cems煙氣監(jiān)測系統(tǒng)
1.項目介紹
山東云唐智能的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測SO2、NOX、02(標準、濕基、干基和折算)、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速等多項相關參數(shù),并統(tǒng)計排放率、排放總量等。從而對測量到的數(shù)據(jù)進行有效管理。
系統(tǒng)由氣態(tài)污染物(SO2、NOX、02等)監(jiān)測、顆粒物監(jiān)測、煙氣參數(shù)(溫度、壓力、流速等)監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集與處理4個必選子系統(tǒng)組成。
氣態(tài)污染物監(jiān)測采用抽取式冷凝法+磷酸滴定法預處理,其原理是利用紫外差分法測量煙氣中的SO2、NOX含量,通過電化學法測量濕氧含量,然后通過干濕轉化計算出SO2、NOX、02的干煙氣濃度,磷酸滴定發(fā)預處理可以有效減小冷凝除水時SO2的吸附損失,提高測量準確度。
顆粒物監(jiān)測采用抽取式測量法,煙氣的溫度采用溫度傳感器測量,煙氣壓力采用壓力傳感器測量,煙氣流速采用皮托管測量;將所有的測量信號送入數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
輸出處理系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、遠程故障診斷、報表統(tǒng)計和圖形數(shù)據(jù)分析等功能,實現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。整套系統(tǒng)結構簡單,動態(tài)范圍廣,實時性強,組網(wǎng)靈活,運行成本低,同時系統(tǒng)采用模塊化結構,組合方便,并且能夠*與企業(yè)內(nèi)部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊的要求。
000011 項目執(zhí)行標準
本系統(tǒng)的設計、制造、驗收規(guī)范主要按下列標準和技術規(guī)范進行:
u GB3095-1996 《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》
u GB13223-2003 《火電廠大氣污染物排放標準》
u GB18485-2007 《生活垃圾焚燒污染物控制標準》
u HJ/T75-2007 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》
u CJJ90—2002 《城市生活垃圾焚燒工程技術規(guī)范》
u CJ/T118—2002 《城市生活垃圾焚燒爐技術規(guī)范》
u HJ/T76-2007 《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法》
u GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標準》
u GB/T16157-1996 《固體污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》
u GB9078-1996 《工業(yè)爐窯大氣污染物綜合排放標準》
u GB 3095-1996 《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》
u GB12519-1990 《分析儀器通用技術條件》
000012 項目方案
000012.1 測量項目
Ø SO2、NOX、O2、煙塵、溫度、壓力、流速
000012.2 測量方法
Ø 煙氣采樣方法:抽取式冷凝法
Ø SO2、NOX監(jiān)測方法:差分光學吸收光譜法(磷酸滴定法預處理)
Ø O2監(jiān)測方法:電化學法
Ø 煙塵測量方法:抽取式測量法
Ø 溫度測量方法:溫度傳感器
Ø 壓力測量方法:壓力傳感器
Ø 流速測量方法:差壓法(皮托管)
2. cems煙氣監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總則
本系統(tǒng)設備的功能設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術要求,均符合國家有關環(huán)境保護標準要求,滿足中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)(HJ/T75-2007、HJ/T76-2007)標準要求。
本公司的CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成,其中氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在標準19英寸機柜內(nèi)。系統(tǒng)組成如下圖:
圖一、CEMS系統(tǒng)組成圖
Ø 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng):由取樣單元、預處理單元和分析單元等組成。
Ø 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng):采用抽取式煙塵監(jiān)測儀。
Ø 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng):采用皮托管測流速,壓力傳感器測壓力,溫度傳感器測溫度,煙氣濕度采用高溫電容濕度傳感器測量。
Ø 數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng):由數(shù)據(jù)采集器、工控機、顯示器和系統(tǒng)軟件等組成。
根據(jù)客戶需求不同對上述子系統(tǒng)進行裁剪。
圖二、CEMS系統(tǒng)安裝示意圖
3. 系統(tǒng)組成
3.1 氣態(tài)污染物監(jiān)測
3.1.1 取樣和預處理單元
樣氣在取樣泵的抽力下由取樣探頭取出。樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除,濾除后由伴熱管線輸送到制冷系統(tǒng)冷凝除水,送至分析單元進行分析。其中根據(jù)超低系統(tǒng)中普遍存在濕度大、SO2小等特點,為了減少SO2的吸附損失,預處理系統(tǒng)采用比較可靠簡單的磷酸滴定法,在冷凝器預處理中加入5%以上的磷酸溶液,使得冷凝水始終處于酸性狀態(tài),減少SO2的吸附損失,提高測量精度。冷凝下來的水經(jīng)排水系統(tǒng)排掉。由控制單元實現(xiàn)反吹、標定、制冷溫度報警提示等功能,并顯示系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。
預處理系統(tǒng)中采用一級快速冷凝除水,確保氣體組分不變。采用二級精細過濾,確保氣體測量室不被污染,從而提高分析儀的使用壽命。下圖即為氣態(tài)污染物監(jiān)測系統(tǒng)流程圖。
3.1.2 氣體分析儀
儀 器:紫外光譜氣體分析儀
型 號:HM-UVA-100
測量原理:差分光學吸收光譜技術(DOAS)
測量原理
紫外光譜氣體分析儀是基于多通道光譜分析技術(OMA)和差分光學吸收光譜技術(DOAS)的氣體分析儀器。光源發(fā)出的光束匯聚進入光纖,通過光纖傳輸?shù)綒怏w室,穿過氣體室時被待測氣體吸收后,由光纖傳輸?shù)焦庾V儀,在光譜儀內(nèi)部經(jīng)過光柵分光,由陣列傳感器將分光后的光信號轉換為電信號,獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。儀器根據(jù)此光譜信息采用差分吸收光譜算法(DOAS)及偏小二乘算法(PLS)處理,得到被測氣體的濃度。
Ø 多波段光譜分析技術(OMA)
由于各種氣體分子在不同波段對光波有不同的吸收,通過對氣體吸收后的連續(xù)光譜的分析,實現(xiàn)了多種氣體的同時測量。
紫外光譜氣體分析儀采用紫外波段的光源和傳感器,用來測量在紫外波段對光波有吸收的氣體的濃度,比如SO2、NO、NO2等氣體。
Ø 差分光學吸收光譜技術(DOAS)
DOAS的核心思想是將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩個部分??熳儾糠峙c氣體分子的結構和所組成的元素有關,是氣體分子吸收光譜的特征部分;緩變部分與煙塵、水汽、背景氣體的干擾,以及測量系統(tǒng)的變化等因素有關,是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度,測量結果不受干擾,準確性高。
紫外光譜氣體分析儀采用*的DOAS算法和PLS算法相結合的處理方式,消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾,同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結果的影響,保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。
技術指標
SO2:0~20~100ppm(可根據(jù)買方需求定制)
NO: 0~20~100ppm(可根據(jù)買方需求定制)
精確度:≤±2%
線性誤差:≤±2%F.S.
零點漂移:≤±2%F.S./7D
量程漂移:≤±2%F.S./7D
響應時間:≤30s
其他
O2測量 電化學,0~25%,≤±2%F.S.
電源:220VAC ,50Hz
環(huán)境溫度限制:-10~40℃
通訊接口:1路RS232;1路RS485/RS232
數(shù)字接口:4路繼電器輸出,2路二進制輸入
模擬接口:5路4~20mA輸出,2路4~20mA輸入
儀表特點
Ø 可靠性高
采用壽命達10年的脈沖氙燈作光源,采用固化光譜儀,無運動部件,可靠性高。
Ø 組合式氣體室設計
組合式氣體室設計使得光譜調(diào)節(jié)簡便,提高光譜強度。
Ø 測量精度高、穩(wěn)定性好
采用DOAS(差分光學吸收光譜)算法,測量結果不受煙塵、水分等因素干擾,測量準確度高;同時DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差,測量穩(wěn)定性好。
Ø 高度智能化、數(shù)字化
內(nèi)置多塊高性能處理器,處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術,各模塊具備強大的數(shù)字化配置和檢測功能;操作簡單、使用方便。
Ø 豐富的用戶接口
提供豐富接口,可方便集成到各類控制和監(jiān)測系統(tǒng)??赏ㄟ^RS485和RS232等通信方式組建無線或有線網(wǎng)絡,為儀器的日常操作、維護和管理提供便利。
Ø 與常見分析儀的對比
類 別 | HM-UVA-100 | 非分光紅外(NDIR) |
光譜范圍 | 全息光柵分光,二極管陣列檢測器,完整的連續(xù)吸收光譜 | 非分光,帶通濾光片,測量特征波長處吸收 |
波長分辨率 | 高,0.6nm | 低,20-30nm |
線性響應 | 高波長分辨率保證線性響應 | 較大的濾光片通帶寬度導致對氣體濃度非線性響應 |
測量動態(tài)范圍 | 大,適合脫硫前后同時測量 | 小 |
煙氣濕度影響 | 不受煙氣濕度的影響 | 濕度和濾光器件影響標定結果 |
標定周期 | 寬連續(xù)光譜、高波長分辨率,標定周期長 | 標定周期短 |
抗干擾能力 | 很強,寬連續(xù)光譜和高波長分辨率消除了顆粒物、水分、背景氣體的干擾 | 弱,特別容易受水分干擾 |
可靠性 | 內(nèi)部無任何移動部件,可靠性好 | 有斬波器等移動部件,影響運行可靠性 |
3.1.3 分析系統(tǒng)
分析系統(tǒng)由:
Ø 取樣單元(探頭、過濾器、溫控器);
HM-CEMS-1000系統(tǒng)的采樣單元主要由采樣探頭和伴熱管線組成。按照國家規(guī)范將采樣探頭安裝在煙道(或煙囪)的適當位置,采集煙道中的氣體,并通過伴熱管道將氣體運送到位于機柜內(nèi)部的加熱盒中。為保證測量結果的準確,采樣探頭和伴熱管線都采用電伴熱的方式,可以將氣體保持在設定的溫度,以防止氣體中水分凝結,伴熱管線長度可根據(jù)買方實際需要來定制。
Ø 預處理單元(取樣泵、除濕、細過濾、排水等);
煙氣經(jīng)過高溫采樣探頭和伴熱管到達預處理系統(tǒng),預處理系統(tǒng)經(jīng)過采樣球閥切換進入冷凝器進行汽水分離,冷凝水通過蠕動泵及時排出,經(jīng)過冷凝器的冷凝除水,在經(jīng)過三級精細過濾器進行除塵過濾,處理過的潔凈的無塵無水的樣氣進入煙氣分析儀進行分析測量。
Ø 分析單元(SO2 、NO、NO2、O2);
Ø 信號輸出( SO2、NO、NO2、O2濃度、量程轉換、標定狀態(tài)、故障狀態(tài)等);
Ø 其它(氣路、電路等);
Ø 分析儀器柜:1800×530×730MM(高*深*寬) 。
3.2 顆粒物監(jiān)測
儀器:抽取式煙(粉)塵測量儀
型號:LFS1000-MO型
測量原理:激光抽取式
技術參數(shù)表:
工作原理 | 激光前向散射測量原理 |
測定對象 | 工業(yè)廢氣、煙塵 |
機械特性 | 主機外殼:全金屬外殼 |
主機尺寸:1670×750×600 mm (H×W×D) | |
重 量:約120Kg | |
防護等級:系統(tǒng)IP55,電子部件IP65 | |
光學特性 | 工作波長(650±20)nm |
測量性能 | 測量范圍:雙量程自動切換,?。?-5)mg/m3大(0-200)mg/m3 |
零點漂移:±2%F.S./24h 量程漂移:±2%F.S./24h | |
示值誤差:±2%F.S. | |
檢 出 限: 0.01mg/m³ 煙道直徑:(0.3~20)米 | |
測量條件 | 煙道流速:(0~30)m/s; 煙道壓力:-5Kpa~5Kpa 煙氣溫度:大300℃ 煙氣濕度:30mg/m3 防堵反吹:自動,反吹時間間隔可設置 |
主機供電要求 | 電壓220VAC,功率3KW |
工作環(huán)境 | 工作溫度: -20℃~+50℃ |
接口特性 | 模擬輸出:(4~20)mA |
數(shù)字接口:RS485 |
執(zhí)行標準:HJ/T 76-2007 固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法.
產(chǎn)品性能特點:
采用同點測速、采樣一體化探頭,支持精確的等速采樣。
支持四參數(shù)同時輸出:煙道溫度、煙道壓力、煙道流速、煙道濃度。
儀器采用多種先進技術。包括:相關噪聲對消技術、激光發(fā)射功率穩(wěn)定技術、極低噪聲TIA、干擾控制與信號完整性設計、抗惡劣環(huán)境設計技術,提供快速、可靠和準確的定量煙塵排放數(shù)據(jù)。
*自動校準技術,實現(xiàn)零點和滿量程自動校準。系統(tǒng)每24小時自動進行零點校準和滿量程校準。同時支持手動零點校準和自動零點校準。
采用射流技術,從煙道中抽取部分煙氣,結構緊湊、安裝簡單、抗雷擊、抗惡劣環(huán)境、成本低、維護量小。
煙氣采樣、傳輸過程進行連續(xù)加熱恒溫,防止傳輸過程濕煙氣冷凝產(chǎn)生的測量誤差。
采用智能技術,具備顯示功能,可實時顯示各項測試數(shù)據(jù)、故障提示,方便現(xiàn)場調(diào)試與檢修。
*設備運行狀態(tài)提示、溫度異常、參數(shù)異常提示。
斷電自保護功能,斷電后利用備用電池供電,關閉閥門,保護內(nèi)部結構。
3.3 煙氣參數(shù)監(jiān)測
3.3.1溫壓流一體化探頭(溫度、壓力、流速)
溫壓流一體化探頭測量裝置的結構主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻(或熱電偶)、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補償?shù)?。其測量原理是:一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式,在正確安裝后,皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測到的動壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器,差壓變送器將動壓與靜壓之差轉換為4~20mA 開方比例電流傳送給配電箱數(shù)據(jù)采集模塊,CEMS機柜內(nèi)的計算機進行數(shù)據(jù)處理。
皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理,可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體(如鍋爐排放的煙氣)測量時的系統(tǒng)反吹:當探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時,電磁閥定時或按預定程序開啟,將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè),正常測量時電磁閥則處于關斷狀態(tài)。
技術特點
l 可實時測量煙氣的溫度、壓力、流速,通過3路模擬信號兩線制4~20mA輸出。
l 自動定時對皮托管的動壓和靜壓端進行反吹。
l 測量精度高、可靠性好、可長期連續(xù)工作。
l 安裝和接線方便、維護量低。
技術指標
Ø 量程:線性輸出0-30m/s;
Ø 輸出信號:4~20mA 兩線制;
Ø 測量精度:±2%F.S.;
Ø 校驗頻率:12 個月;
Ø 響應時間:<1s;
Ø 差壓(溫度、壓力)變送器電源:24VDC,兩線制;
Ø 差壓變送器過壓極限:4.0MPa;
Ø 皮托管材質(zhì):304、316L不銹鋼;
Ø 常閉反吹電磁閥電源:220VAC,50Hz;
Ø 皮托管插入長度:500~2000mm 可選;
Ø 壓力變送器量程:-5~+5kPa ;
Ø 溫度變送器量程:0~300℃;
Ø 介質(zhì)溫度范圍:-40~500℃;
Ø 環(huán)境溫度:-40~85℃;
Ø 貯存溫度:0~50℃;
Ø 貯存濕度:0~85%RH。
Ø 安裝法蘭:DN50;
Ø 材質(zhì):SUS316L