CEMS煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由監(jiān)控子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)三部分組成。
系統(tǒng)整體構(gòu)架圖如下
其中現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)又由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)與處理子系統(tǒng)組成，其中氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)與處理子系統(tǒng)安裝在標(biāo)準(zhǔn)尺寸機(jī)柜。
CEMS一般由煙塵監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（粉塵）、氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（SO2、NOX）、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、壓力、流速、O2)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)四個(gè)基本部分組成。具體介紹如下：
本系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭、粉塵儀和溫壓流一體化探頭，以及置于控制室中的分析機(jī)柜、標(biāo)氣和壓縮氣源組成。
采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣，內(nèi)置陶瓷或不銹鋼濾芯用于過(guò)濾煙氣中的粉塵。
伴熱管線高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝。
粉塵儀用于測(cè)量煙囪粉塵濃度。
溫壓流用于測(cè)量煙囪內(nèi)煙氣的溫度、壓力和流速。
分析機(jī)柜負(fù)責(zé)抽取煙氣，過(guò)濾、冷凝除水后測(cè)量 SO2、NOx、O2 組分。
標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表。
空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，用于對(duì)伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進(jìn)行定期反吹。
控制系統(tǒng)及功能說(shuō)明
名稱 | 功能說(shuō)明 |
控制面板 | 包括 PLC 控制界面，煙氣反吹、流速反吹、查漏/維護(hù)三個(gè)控制鈕，樣氣流量計(jì)，校準(zhǔn)氣入口 |
工控機(jī) | 安裝數(shù)據(jù)采集、換算、顯示、存儲(chǔ)、上傳軟件 |
紫外氣體分析儀 | 測(cè)量 SO2、NOx、O2 等 |
固態(tài)繼電器 | 控制伴熱管和采樣探頭加熱 |
繼電器組 | 實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及對(duì)系統(tǒng)各狀態(tài)的控制等 |
PLC | 總控制單元 |
開(kāi)關(guān)電源 | 提供機(jī)柜內(nèi)部 24VDC 供電 |
過(guò)濾減壓閥 | 為系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定、干燥的高壓空氣 |
過(guò)濾器 | 除去樣品氣體中的水和雜質(zhì) |
壓縮機(jī)式冷凝干燥器 | 將高溫濕熱氣體中的水在熱交換器內(nèi)快速冷凝成液態(tài)，同時(shí)由蠕動(dòng)泵（或其他方式）將冷凝水排出，達(dá)到氣液分離的目的 |
濕度報(bào)警器 | 冷凝器故障時(shí)，防止冷凝水進(jìn)入分析儀 |
系統(tǒng)參數(shù)說(shuō)明
煙氣溫度限制 (/) ： 0-300（可訂制）
采樣方式：直接抽取
設(shè)備對(duì)振動(dòng)的要求： 無(wú)振動(dòng)
整個(gè)系統(tǒng)壓縮空氣要求：0.4Mpa 以上，無(wú)油無(wú)水
耗氣量： 2.2m3/h
平均耗氣量： 0.45m3/h
氣流量 (L/min)：2
平均氣流量 (L/min)：1.5
尺寸：800mm×800mm×2000mm
重量：約 150kg
伴熱管線溫度：120oC～200oC
探頭伴熱溫度：120oC～200oC
防護(hù)等級(jí)：機(jī)柜 IP42，其他 IP65
供電：220VAC±10%，＞3000W
環(huán)境溫度：-20oC～50oC
環(huán)境濕度：5%Rh～95%Rh（不結(jié)露）
對(duì)外輸出：4-20mA，RS232，RS485
標(biāo)準(zhǔn)氣體： 8L,鋼瓶
系統(tǒng)各部分介紹
采樣系統(tǒng)介紹
樣氣通過(guò)取樣探桿進(jìn)入到取樣探頭內(nèi)，經(jīng)過(guò)陶瓷濾芯過(guò)濾后，除去樣氣中的粉塵，取樣探頭通過(guò)加熱器加熱到 120℃～150℃，防止樣氣在經(jīng)過(guò)取樣探頭后，產(chǎn)生冷凝水。來(lái)自采樣探頭的樣氣經(jīng)高溫伴熱管線，通過(guò)二級(jí)過(guò)濾器除塵，經(jīng)過(guò)兩級(jí)冷凝系統(tǒng)除水后直接進(jìn)入分析儀內(nèi)測(cè)量氣體室，氣體室放置于分析儀內(nèi)，通過(guò)紫外光纖連接到紫外差分分析儀，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣的測(cè)量，最后通過(guò)采樣泵將被測(cè)煙氣排空;冷凝下來(lái)的水經(jīng)排水系統(tǒng)排掉。由控制單元實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反吹、自動(dòng)標(biāo)定、制冷溫度報(bào)警提示等功能，并顯示系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。
預(yù)處理系統(tǒng)中采用一級(jí)快速冷凝除水，確保氣體組分不變。采用二級(jí)冷凝精細(xì)過(guò)濾，確保氣體測(cè)量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。所有探頭、采樣系統(tǒng)部件都采用耐腐蝕材料，其中，探頭材質(zhì)為特種耐酸不銹鋼(316L) 、過(guò)濾器材質(zhì)為陶瓷、采樣伴熱管線為特別定制的Φ8 聚四氟乙烯伴熱管。采樣伴熱管線的長(zhǎng)度為從分析機(jī)柜至采樣點(diǎn)，采樣伴熱管線提供反吹通道，以滿足系統(tǒng)反吹的需要。采用一體化采樣伴熱線包。加熱采樣線為電加熱方式。加熱采樣線的加熱套管中有溫度傳感器，由溫度控制器控制并提供伴熱溫度報(bào)警信號(hào)輸出。在分析儀界面上輸入濕度后，可將被測(cè)氣體濃度轉(zhuǎn)換為干煙氣濃度。分析儀定時(shí)會(huì)進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，此時(shí)系統(tǒng)切換到反吹氣路，調(diào)零閥打開(kāi)，在分析儀內(nèi)部采樣泵的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)直接進(jìn)入氣體室，對(duì)氣體室中殘留的被測(cè)氣體進(jìn)行吹掃，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)零，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氧的量程校準(zhǔn)；調(diào)零同時(shí)，系統(tǒng)控制反吹球閥開(kāi)或關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)伴熱管、探頭過(guò)濾器的反吹。
測(cè)量方法
煙氣采樣方法：高溫冷凝法抽取式；
SO2、NOX 測(cè)量方法：紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)；
O2 測(cè)量方法：電化學(xué)；
煙氣溫度測(cè)量方法：熱敏電阻（或熱電偶）；
煙氣壓力測(cè)量方法：壓力傳感器；
煙氣流速測(cè)量方法：微差壓法(皮托管)；
煙氣粉塵測(cè)量方法：激光散射法；
系統(tǒng)特點(diǎn)
煙氣在線系統(tǒng)主要具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
優(yōu)勢(shì)一：基于冷凝直接抽取式高溫伴熱法，*的紫外差分吸收光譜技術(shù)，光譜全息光柵分光，二極管陣列檢測(cè)，獲得完整連續(xù)吸收光譜，高波長(zhǎng)分辨率保證探測(cè)下限低、溫漂小、響應(yīng)時(shí)間小，不用增加 NO2→NO 轉(zhuǎn)化器，可直接測(cè)量 NO2，靈活擴(kuò)展 CO、CO2 等模塊。
優(yōu)勢(shì)二：采用 PLC 控制，自動(dòng)化程度高，液晶屏顯示系統(tǒng)流路，采集系統(tǒng)的詳細(xì)狀態(tài)信息，可作為數(shù)據(jù)有效性審核的有利資源；
優(yōu)勢(shì)三：二級(jí)冷凝快速除水、降溫，減少氣、水接觸時(shí)間，降低 SO2 損耗，采樣探頭運(yùn)用多級(jí)粉塵過(guò)濾技術(shù)與定時(shí)反吹相結(jié)合，有效解決探頭易堵塞的難題，適應(yīng)高塵、高濕、高溫、高腐蝕性等環(huán)境；
優(yōu)勢(shì)四：分析儀氣體室由不銹鋼加工而成，氣體室強(qiáng)壯、成本低，受水分、粉塵的影響小，檢測(cè)器與氣體室采用光纖連接，更換方便，維護(hù)成本低；
優(yōu)勢(shì)五：智能化設(shè)計(jì)，自動(dòng)調(diào)零，量程超限報(bào)警，濕度報(bào)警，采樣探頭溫度異常報(bào)警、冷凝器溫度異常報(bào)警、加熱溫度異常報(bào)警、故障報(bào)警；
優(yōu)勢(shì)六：溫壓流檢測(cè)儀采用一體化機(jī)柜，高精密微差壓變送器（檢測(cè)下限低），自動(dòng)調(diào)零，自動(dòng)反吹，反吹保護(hù)，數(shù)據(jù)上傳與顯示等功能；
