1、煙氣排放連續監測系統（煙氣排放連續監測系統（CEMS）培訓資料北京雪迪龍自動控制系統有限公司北京雪迪龍自動控制系統有限公司Beijing SDL Auto Control System Co .,Ltd.公司簡介公司簡介 北京雪迪龍自動控制系統有限公司（SDL）成立于1998年，坐落于北京市昌平回龍觀國際信息產業基地，是一家按現代化企業原則組建的高新技術企業。 SDL公司是集在線氣體分析儀器及系統研發設計和生產于一體的專業公司，同時是西門子授權在中國的分析儀器技術服務中心。公司自主研發生產的煙氣連續監測系統（CEMS）引進國際領先檢測技術，是目前國內最先進的CEMS，產品市場占有率達到23%，

2、已生產在線分析系統近4000套。我公司具有自主知識產權的數據采集控制系統軟件，既吸收了國外軟件的優點又滿足國家了環境監測的數據要求。幾年來，SDL近兩千套CEMS用于環保行業，受到用戶廣泛好評。 公司成立十年來，產品覆蓋中國30多個省市及自治區，遠銷歐美、中東，非州等國家和地區。公司現有員工300人，其中高級工程師25名，工程師150名，是一支優秀的專業的氣體分析服務隊伍。公司于2000年通過了ISO9001國際標準質量體系認證，并于2008年通過了ISO14000環境管理體系認證證書，ISO18000職業健康安全管理體系證書。 SDL公司堅持用企業文化提升企業核心競爭力，使企業在發展中樹立起

3、良好的社會形象。以“振興分析儀器民族工業”為己任，一如既往的為顧客提供最合適氣體分析解決方案。 公司在上海、武漢、廣州、廣西、河南、香港等地設有辦事處。煙氣連續監測系統煙氣連續監測系統CEMS 火電廠煙囪排放火電廠煙囪排放排放物：排放物：SO2,NOx, 塵埃塵埃,有毒氣體有毒氣體排放物構成了對環境、對人類的污排放物構成了對環境、對人類的污染、傷害。染、傷害?；痣姀S大氣污染物排放標準火電廠大氣污染物排放標準 GB13223-96 固定污染源煙氣排放連續監測技術規范固定污染源煙氣排放連續監測技術規范 HJ/T 75-2007固定污染源煙氣連續監測系統要求及檢測方法固定污染源煙氣連續監測系統要求及

4、檢測方法 HJ/T 76-2007中華人民共和國大氣污染防治法中華人民共和國大氣污染防治法2000年年9月月1日起實施日起實施火電廠煙氣連續監測系統典型設備技術規范書火電廠煙氣連續監測系統典型設備技術規范書 G-HB97-01火電廠煙氣連續排放連續監測技術規程火電廠煙氣連續排放連續監測技術規程 HJ/T-2000固定污染源排放中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法固定污染源排放中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法 GB/T16157-1996煙氣采樣器技術條件煙氣采樣器技術條件 HJ/T47-1999煙塵采樣器技術條件煙塵采樣器技術條件 HJ/T48-1999 中國煙氣排放的有關法規中國煙氣排放的有關法

5、規CEMS CEMS 系統組成系統組成1 1、煙氣成份分析系統、煙氣成份分析系統1.1 1.1 分析對象：分析對象：SOSO2 2,NOx, O,NOx, O2 21.2 1.2 系統構成系統構成 采樣單元采樣單元 樣品預處理單元樣品預處理單元 分析儀表分析儀表 2.2.煙塵濃度監測系統煙塵濃度監測系統3.3.質量流量檢測系統質量流量檢測系統 流量：流量：Qs Qs 壓力：壓力：P P 溫度：溫度：T T 濕度：濕度：H H2 2O O4.4.數據采集、處理及控制系統數據采集、處理及控制系統煙氣排放連續監測系統煙氣排放連續監測系統SCS-900 seriesSCS-900 seriesCEMS

6、CEMS采樣方法介紹采樣方法介紹一、直接抽取法一、直接抽取法 煙氣由采樣泵抽取，經由采樣探頭，過濾器、采樣管送至預處理。經過除塵、除濕后進入分析儀進行含量檢測。直接抽取法直接抽取法 稀釋法稀釋法 直接測量法直接測量法二、稀釋法二、稀釋法 煙氣由噴射泵抽取，用干凈空氣按一定比例稀釋樣氣，經簡單預處理之后進入分析儀進行含量檢測。CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹稀釋法取樣探頭結構圖稀釋法取樣探頭結構圖1.2.3.4.5.6.7.8.1、原理說明：、原理說明： 采用文丘里噴射泵抽取煙氣，干燥、清潔的空氣作為噴射源和稀釋氣，壓縮空氣在噴射泵的一級噴嘴和二級噴嘴之間的空間內產生一個負壓，此負壓將煙

7、道內的煙氣從節流孔抽入，并與壓縮空氣混合稀釋后經管線送往分析儀。稀釋法取樣探頭工作原理圖稀釋法取樣探頭工作原理圖2、要點說明：、要點說明：（1）當節流孔兩側壓力保證P下0.53P上時，小孔處于臨界狀態，此時流過小孔的體積流量保持恒定，與P上和P下無關。（2）稀釋比：稀釋后氣體的流量與經過小孔的煙氣流量之比，r=(Q1+Q2)/Q2。通過調節空氣壓力所得。稀釋通常為：100：1至300：1（3）真空壓力表是監視節流孔下游壓力P下的。（4）探頭需要另加一個控制器 a) 向探頭提供空氣源，保持噴射泵的真空度，保證稀釋比。 b) 送標氣對零點和量程進行標定用。 c) 定時向探頭進行反吹沖洗。（5）壓縮

8、空氣必須除SO2、NOx、CO、CO2、H2O等干擾雜質。（6）防止節流小孔堵塞，定期反吹是關鍵。三、直接測量法三、直接測量法 將一束紅外或紫外光直接照射到煙道中，應用氣體的特征吸收光譜進行相應能量吸收，達到檢測的目的。l 結構形式： 內置式 外置式CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹根據工藝條件，重點解決兩個問題根據工藝條件，重點解決兩個問題 A：把大量的粉塵堵在探頭過濾器之外，并且定期吹回到煙道之中。 B：保證水蒸氣不結露，不能與SO2反應生成稀硫酸。結構及功能結構及功能(1) 探桿： 30 ，316SS伸入煙道之中(2) 冶金粉沫過濾器，孔隙：510m 堵塞煙塵(3) 電加熱管：保證

9、水蒸氣不結露，加熱溫度180，小于120 時報警。(4) 法蘭安裝連接(5) 防雨罩，支架等保護1、采樣器、采樣器采樣單元采樣單元直接抽取法介紹直接抽取法介紹2、反吹系統、反吹系統定時將粉塵吹回煙道中定時將粉塵吹回煙道中(1) 儲氣罐(2) 二通電磁閥(3) 儀用空氣為反吹氣源0.30.7MPa(4) 由PLC控制，每68小時反吹一次。保證采樣管暢通。CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹采樣器及反吹系統示意圖采樣器及反吹系統示意圖CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹采樣器、反吹系統示圖采樣器、反吹系統示圖CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹采樣單元外形圖采樣單元外形圖采樣單元外形圖

10、采樣單元外形圖采樣器主要部件圖采樣器主要部件圖CEMSCEMS采樣方法介紹采樣方法介紹采樣管采樣管 采用電伴熱形式，中間樣氣管采用聚四氟乙烯耐腐蝕軟管。采用電伴熱形式，中間樣氣管采用聚四氟乙烯耐腐蝕軟管。采樣管內溫度控制在采樣管內溫度控制在140-160140-160，使得煙氣中水含量以蒸氣狀態存，使得煙氣中水含量以蒸氣狀態存在，防止水結露與在，防止水結露與SOSO2 2生成酸，并有報警裝置。生成酸，并有報警裝置。PT100測溫電阻溫度范圍140160度8聚四氟乙烯管保溫材料電拌熱帶采樣管內部結構示意圖采樣管內部結構示意圖樣氣管煙氣成份分析系統組成煙氣成份分析系統組成50聚氯乙烯管樣品預處理單

11、元樣品預處理單元 將煙道中的氣體按照分析儀器能夠接受的壓力、溫度、流量、含水量、含將煙道中的氣體按照分析儀器能夠接受的壓力、溫度、流量、含水量、含塵量以及干凈程度完成其處理功能。主要完成以下幾項工作：塵量以及干凈程度完成其處理功能。主要完成以下幾項工作：樣品抽?。河萌颖脤煹乐袣怏w抽取，供分析儀器測量樣品抽取：用取樣泵將煙道中氣體抽取，供分析儀器測量SOSO2 2、 NOxNOx、 O O2 2的含量。的含量。氣水分離：樣氣溫度下降出現游離水，氣水分離器將氣、水分開，然氣水分離：樣氣溫度下降出現游離水，氣水分離器將氣、水分開，然 后將水排出。后將水排出。冷凝除水：壓縮機致冷器除水，蠕動泵排水

12、，并且用膜式除濕器冷凝除水：壓縮機致冷器除水，蠕動泵排水，并且用膜式除濕器 除去樣氣中含水量。除去樣氣中含水量。精密過濾：進一步除塵，保證整個過濾精度在精密過濾：進一步除塵，保證整個過濾精度在0.5 m0.5 m以下。以下。標標 定：定： 定時對儀器進行零點和量程標定。定時對儀器進行零點和量程標定?？焖倩亓鳎涸跐M足儀器所需流量情況下，為提高分析效果減少快速回流：在滿足儀器所需流量情況下，為提高分析效果減少 滯后所采取的措施。滯后所采取的措施。流量調節：保證儀器的進樣流量在流量調節：保證儀器的進樣流量在1.21.2 2L/min2L/min。樣品預處理單元樣品預處理單元樣品預處理裝置樣品預處理裝

13、置樣品預處理裝置樣品預處理裝置預處理系統預處理系統預處理系統預處理系統壓縮機制冷器氣水分離器膜式過濾器取樣泵精密過濾器預處理系統預處理系統有三個不分光紅外通道有三個不分光紅外通道測氧探頭測氧探頭用空氣自動標定用空氣自動標定菜單式操作菜單式操作測量范圍和輸出信號可調測量范圍和輸出信號可調ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 經濟的多組份氣體分析儀經濟的多組份氣體分析儀自解釋簡單文本菜單自解釋簡單文本菜單按鈕操作按鈕操作選取所有內部功能和操作參數選取所有內部功能和操作參數 操作密碼保護操作密碼保護ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 操作簡便操作簡便大的大的, ,易讀的顯示器易

14、讀的顯示器單位可選單位可選 ( (ppm, %, mg/mppm, %, mg/m3 3) )具有報警具有報警, ,出錯出錯, ,限制限制, ,維護維護, ,泵泵, ,編碼信息編碼信息記錄記錄ULTRAMAT 23ULTRAMAT 23顯示顯示 所有信息一目了然所有信息一目了然M單光束不分光紅外方法單光束不分光紅外方法,氣體充滿檢測器氣體充滿檢測器雙層和三層檢測器雙層和三層檢測器, 有最大的選擇性有最大的選擇性自動標定功能自動標定功能 - 用大氣標定用大氣標定 ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 分析裝置分析裝置 性能的核心性能的核心1 1、紅外光源、紅外光源2 2、反射器、反射器

15、3 3、切光片、切光片4 4、馬達、馬達5 5、樣品池、樣品池6 6、窗口、窗口7 7、第一檢測器、第一檢測器8 8、第二檢測器、第二檢測器9 9、第三檢測器（耦合器）、第三檢測器（耦合器）1010、毛細管、毛細管1111、微流量傳感器、微流量傳感器1212、滑塊、滑塊部件組成及功能部件組成及功能nM1256129811107樣 氣 出樣 氣 出口口樣氣入口樣氣入口34空氣空氣Mn在自動標定過程中在自動標定過程中, ,采樣單元將泵采樣單元將泵入空氣入空氣. . 這樣產生最高檢測信號這樣產生最高檢測信號 U0U0( (沒有預先吸收沒有預先吸收) )0U0檢測器信號檢測器信號U濃度濃度ppm /

16、% 基準基準潔凈樣品單元潔凈樣品單元ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 單點自動標定單點自動標定S =U0 - UU0=F U0 - F UF U0U0 - UU0=UcU0F U0 = U0 潔凈的潔凈的被污染的被污染的UF U濃度濃度ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 獨特的自動標定獨特的自動標定 1212個以上可編址的信道最多個以上可編址的信道最多4848個組件個組件遠程操作和編程遠程操作和編程通過調制解調器可遠程維護和服務通過調制解調器可遠程維護和服務訪問所有診斷數據訪問所有診斷數據修正兩臺分析儀之間的干擾修正兩臺分析儀之間的干擾6 6系列系列 and ULTR

17、AMAT 23 and ULTRAMAT 23 適應適應SIPROM GA-SIPROM GA-網絡網絡2 2、塵埃濃度檢測系統、塵埃濃度檢測系統 濁度法：德國濁度法：德國 DURAG D-R216 DURAG D-R216 英國英國DO SM200 DO SM200 光散射法：光散射法：Model 2030Model 2030塵埃濃度檢測系統塵埃濃度檢測系統 光散射法：光散射法： Model 2030 Model 2030 煙塵濃度監測儀煙塵濃度監測儀 系統包括：系統包括： 光學部分；光學部分； 電路部分；電路部分； 定標器；定標器； 風室；風室；外形圖定標器定標器塵埃濃度檢測系統塵埃濃度檢

18、測系統光學部分包括：光學部分包括： 激光光源、功率控制器、光電傳感器、散射光接收器。激光光源、功率控制器、光電傳感器、散射光接收器。 激光光源及功率控制保證光源的穩定性激光光源及功率控制保證光源的穩定性, ,激光器發出的激光器發出的650nm650nm束以一個微小的角度射入排放源束以一個微小的角度射入排放源, ,激光束與煙塵粒子作用激光束與煙塵粒子作用產生散射光產生散射光, ,背向散射光通過接受系統進入傳感器轉變成電信背向散射光通過接受系統進入傳感器轉變成電信號進行處理。號進行處理。 測量區的大小由通過光欄、接受鏡頭參數及傳感器大小測量區的大小由通過光欄、接受鏡頭參數及傳感器大小和光源的探角決

19、定和光源的探角決定光學部分光學部分 電路部分實現光電轉換、激光束的調制、信號放大、電路部分實現光電轉換、激光束的調制、信號放大、解調、光源的功率控制、解調、光源的功率控制、V/IV/I轉換功能。轉換功能。 定標器用于產生一穩定的光信號定標器用于產生一穩定的光信號, ,對儀器進行零點對儀器進行零點及跨度標定。及跨度標定。 風室為一腔體風室為一腔體, ,留有與清潔空氣源連接的接口留有與清潔空氣源連接的接口, ,用于用于保護儀器不被煙氣污染。保護儀器不被煙氣污染。電路部分、定標器、風室電路部分、定標器、風室調零電位器調零電位器校準旋鈕示意圖校準旋鈕示意圖校準旋鈕示意圖校準旋鈕示意圖ZXS調量程電位器

20、調量程電位器調放大器增益調放大器增益反射折射吸收衍射光顆粒物粒子光捕集器區域前散射區域90度區域散射光強度光捕集器區域光捕集器區域后散射區域發射光從示意圖中可以看到，顆粒物光散射強度的方式依次排列為前散射、后散射、從示意圖中可以看到，顆粒物光散射強度的方式依次排列為前散射、后散射、900900散射，使用小角度比其他角度儀器更靈敏。散射，使用小角度比其他角度儀器更靈敏。粉塵監測法粉塵監測法散射法示意圖散射法示意圖煙塵顆粒接收器光源煙塵顆粒光源光電接收器透鏡 將一光束射入煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產生散射，散射光的強弱與總將一光束射入煙道，光束與煙塵顆粒相互作用產生散射，散射光的強弱與總散射截面

21、成正比，當煙塵濃度升高時煙塵的總散射截面增大，散射光增強，通過散射截面成正比，當煙塵濃度升高時煙塵的總散射截面增大，散射光增強，通過測量散射光的強弱，即可得到煙塵顆粒物的濃度。測量散射光的強弱，即可得到煙塵顆粒物的濃度。外置式后散射光顆粒物監測原理外置式后散射光顆粒物監測原理可選吹掃系統過濾器吹掃風機連接管防雨箱煙 塵 監 測 儀本體連接螺栓煙囪壁法蘭系統連接圖系統連接圖電流環路Chuan 傳感器傳感器接收鏡頭 光欄光源排放源預處理及功率控 制調制放大解調V/I轉換系統原理圖系統原理圖標定方法說明標定方法說明（1）測量顆粒物濃度方法：散射光的光強與煙塵濃度之間有相關關系，可借用人工標定得出顆粒

22、物濃度值。（2）方法：人工標定，建立回歸方程。 Y=b1x+b0 Y顆粒物濃度，單位為mg/m3;X顆粒物CEMS顯示值b1線性相關曲線斜率；b0線性相關曲線截距顆粒物檢測儀顆粒物檢測儀注：x值是由測塵儀指示的數值。 Y值是由人工采樣用稱重法得到的煙塵含量（mg/m3)b0=Y-b1X顆粒物檢測儀顆粒物檢測儀標定方法說明標定方法說明 改變操作條件，在某一操作條件下取出測塵儀的顯示值，人工采樣得出含塵量，改變操作條件，在某一操作條件下取出測塵儀的顯示值，人工采樣得出含塵量，并且反復多次檢測。并且反復多次檢測。采用激光背散射原理，不怕煙道的機械振動及煙氣溫采用激光背散射原理，不怕煙道的機械振動及煙

23、氣溫 度不均造成的折射率不均造成的光束擺動度不均造成的折射率不均造成的光束擺動單端安裝，無需對中單端安裝，無需對中采用標準采用標準0-20/4-20mA0-20/4-20mA工業標準電流輸出，連接方便工業標準電流輸出，連接方便儀器整體功耗非常小儀器整體功耗非常小, ,大約大約5w5w左右左右在特殊的要求條件下測量區大小可以訂制在特殊的要求條件下測量區大小可以訂制Model 2030 Model 2030 技術特點技術特點3. 3. 質量、流量檢測系統質量、流量檢測系統 方法：差壓法方法：差壓法 結構：皮托管結構：皮托管 差壓變送器差壓變送器 原理：根據差壓法測定煙氣排放量。原理：根據差壓法測定

24、煙氣排放量。 利用壓力傳感器測定皮托管承受利用壓力傳感器測定皮托管承受的動壓和靜壓。動壓和靜壓與被測煙氣的動壓和靜壓。動壓和靜壓與被測煙氣的流速成一定的比例關系，從而可定量的流速成一定的比例關系，從而可定量煙氣的流量。煙氣的流量。 質量、流量檢測系統質量、流量檢測系統計算公式計算公式煙道斷面各點（平均）流速計算公式煙道斷面各點（平均）流速計算公式 煙道某斷面平均流速（煙道某斷面平均流速（m/sm/s） 各點測出的流速（各點測出的流速（m/s)m/s)KpKp皮托管修正系數皮托管修正系數Ts Ts 排氣溫度（排氣溫度（）MsMs濕排氣分子量（濕排氣分子量（Kg/Kmol)Kg/Kmol)BaBa

25、大氣壓力（大氣壓力（PaPa）PsPs排氣靜壓（排氣靜壓（PaPa）PdiPdi排氣動壓（排氣動壓（PaPa）3.2 3.2 煙氣流量煙氣流量濕煙氣流量（在工況條件下）濕煙氣流量（在工況條件下） Qs = 3600FVs (Qs = 3600FVs (M M3 3/h)/h) 其中：其中：FF測孔處煙氣截面積（測孔處煙氣截面積（M M2 2） VsVs測孔處煙氣截面濕煙氣平均流速（測孔處煙氣截面濕煙氣平均流速（ M/s)M/s)煙氣流量煙氣流量其中：其中： QsnQsn標準狀況下干氣排放量（標準狀況下干氣排放量（M M3 3 /h /h ） Qs Qs 濕煙氣流量（濕煙氣流量（M M3 3 /

26、h /h ） Ba Ba 大氣壓力（大氣壓力（ PaPa） Ps Ps 煙氣靜壓（煙氣靜壓（ PaPa） Ts Ts 煙氣溫度（煙氣溫度（ ） Xsw Xsw 煙氣濕度（水含量百分比煙氣濕度（水含量百分比% %） Ba+Ps 273Qsn = Qs (1-Xsw) 101325 273+Ts標準狀況下干煙氣流量（排放量）標準狀況下干煙氣流量（排放量）濕度測量方法：濕度測量方法：直接測量法：利于濕度儀直接測含水量直接測量法：利于濕度儀直接測含水量電容法電容法近似計算法：測量干氧和濕氧含量近似計算法：測量干氧和濕氧含量 干氧干氧由由U23U23直接測量直接測量 濕氧濕氧用氧化鋯分析儀測量用氧化鋯分

27、析儀測量 計算公式：計算公式： O O2 2% %（濕氧）（濕氧） H H2 2O %=100%O %=100%（1- - 1- - ）+0.8%+0.8% O O2 2 % % （干氧）（干氧）濕度測量方法：濕度測量方法：較高的測量精度，穩定性較高的測量精度，穩定性流量計無活動部件，可以在較惡劣條件下使用流量計無活動部件，可以在較惡劣條件下使用適用范圍廣，使用壽命與測量量程之比為適用范圍廣，使用壽命與測量量程之比為100:1100:1介質溫度適用范圍廣，從介質溫度適用范圍廣，從-40 400 -40 400 特點特點4. 4. 數據采集、處理和控制系統數據采集、處理和控制系統4.1 4.1

28、檢測數據檢測數據氣體濃度參數氣體濃度參數 塵埃濃度參數塵埃濃度參數 氣體流量參數氣體流量參數 濕度參數濕度參數 溫度、壓力參數溫度、壓力參數數據采集、處理和控制系統數據采集、處理和控制系統檢測信號傳輸監測分析柜 電控柜樣氣預處理系統煙 囪分析室環保局CEMS系統圖CEMSCEMS系統圖系統圖4.2 4.2 組成組成 可編程邏輯控制器（可編程邏輯控制器（PLCPLC） 數據處理及控制子系統（數據處理及控制子系統（DASDAS） DELLDELL計算機計算機 顯示器顯示器 打印機打印機 UPS UPS 組成組成4.3 4.3 特點特點 PAS-DASPAS-DAS數據采集、控制系統軟件軟件是數據采集、控制系統軟件軟件是PASPAS公司專門為火電廠的煙氣連續監測（公司專門為火電廠的煙氣連續監測（CEMCEM）而設計）而設計開發的中文版本。開發的中文版本