪进行分光处理，得到气体的吸收光谱。通过对光谱进行分析，可以分析出气体中相关组分的浓度。STEP-2023分析仪光路介绍光源发出的紫外可见光经光学视38STEP-2023气体分析仪的界面介绍STEP-2023气体分析仪的界面介绍39STEP-2023气体分析仪的主界面介绍1、主界面SO2、NO可以显示ppm和mg/m32、主界面O2只能显示%3、右下角为当前时间显示STEP-2023气体分析仪的主界面介绍40STEP-2023气体分析仪校准操作介绍STEP-2023气体分析仪校准操作介绍41STEP-2023气体分析仪标定说明1、标气浓度标气浓度为仪表当前量程的80%左右2、调零调零通气类型可以选择为氮气、空气两种，模式，氮气调零模式时，对SO2NOO2进行调零；空气调零模式时，对O2进行量程校准；空气中含氧量默认为21%3、量程校准的前吹扫和后吹扫：前吹扫和后吹扫可填写范围为0-300秒，超过可填范围，仪表拒绝输入，前吹扫和后吹扫主要是气体切换时所预留的切换时间，排空气室中的余气例如：当前气体室内是样气，接下来要通入校准气体仪表需要等待一定时间，确保气体室内完全被校准气体置换，等待时间即为吹扫时间，吹扫时间的作用主要用于定时调零或标定或反吹中STEP-2023气体分析仪标定说明1、标气浓度42STEP-2023气体分析仪I/O设置STEP-2023气体分析仪I/O设置43STEP-2023气体分析仪I/O设置说明继电器输出设置：继电器输出设置中共14路干节点继电器路继电器都可以通过左右键灵活配置，继电器输出可选项为（SO2上限报警、SO2下限报警、NO上限报警、NO下限报警、O2上限报警、O2下限报警、气体室温度上线报警、气体室温度下限报警、测量、调零、SO2量程校正、NO量程校正、O2量程校正、故障/维护、气路反吹切换、反吹、无等）数字量输入设置：数字量输入共6路；可用为调零、SO2量程校准、NO量程校准、O2量程校准、输出保持、温控器报警、球阀处于测量状态、球阀处于校准/反吹状态、外部触发反吹4-20mA输出设置：

4-20mA输出设置共4路，每一路都可以灵活配置可以通过按左右键进行选择可选项为“SO2、NO、O2、无”STEP-2023气体分析仪I/O设置说明继电器输出设置：44STEP-2023气体分析仪I/O测试界面STEP-2023气体分析仪I/O测试界面45STEP-2023气体分析仪I/O测试说明继电器输出测试：每路继电器在测试界面下，按左右键，可以选择onoff，注意：在继电器输出测试界面下，选择OFF，可以听到继电器动作的声音4-20mA输出测试：

4-20mA输出通道中先选择要测试的通道，然后在“4-20mA输出”对话框内输入您要测试输出的值，点击右键，则会刷新输出；注意：此处可以判断分析仪输出是否正常STEP-2023气体分析仪I/O测试说明继电器输出测试：46STEP-2023气体分析仪系统设置界面STEP-2023气体分析仪系统设置界面47STEP-2023气体分析仪系统设置界面STEP-2023气体分析仪系统设置界面48STEP-2023气体分析仪系统设置说明单位选择：SO2NO单位可以选择为ppmmg/m3两种单位，O2单位只能选择%通讯设置：波特率主要是选择硬件的通讯速率，此界面下可选择输出3种协议选择为（38400、否、不启动）输出我公司协议选择为（38400、是、不启动）输出国标协议选择为（38400、否、启动）输出为MODBUS协议报警设置：报警上限值填写时不能低于报警下限值当继电器选择为SO2上限报警等时，报警设置界面及继电器输出关联；系统时间设置：设置当前时间仪表当前量程设置：设置当前量程STEP-2023气体分析仪系统设置说明单位选择：49STEP-2023气体分析仪查询界面STEP-2023气体分析仪查询界面50STEP-2023气体分析仪查询界面STEP-2023气体分析仪查询界面51STEP-2023气体分析仪查询界面说明气体室温度压力查询：此界面可以查看仪表当前气体室温度压力光谱查看：此界面可以查看仪表当前紫外光谱的信息4-20MA输入查询：此界面可以查看仪表当前4-20MA的信号，能够直接反应监测参数输出及面板显示的准确性数字量输入查询：此界面可以查看仪表当前的数字量设置；主要用于问题判断，比如说分析仪进入维护故障状态后，是那个因素引起的。STEP-2023气体分析仪查询界面说明气体室温度压力查询：523氧化锆测氧原理

氧化锆材料是一种在高温上烧结成的稳定氧化锆固体电解质。在600℃以上的高温条件下，它是氧离子的良好导体，一般做成管状，称为锆管，如图2-7所示。如果在氧化锆管的内外涂制铂电极，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆就成为一个氧浓差电池，在两个铂电极上将发生如下反应：在空气侧（参比侧）电极上：O2+4e—→2O－2在低氧侧（被测侧）电极上：2O－2—→2O2+4e即空气中一个氧分子夺取电极上四个电子而变成两个氧离子。氧离子在氧浓差电势的驱动下，通过氧化锆管迁移到低氧侧电极上，留给该电极四个电子而复原为氧分子，电池处于平衡状态时，两电极间电势值E恒定不变。3氧化锆测氧原理

氧化锆材料是一种在高温上烧结成的稳定氧化锆534流量测量原理

STEP-CEMS系统采用压差传感器、皮托管流量计测量技术测量流量。烟气的流速是烟气参数中一个很重要的物理量，其测量精度直接影响污染物排放总量的测量精度。烟气流速的测量使用S型皮托管，S型皮托管的结构如图2-5所示。该皮托管是由两根相同的金属管并联组成，测量端有方向相反的两个开口。测定时，面向气流的开口测得的压力为全压，而背向气流的开口测得的压力小于静压。按照图2-5中的设计要求制做的S型皮托管，其修正系数Kp为0.84±0.01。S型皮托管的测压管开口较大，不易被颗粒物堵塞，且便于在厚壁烟道中使用。4流量测量原理STEP-CEMS系统采用压差传感器、皮托545烟尘监测仪原理

浊度法：光通过含有烟尘的烟气时，根据朗波比尔定律，光强因烟尘的吸收或散射作用而减弱，测量和比较光束通过烟尘前后的光强关系即可得到烟气中烟尘的浓度。浊度法测烟尘的原理可参阅下图：5烟尘监测仪原理

浊度法：光通过含有烟尘的烟气时，根据朗波比55浊度法烟尘仪，分为单光程和双光程两种烟尘仪。单光程烟尘仪的光源发射端及接受端在烟道或烟囱的两侧，光源发射的光通过烟气，由安装在烟道或烟囱对面的接收装置检测光强，并转变为电信号输出。双光程烟尘仪的光源发射端及接受端在烟道或烟囱的同一侧，由发射/接收装置和反射装置两部分组成，光源发射的光通过烟气，由安装在烟道对面的反射镜反射再经过烟气回到接收装置，检测光强并转变为电信号输出。浊度法烟尘仪，要求在烟道或烟囱两侧开孔，安装时要求光源从发射端发出，能很好到达接受端，要求设备安装时精确对准。为避免由于烟道或烟囱振动，或日久位移引起的测量误差。维护人员要注意日常维护和检查。散射法：光通过含有烟尘的烟气时，光束射到烟尘颗粒上发生各个方向的散射，测量和比较光束发射时光强及某个角度散射回来的散射光强关系即可得到烟气中烟尘的浓度。一般选用激光为光源，选用后向散射光作为检测光。激光后向散射烟尘仪是一种对烟气中的烟尘浓度进行连续自动监测的仪器，可及CEM系统配套用于工业污染源烟尘排放的连续监测，也可以单独使用（如用于对除尘效率的监视）。浊度法烟尘仪，分为单光程和双光程两种烟尘仪。单光程烟尘仪的光56激光光源发出的光束通过含有颗粒物的烟尘时发生散射，当烟尘浓度变化时，散射光能也随之改变，散射光的强度及烟尘的浓度成正比，通过测量烟尘后向特定立体角的散射光能，即可计算出烟尘的浓度值。激光背向烟尘监测仪采用半导体激光器作为光源，激光束直接入射到烟尘中，在激光束背向一个特定的立体角接收烟尘的散射光，散射光通过一个透镜聚焦后经光纤传输到光电探测器测得散射光强，测量的电信号经过信号调理后转化成及烟尘浓度呈比例的信号输出。后向散射烟尘测试仪为单端安装，安装方便，维护工作量小，灵敏度高，动态测量范围大，运行可靠。后向散射烟尘测量示意图激光光源发出的光束通过含有颗粒物的烟尘时发生散射，当烟尘浓度57新二代CEMS设计原理及优点根据《HJ/T75-2007》《HJ/T76-2007》标准要求。整套系统都是模块化设计，包括仪器的内部，不需要做任何调整，只需更换模块就能工作，用户可自己操作。这都得益于系统所用的仪器的卓越性能及模块的互换性能。模块化设计，简单地说就是将产品的某些要素组合在一起，构成一个具有特定功能的子系统，将这个子系统作为通用性的模块及其他产品要素进行多种组合，构成新的系统，产生多种不同功能或相同功能、不同性能的系列产品。模块化设计是绿色设计方法之一，它已经从理念转变为较成熟的设计方法。将绿色设计思想及模块化设计方法结合起来，可以同时满足产品的功能属性和环境属性，一方面可以缩短产品研发及制造周期，增加产品系列，提高产品质量，快速应对市场变化；另一方面，可以减少或消除对环境的不利影响，方便重用、升级、维修和产品废弃后的拆卸、回收和处理。模块是模块化设计和制造的功能单元，具有三大特征：

1.相对独立性，可以对模块单独进行设计、制造、调试、修改和存储，这便于由不同的专业化企业分别进行生产；

2.互换性，模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，容易实现模块间的互换，从而使模块满足更大数量的不同产品的需要；

3.通用性，有利于实现横系列、纵系列产品间的模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。新二代CEMS设计原理及优点根据《HJ/T75-2007》58CEMS模块化产品扩展功能性较大，因为采用了模块化的设计，增减产品不需要改变系统结构只要增减相应的模块就能快速的完成，工作量明显减少。在设计生产时预留了相应的接口，针对多种不同的工况，不同的现场不需要重新设计图纸，通用性较强。CEMS模块化设计后整体分为五大模块：气体分析模块，模块控制箱，数据采集传输模块，预处理模块，电控箱模块。CEMS模块化产品扩展功能性较大，因为采用了模块化的设计，增59模块控制箱

模块控制箱取代以前的电路板。不需要中间转接信号线。增加了流量计调节流量，在运营维护中可以方便快捷的调节流量。增加了伴热管线温度显示功能，可以查看伴热管线温度。新增五个按钮开关，每种状态的显示说明：1.检修照明按钮：是进行设备检修时灯光不好是需要自己启动照明，照明灯就是安装在机柜上的T4灯管。2.系统维护按钮：是需要进行系统维护时，按下系统维护按扭，输出接点信号给PLC，PLC控制程序进入到待机状态。3.手/自动反吹按扭：是进行手、自动反吹切换的。不按时是自动反吹，根据PLC程序执行8个小时进行一次反吹。按下时就立即进行反吹。4.分析仪零标按扭：是需要进行分析仪零点标定时按下，分析仪就进行零点标定。5.模块控制按扭：是控制模块的电源，进行启动、停止。模块控制箱模块控制箱取代以前的电路板。不需要中60新增了五个状态指示灯

1.湿度报警指示灯：是外接气路中的湿度传感器检测到湿度超过设定的湿度值，输出一个接点信号给PLC，PLC进行程序控制，停止运行，并输出一个接点信号控制报警信号灯。2.采样泵运行指示灯：是采样泵正常运行的标志。气路的冷凝器的温度降到5摄氏度时，冷凝器输出一个接点信号到PLC，PLC经过信号处理，控制采样泵开始运行。3.反吹状态指示灯：是手动、自动进行反吹时，监测反吹运行的状态。反吹是由皮托管、探头反吹组成。由PLC程序控制，先启动空气压缩机进行充气。二位三通电磁阀切换三通气动球阀打开，二通电磁阀打开气源进行反吹。空气压缩机充气二分钟后进行采样探头反吹。二位三通电磁阀切换二通气动球阀打开，二通电磁阀打开气源进行反吹。4.分析仪零标指示灯：是分析仪零标按钮按下后，给PLC一个接点信号，PLC输出一个接点信号给分析仪，分析仪进行零点标定。5.开关电源指示灯：是220V电源给开关电源电后，开关电源正常工作，输出24V直流电，开关电源指示灯点亮。新增了五个状态指示灯1.湿度报警指示灯：是外接气路中的湿度61

采样气体从模块控制箱进气孔进入，经过流量计调节流量后从出气孔流入分析仪。可对气体流量进行调节。模块控制箱后置面板

现场仪表的信号输入，输出到中控的模拟量信号，开关量控制信号，传输到数采的数字量信号全部通过标准可插拔件接入。预留了足够的可扩展模块方便设备扩展。安装调试时可根据后面的标识对号接线。模块更换只需要插拔即可完成，不需要重新接线，免去了更换设备重新布线的麻烦。在实际运营维护中对有问题的控制箱可以直接更换带走维修，避免在维修过程中时间紧张排查问题难的缺点，节省运营维护时间。采样气体从模块控制箱进气孔进入，经过62模块控制箱内部结构将PLC，电源，温度显示模块集成到模块控制箱内。出厂调试好后不需要打开盖板。输入输出全部以标准化模块在后置面板输出。减少了线路的中间转接程序，使故障率减低。模块控制箱内部结构将PLC，电源，温度显示模块集成到模块控制63数据采集传输模块

采用7寸大触摸屏，不用鼠标键盘即可对数采进行操作。增加了复位开关，可对数采进行重启操作。增加了液晶屏开关，在不使用的时候可将液晶屏关闭，既可节约资源又可延长元器件使用寿命。预留有AI输入端口，DI,DO端口可扩充数采板，方便不使用PLC的烟气设备使用。内置数据传输模块，传输更稳定。数据采集传输模块采用7寸大触摸屏，不用鼠标键盘即64数据采集传输模块内部结构箱体宽松方便散热和设备扩展。预留了数据采集板及24V开关电源卡位。需要时可随时增加。数据采集传输模块内部结构箱体宽松方便散热和设备扩展。预留了数65电控箱模块控制各个部件和总电源的开关、24V继电器的电源控制电控箱模块控制各个部件和总电源的开关、24V继电器的电源控制66预处理控制模块

取消了原来的0124电磁阀，用现在的2个常闭型二通电磁阀、2个二位三通电磁阀、1个二通气动球阀、1个三通气动球阀组成的反吹皮托管、采样探头的气路。原来的采样气路不变，减少了*6特氟龙管的用量4米。在原来的采样气路上，把二级精细过滤器改成了带排水功能的精细过滤器，进一步加强了气路的排水功能，减少分析仪进水的可能。

预处理控制模块取消了原来的0124电磁阀，用现在67采样单元反吹采样单元整体加热到130～150℃这样防止水分冷凝。探头滤芯易更换性，不需要任何工具，也不需要拆卸什么东西，大大减少维护时间。具备高防腐性能，所有及样气接触部件均采用防腐材质。过滤性能好，过滤孔<3μm。改进了反吹系统，增加了气动球阀避免了反吹气路切换时对分析仪的损坏。采用内外反吹的形式对探头进行反吹最大程度的避免了伴热管线的堵塞。增加了按键控制及设备运行状态指示灯，运营人员可根据指示灯的状态判断设备的运行情况或者故障原因快速解决。加强了皮托管、采样探头反吹，减少了运营人员维护工作量。以前每月需要检查2次以上皮托管、采样探头是否堵得情况。现在只需要根据现场情况调整反吹的频率就可以了。增加反吹后减少了分析仪的进水的情况。保证了气路的通畅，同时也保证了分析仪的稳定性、数据的可靠性。采样单元反吹采样单元整体加热到130～150℃这样防止水分冷68CEMS改型前后对比对比项目改型前STEP-CEMS烟气排放连续监测系统改型后STEP-CEMS烟气排放连续监测系统优缺点对比外观

体积大小为：600*800*1863单位：mm门板是凹凸型体积大小为：600*800*1863单位：mm门板是平板型，加标识凹槽外观美化，标识较之前清晰。显示功能

由独立的电脑主机外接显示

加入4U数据采集箱，集合显示（带触摸功能），数据采集和数据传输功能将显示、数采和传输的外置电脑省去，直接集成自产的数据采集箱，一体化更强，显示更直观。DTU型号

宏电DTU安装方式为单一成品外置安装

安装方式为数采箱内部安装或独立安装两种方式安装方式灵活，适应现场需求反吹功能0124电磁阀单独控制反吹

增加两个气通阀和两个常闭两通电磁阀，都可以承受10kg气压。其中一个两通气通阀反吹皮托管，三通气通阀反吹伴热管线和采样探头。之前单个电磁阀控制反吹稳定性不高，容易漏气形成气压不够。修改之后利用两个气通阀各自反吹皮托管和伴热管线。加强了反吹，增强了反吹效果。烟气预处理

二级过滤，二级冷凝。

在原来的基础上增加了一个精细过滤器，增加了滤水、排水功能进一步增强脱水、排水功能，减小分析仪进水概率。电气部分由电路板和电气控制组成，走线较多，占用面积较大统一集成为4U的电气控制箱，减少空间，增加了电气、电路部分由原来的一整块电路板改为4U电气控制箱，加入了电源指示灯和继电器开关控制。更直观的显示系统工作状态，便于现场安装和维护。CEMS改型前后对比对比项目改型前STEP-CEMS烟气排放69STEP-2023气体分析仪故障现象分析问题现象可能原因1分析仪测量值波动大（短期波动超过量程的2%）光谱能量偏低滑动平均设置有误样气流速或压力波动过大样气温度波动过大不打灯2不打灯（听不到“嗒嗒”声），但浓度数据依然在更新（尽管不准确）光源故障（如光源坏，打灯电压不够）光谱仪内部设置有问题3不打灯（听不到“嗒嗒”声），且浓度数据不再更新HMI及光谱仪通讯故障4-20mA输出及界面显示结果不一致（差异达到量程的1%以上）端口配置有误量程设置有误硬件或通讯故障STEP-2023气体分析仪故障现象分析问题现象可能原因1分70STEP-2023气体分析仪故障现象分析问题现象可能原因1调零后通空气和N2显示数值有很大差别预处理故障导致水或粉尘进入气体室2O2传感器数值不变化氧传感器是否老化液晶屏黑屏1、及HMI板之间的连线脱落2、烧坏液晶屏白屏1、电压调节有问题2、温度过高或过低3短期内（如1-2天）有较大的零点漂移或量程漂移1、预处理故障导致水或粉尘进入气体室2、光纤折弯导致光谱能量下降3、光源能量调节旋钮被旋动4、清洗气体室透镜STEP-2023气体分析仪故障现象分析问题现象可能原因1调71STEP-2023气体分析仪的气室清理维护擦拭气体室有两种方式：粗擦和细擦粗擦：将气体室上的两个弯通接头旋下，用棉签沾上酒精后擦拭气体室透镜内表面，酒精擦拭后再用干棉签擦拭擦干或用N2吹一段时间，观察光谱是否满足要求？如满足则将弯通接头旋上，确保不漏气；细擦：将气体室按上图方式拆开，擦拭图中一端透镜，然后用毛笔或其他工具擦拭气体室另外一端透镜；STEP-2023气体分析仪的气室清理维护擦拭气体室有两种方72烟气参数监测子系统的介绍组成：温度变送器、压力变送器、流量变送器、湿度变送器监测意义：反应标准状态下干烟气的流量，进一步计算污染物的排放总量烟气参数监测子系统的介绍组成：73STEP-CEMS温压流一体化的介绍温度传感器原理：根据电阻阻值、热电偶的电势随温度不同发生有规律的变化的原理，我们可以得到所需要测量的温度值。S型皮托管测流速原理：差压变送器感应烟气的动压和静压，动压及静压的压差值△P及烟气的流速有关，流速大则压差值△P也变大。当无流速时△P为0。从而根据计算公式由压差△P值、皮托管校正系数,等计算出流速大小△P=P0–Pp0为总压p为静压ρ为流体密度,烟气默认为1.30.皮托管系数。S型皮托管其修正系数

Kp为0.84±0.01.温压流一体化示意图STEP-CEMS温压流一体化的介绍温压流一体化示意图74烟气参数测量技术流速监测性能比较测量方法测量方式优点不足差压传感法点测量要用速度场系数校准结构简单、安装方便、易于维护、运行可靠要用高压气体定时反吹靶式流量计法点测量要用速度场系数校准结构简单、安装方便、易于维护、运行可靠当垂直于气流的靶面积发生变化时影响流量测定的准确性热平衡法点测量要用速度场系数校准结构简单、安装方便、易于维护、运行可靠、不需测量烟气温度、压力质量流量及烟气密度有关，由于是直接插入烟道测量，要防止烟气对热丝的污染超声波法线测量及烟气密度、温度、压力无关，测量断面平均流速安装要求高，价格贵烟气参数测量技术流速监测性能比较测量方法测量方式优点不足差压75颗粒物监测子系统的介绍烟尘仪的工作原理：光通过含有烟尘的烟气时，根据朗波比尔定律，光强因烟尘的吸收或散射作用而减弱，测量和比较光束通过烟尘前后的光强关系即可得到烟气中烟尘的浓度颗粒物监测子系统的介绍烟尘仪的工作原理：76几种烟尘方法优缺点概述方法优点缺点运行效果结论β射线法技术成熟，及质量浓度直接相关，及称重法一致。透射式：结构复杂，不能长期连续运行，有间断。散射式：可连续，但存在辐射很少用于连续监测便携式是发展方向不适合长期连续工作电荷法简单，安装容易，价格低廉直接耦合：测量结果及积灰和烟气流速想关。交流耦合：及流速相关。没见到国外用于浓度测量的投导，但多用于布袋除尘器破漏报警。适合用于布袋除尘器，检漏光散射法技术成熟，安装容易，不受烟道形变的影响。1。测量结果受颗粒物的物理参数影响较大，尤其是灰度。2。安装位置要求高（流畅稳定）运行结果受颗粒物的表面特性影响较大。在煤种不变化，锅炉燃烧稳定的情况下，结果有效，能长期运行）光透射法技术成熟，受颗粒物表面特性影响较散射法小，及称重法一致性好。安装复杂，（两侧安装），易受烟道变形影响。及称重法的一致性好，测量结果准确。符合中国手工称重法标准适合长期连续运行。几种烟尘方法优缺点概述方法优点缺点运行效果结论β射线法技术成77STEP-CEMS数采仪的介绍1、数据采集传输仪的定义：是配套于环境在线监测系统的数据采集系统，它的主要功能是直接收集由环境在线监测系统仪器和仪表所测定的监测数据，监测数据经数据采集传输仪处理、加工、转换后送环境主管部门环境在线监控中心，同时，数据采集传输仪响应监控中心传来的远程命令，实现对监测监控现场仪器和仪表的远程操控。2、STEP-RTU2008型数据采集传输仪的特性：通过数字通道、模拟通道、开关量通道采集监测仪表的监测数据、状态等信息，然后通过传输网络将数据、状态传输至上位机；上位机通过传输网络发送控制命令，数据采集传输仪根据命令控制监测仪表工作。环境要求：工作温度：-25℃～+75℃相对湿度：5%～95%(40℃无结露)储存温度：-10℃～50℃大气压强：86～106kPa电源要求：输入电压：AC176～264V频率：50Hz±1%STEP-CEMS数采仪的介绍1、数据采集传输仪的定义：78STEP-CEMS数采仪的介绍信号输入、输出类型模拟信号输入：电流信号：4～20mA电压信号：1～5V光电隔离信号输入：电压信号：+5VDC开关量信号继电器信号输出STEP-CEMS数采仪的介绍信号输入、输出类型79STEP-CEMS数采仪的操作1、系统的登录界面开机进入嵌入式数据采集传输系统登陆界面。点击系统管理→系统登录，登录用户名是：SZSTEP登录密码是：StepRtu在整个界面中可以看到有系统管理、配制管理、数据管理三个大选项，其中登录后可进入配置管理进行系统参数配置。STEP-CEMS数采仪的操作1、系统的登录界面开机进入嵌入80STEP-CEMS数采仪的操作2、采集参数配置系统配置配置管理中分为：采集参数配置、传输参数配置、数据存储设置、仪器状态设置等。STEP-CEMS数采仪的操作2、采集参数配置系统配置配置管81STEP-CEMS数采仪的操作3、采集参数配置STEP-CEMS数采仪的操作3、采集参数配置82STEP-CEMS数采仪的操作采集参数配置说明参数名称：例如SO2；国标代码：参照HJ-212传输标准中各参数的国标代码号；数据格式：1代表数值显示到小数点后一位，2代表数值显示到小数点后两位，依次类推；数据单位：数据单位由每个参数方框中可以在下拉菜单中选择。例如：SO2是mg/m3或者ppm，本程序中是mg/m3；参数系数:表示线性K值，做数据修正；参数常数：做数据修正使用；命令字符：各参数的取量地址，选用MODBUS协议中对应的数量地址；量程最高和量程最低：量程大小的设定；停运条件：设定条件范围确定是否是停炉。STEP-CEMS数采仪的操作采集参数配置说明参数名称：例如83STEP-CEMS数采仪的操作计算公式配置参数计算公式在下拉菜单中可选或自己写计算公式；排量计算公式下拉菜单中选择或自己写计算公式；串口参数

采集数据设置数字量串口参数。串口名、波特率、数据位、停止位、校验位。一般串口选择对应的数据采集口，波特率为9600、数据位为8位、停止位为1位、校验位为None。STEP-CEMS数采仪的操作计算公式配置84STEP-CEMS数采仪的操作4、通讯传输配置STEP-CEMS数采仪的操作4、通讯传输配置85STEP-CEMS数采仪的操作通讯传输配置说明在传输设置列表中选择通讯传输方式，或点击添加进入传输方式参数编辑传输类型：TCP/IP传输、HTTP传输、串口传输三个选择TCP/IP传输：1设置IP地址：输入上传平台的IP地址（一般平台给出IP地址）；2端口号：输入上传端口号（一般平台给出端口号）；3回应包：选择性打勾，对平台发出的控制命令给出相应的回应包；4接受反控；选择性打勾，确定是否接受平台发出的控制命令并执行；HTTP传输：设置数据上传的HTTP地址；串口传输：选择数据输出的串口号及基本串口参数