烟气(CEMS)排放连续在线监测系统
CEMS基本情况
CEMS基本情况
系统配置：满足本技术招标要求
输出单位：mg/m3或PPm（可选）
监测内容：NOx、SO2、O2 、CO、CO2
一次仪表安装位置：烟道，具体位置现场定；所有安装在烟囱内或烟囱上的或者提供烟气气路通道的CEMS系统部件（包括气路管）均采用耐腐蚀材料组成。
4、CEMS系统详述
4.1 系统组成
我公司提供的CEMS系统是针对污染源烟气，用工业型仪器对其NOX、CO2、CO、SO2、O2含量等进行连续测量。
采样管技术参数
1）加热温度：120～160℃
2）电源：AC220V ±10% 50Hz
3）功率：40W/m
4）重量：1.5Kg/m
4.2.2 预处理单元
预处理系统保证在最短的滞后时间内，选取有代表性的样气，样气的状态，如温度、压力、流速、含水量、含尘量等，干净程度必须满足分析仪表的操作条件。主要完成以下几项工作。
1） 样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，提供给分析仪器测量SO2、NOX、O2含量。
2） 冷凝除水：双路压缩机制冷器两级除湿干燥，蠕动泵自动排水，并且采用膜式除湿器除去样气中的含水量。
3） 精密过滤器：进一步精密除尘，保证整体过滤精度在0.2um以下。
4） 定标：定时对仪器进行零点和量程的标定。
5） 流量调节：保证分析仪器的进样流量在0.5～0.7L/min以内。
预处理单元包括：压缩机冷凝器、防腐真空取样泵、雾过滤器、精密过滤器、中枢反吹单元等，完成样气的净化、除尘、除湿，其过滤精度达到0.1um，完全达到分析仪器要求的超净、恒温、恒流稳定的样气标气，连续不断的送入分析仪器，从而确保了分析仪的准确性和可靠性。首先样气进入机柜时经过一个电动球阀，通常电动球阀是打开状态，当吹扫时，电动球阀关闭，，防止反吹气进入机柜，起到保护预处理系统的作用。样品气进入压缩机冷凝器除去湿气，冷凝液集结在冷凝器的下方，通过排液蠕动泵自动排除。接着样气经过一个保护过滤器除尘，再经过一个两位一通电磁阀，自动校零时洁净的空气通过此阀，经取样泵抽出，对分析仪的零点进行校准，接着气体进入二级制冷器进一步除湿干燥，除湿后的气体通过取样泵和一个手动三通阀，注入标准气对仪器的量程进行标校，最后对样气再做进一步干燥后进入分析仪。
冷凝器的故障信号产生时，取样泵停止工作，故障排除后取样泵自动启动。测量后的废气排到室外，产生的冷凝液储存在防腐储液罐内，通过自动疏水阀自动排除。如有故障或需要维护时，相应的信号送往控制室，操作人员会及时发现。
分析机柜
1）外形规格：2000mm(H)*800mm(W)*600mm(D)
2）防护等级：IP54
3）机柜材质：冷轧碳钢板
4）为了方便机柜的吊运，机柜顶部带有起重用的吊耳。
系统功能（CEMS系统包括）
1）反吹功能：设计的CEMS的NOx、SO2、O2 、CO、CO2采样探头具有吹扫功能。
2）自诊断和报警功能：自诊断和报警内容至少包括：检测源和探头的失效、各监测项越限情况（上下量程）、没有足够的采样流量的能力、伴热电线温度报警和主要仪器部件（如仪器盖内温度过高发生异常）。
3）指示功能：DAS除了可以指示上述提到的自诊断和报警内容，还可以显示分析仪在校正循环中、校正气瓶低压、过量的校正误差等内容。
4）其它功能：主要分析仪器自诊断、自动控制、自动校准、系统网络化、错误代码指示等功能。
5）所有烟道设备可以满足在下列恶劣环境下应用：烟道压力：-4.9～+4.9kPa，烟囱入口温度：小于250℃，相对湿度：大于95%RH。
6）CEMS设计时采用了最优数量的烟道安装探头，降低现场安装难度，提供检修方便。
测量原理
4.6.1 CO、CO2、SO2、NOX、O2分析原理多组份一体化设计的分析仪，含：
——非分散红外法CO分析仪
——非分散红外法CO2分析仪
——紫外吸收法SO2分析仪
——紫外吸收法NOX分析仪
——电化学化学反应法O2分析仪
电加热式直接抽取探头抽取烟气，经过除尘、加热（120～160℃）、保温（大于120℃）等环节，样气被引导至预处理系统，再由样气控制系统对来自监测烟囱的烟气进行切换，并分配到CO、CO2、SO2、NOX、O2分析仪中进行分析。
CO、CO2分析仪核心部件采用进口光源和检测器，采用红外半导体的传感器技术，极大的提高了仪器的稳定性。利用SO2在紫外区7.3um（7300nm）附近的紫外吸收量的变化，连续测定烟气中NO的浓度，NO2通过还原转换器转换成NO在测量（需要加NOX转换器）。利用氧气在催化剂的作用下转换成电流信号，该信号强与弱与氧气浓度成线性关系。高品质的制造工艺和设计工艺，保障了系统的精确测量。
设备特点
4.7.1 系统特点
1） 系统的设计能远远满足在至少90天运行，不需要日常维护。
2） 系统符合HJ/T75-2007《烟气排放连续监测技术规范》。
3） CEMS系统具有主要仪器部件故障报警功能。
4）CEMS系统提供自动校零、量程校正服务。
5）凡CEMS系统部件和采样探头与烟气接触的部位时，提供一个清洗空气系统，以防止烟气污染分析仪器气室。
6）采样管线为一根完整的线包，包括了采样通道、校准通道、反吹通道以及内部伴热管线，使用外套管保护，构成一个整体。外套管能消除外界温度变化对测量的影响，该特点适用我国冬夏季温差变化很大的场合应用。伴热温度可以自我调节，同时，内嵌有温度探头（PT100）检测伴热温度是否正常，该温度信号传输到DAS中作为诊断内容。校准通道满足两倍于正常运行气压无泄漏的要求。
7）独立的反吹管设计：降低安装检修难度，提高采样反吹质量。根据多年运行经验，该系统正常工况下常年不需要反吹，在取样泵的前端，设有带电接点的负压表，若发生堵塞，信号自动传输到PLC，中枢则自动启动反吹装置。
8）采样管采用电加热控温干法直接取样方式，辅助环节少，可靠性高，能够真实的反映烟气成份含量，无附加误差。
9）其探头过滤器采用特殊工艺制造的陶瓷材料。过滤面积大，耐腐蚀、强度高、过滤器效率好。取样管道的自动吹扫配置，系统能在高粉尘工况恶劣条件下连续采样工作，保证系统长期可靠运行。
10）采用PLC控制，自动化程度高、维护工作量小邓特点。
11）具有故障自诊断功能。
12）分析仪单点自动标定功能，仪器标定不使用标准气，降低运营成本，减少系统的非正常运行时间。
技术参数
4.9.1 系统数据
烟气温度限制：0～300℃
设备对振动的要求：避免强烈振动
最大含尘量：500mg/Nm3
样气流速：1.5～13m/s
系统对压缩空气要求：无水、无油、无尘
最大耗气量：0.2Nm3/min
最小耗气量：0.1Nm3/min
最小压力：0.4Mpa
系统功率：2KW（系统）+40W*L（伴热管）
4.9.2 SO2、NOX分析仪
量程：SO2：0～2000 mg/Nm3；NOX：0～2000 mg/Nm3；（量程订货时可以选择）
精度：＜±1%FS
响应时间：＜3S
分析方法：紫外吸收法
采样方式：取样法
线性度：＜1%FS
环境温度：+5～45℃
耗电量：0.05KVA
仪表空气压力：0.4～0.6Mpa
输出信号形式：4～20Ma(隔离)
最大允许负载：750欧
通讯接口：RS-48
显示方式：LCD
安装方式：19″机架
测量方式：连续
分析流量：400～600ml/min
标校方式：手动
4.9.3 烟气氧含量监测
监测方法：电化学原理
测量范围：0～25%
精度：＜±1%FS
误差：＜±1%FS
重复性：＜0.05%
使用寿命：三年
输出信号形式：4～20Ma(隔离)
最大允许负载：750欧
通讯接口：RS-485
显示方式：LCD
安装方式：19″机架
测量方式：连续
分析流量：400～600ml/min
标校方式：手动
4.9.4 CO、CO2分析仪
量程范围：CO:0～10%、CO2：0~20%（量程可选）
监测方法：非分散红外法
零点漂移： ≤±1%FS/7d
量程漂移： ≤±1%FS/7d
重复性误差： Cv≤0.5%
线性误差：≤±1%FS
预热时间： 30min
响应时间： ≤5s
输出信号： 4～20mA*2 ≤500Ω
设备安装位置的选取
设备安装点选定锅炉除尘器后烟道，气流比较平稳区域，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。安装位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍直径，和距上述部件上游方向不小于2倍直径处。对矩形烟道，其当量直径D=2AB/（A+B），式中A、B为边长。如果不能达到这样的条件，那么未开口的距离可被采样管分开以下比率：距离入口2/3，距离出口1/3。
