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精品文档烟气排放连续监测系统培训纲要第一章 烟气排放连续监测系统概述1 CEMS 的概念2 CEMS 的组成和描述3 CEMS 主要技术要求4 CEMS 安装和测量位置5 参比方法采样位置和采样点6 CEMS 检测质量保证第二章 烟气排放连续监测系统采用的测量技术1 烟尘浓度测量技术2 气态污染物测量技术3 烟气参数测量技术第三章 烟气排放连续监测系统的维护细则第四章 烟气排放连续监测系统DAS的操作使用第五章 烟气排放连续监测系统停运和投运时的注意事项1. 停运时的准备工作2. 投运前的准备工作第一章 烟气排放连续监测系统概述1.CEMS 的概念烟气排放连续监测系统（Continuous emission monitoring systems for flue gas ）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、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系。采样系统：采集、输送烟气或使烟气与测试系统隔离。测试系统：检测污染物，显示物理量或污染物浓度。数据采集、处理系统：采集并处理数据，生成图谱、报表，控制生动操作功能。2 .CEMS 的组成和描述烟气CEMS 是由颗粒物CEMS 和/或气态污染物CEMS（含O2 或CO2）、烟气参数测量子系统、数据采集处理子系统组成（图1）。通过采样方式和非采样方式，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、图表并通过数据图文传输系统传输至管理部门。图1 烟气排放连续监测系统示意图图2 烟气连续在线监测系统示意图3 CEMS 主要技术要求3.1 外观要求仪器应有制造计量器具CMC 标志和产品铭牌,仪器各部连接可靠，刻度、数字清晰,仪器外壳或外罩应耐腐蚀、密封性能良好、防尘、防雨。3.2 环境条件仪器在以下环境中应正常工作。环境温度：-10 45 相对湿度：90%大气压：86 106kPa烟气温度：260 3.3 供电电压AC220V/50Hz3.4 安全要求仪器应有漏电保护装置，防止人身触电。3.5 校准仪器应能用手动和/或自动方法进行零点漂移和量程漂移校准,对于气态污染物CEMS能用手动和自动方法输入标准气体校准仪器。3.6 净化仪器应具有防止光学镜头、插入烟道或管道探头被烟气污染的净化系统；净化系统能克服烟气压力,保持光学镜头、插入烟道或管道探头的清洁。3.7 数据采集和处理仪器应具有记录、存贮、显示、数据处理、数据输出、打印、故障告警、安全管理和数据、图文传输功能。仪器应设置RS232 、RS422 、RS485 中任一种通讯接口。4 CEMS 的安装和测量4.1 颗粒物CEMS 的安装要求和测量位置颗粒物CEMS 应安装在能反映颗粒物排放状况有代表性的位置,具体要求如下：4.1.1 一般要求a.位于所有控制设备下游；b.光学原理颗粒物CEMS 所在监测位置没有水滴和水雾；c.便于日常维护，安装位置易于接近，有足够的空间,便于清洗光学镜头、检查和调整光路准直、检验仪器性能和更换部件。4.1.2 安装位置安装位置优先选择在垂直管段。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。4.2 气态污染物CEMS的安装和测量位置4.2.1 一般要求a.位于气态污染物混合均匀的位置,该处测得的气态污染物浓度或排放率能代表固定污染源的排放。b.便于日常维护,安装位置易于接近,有足够的空间,便于清洗光学镜头、检查和调整光路准直、检验仪器性能和更换部件。4.2.2 安装位置4.2.2.1安装位置应设置在距离最近的控制装置、产生污染物和污染物浓度或排放率可能发生变化部位下游不小于两位直径。4.2.2.2离排气或控制装置上游不小于半倍直径。4.3 流速连续测量系统的安装和测定位置4.3.1 一般要求安装位置不得影响颗粒颗物和气态污染物CEMS的测量。4.3.2 测定位置测量点应符合下列条件之一：a.离烟道或管道壁距离不少于1m 。b.靠近烟道或管道矩心区域,但不影响CEMS的测量。5 参比方法采样位置和采样点采样位置优先选择在垂直管段,应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样点位置和数目按GB/T16157-1996设置。6 CEMS 检测质量保证分为安装时的质量保证、校准时的质量保证和复检时的质量保证三个方面。上述具体内容请参考HJ/T762007国家环保总局固污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法第二章 烟气排放连续监测系统采用的测量技术1. 岛津CEMS烟尘浓度测量技术说明1.1烟尘计工作原理烟尘浓度在线监测仪利用双光束法测量锅炉烟道中的烟尘浓度。当含尘负荷的排气通过光束时，由于粒子的吸收和散射的结果,光亮衰减,光衰减的程度与烟尘浓度符合朗伯-比尔定律,通过确定吸收系数K值就能计算出烟尘的浓度。仪器用LED作为光源,经过烟道后并反射回来,光束由接收传感器接收,转换为电压信号，经信号放大、模数转换变为数字信号，再由微处理器进行分析、运算、处理。仪器主要由机械系SUB、投受光、反射镜、信号处理及显示部等组成。烟尘浓度计算：Abs=(1/T) T=10(-L) T=10（-aCL）式中： Abs-吸光度 T-透射率-吸光系数 a-比例系数 L-烟道的测定光路长 C-粉尘浓度 1.2烟尘监测系统技术特点双光分束使光能够充分接触烟道气体,大大提高了光学系统的灵敏性和光传感器系统可靠性；反吹系统利用独特的反吹系统,达到最好的反吹效果；对仪器进行分量程段计量设计,提高了仪器在低浓度段的分辨率；系统增加了独特的单元保证监测数据的稳定性和可靠性；烟尘仪测试系统中对皮托管增加了反吹,提高了流速测量的可靠性；1.3烟尘计的技术规格(DOA-3030)内容 技术规格测光方式 双光束2个检测器同时测光的方式可测定的光路长 112可测定烟尘浓度范围 从0200到04000mg/Nm3(烟道距离1m的情况) 从020到0400mg/Nm3（烟道距离10m的情况）重现性 0.5%FS以内线性 2%FS以内零点漂移 1%FS/30天跨度漂移 1%FS/30天响应时间 3sec以内传送输出 4-20mA 直流环境温度条件 -20+55所需電源 AC200240V，50Hz功率 47W防护等級 IP652. 气态污染物测量技术2.1 SO2/NOX/O2连续监测2.1.1 直接抽取法这种方法是最传统的烟气连续分析方法，它将被测烟气连续地进行抽取,经过采样探头过滤、加热保温、冷凝脱水和细过滤,进入气体分析仪。这种方法在欧洲最为流行,但预处理系统复杂、维护工作量大、总体价格高。2.2 岛津CEMS气态污染物浓度测量技术说明SO2/NOX/O2连续监测采用一体化设计,过程工艺包括以下几个环节：直接抽取式电加热采样探头伴热式采样管线以及反吹管线样气预处理系统反吹气源和校准气源（含校准气路）NSA-3080一体化设计的分析仪含-非分散红外吸收法SO2分析仪-非分散红外吸收法NOX分析仪- 磁风法O2测定仪2.3 SO2分析仪基本原理烟气浓度的测量采用直接抽取式非色散红外吸收法,取样探头从锅炉烟道采集的烟气经过加热、干燥和过滤等予处理后,送至分析系统,当红外气体分析仪的红外线照射到含各种组分的烟气时,气体分子固有的振动和旋转运动会发生变化,以吸收对应该气体特定波长的红外线,由于照射的光随着气体浓度的增加而减少,所以通过测定光的强度可测出相应气体的浓度。24磁风法O2测定仪基本原理氧气浓度采用国际流行的磁风法（利用测定室和比较室的两个加热元件与固定阻抗形成电桥，由磁风强弱造成加热元件的阻抗变化,形成电桥的不平衡电压,利用该不平衡电压测定氧气的浓度）原理。2.5 红外气体测量仪技术规格(NSA-3080) 内容 技术规格测定成分NOx，SO2，CO，CO2，O2 SO2，NOx，CO：2002500ppm(最多为5种成份测定范围) CO2 ：520vol%O2 ：25vol%重现性 0.5%FS以内零点漂移 2%FS周以内跨度漂移 2%FS周以内线性 2%FS响应时间 NOx，CO，CO2，O2 ：100秒以内（TdT90） SO2 ：240秒以内传送输出 4-20mADC或者0-16mA DC样品气采集量 约1.5L/min环境温度条件 540自动校正 小时周期校正或者星期周期校正所 需電源 AC220V10%，50-60Hz共用，约1KVA防护等級 相当于IP432.6样品气体流程及预处理用气体采样探头采集到待检测的气体样品，通过气体探头内的初级过滤器，先除去比较大的灰尘。此时如果过滤器上附有水分，过滤器马上会被堵塞，同时使SO2气体溶解损失，为此预先将进入的待测气体加热到约180以避免。另外在测定所含SO2、NOX气体成分时为了使从采样探头到主体机箱的特氟龙导管内不出现水分，也必须进行加热，然后把待测样品气体导入到主体机箱。从气体入口进入主机的样品气体用“排液分离器”冷却到机箱内部温度（排液分离器的上部有过滤环，用来除去灰尘和烟雾），从而使气体中的水份分离出来，再经过“前冷却器”除湿，“排液分离器”及“前冷却器”中产生的水份流入“排液器”，溢水排出。样品气体在经过“NO2-NO转换器”，“雾吸收器”（雾吸收器以硅藻土为主要成分的填充剂能吸附雾，达到有效的防止输送管道内积存灰尘），“DFU过滤器”后（DFU过滤器有约0.1m的网眼，用来阻挡微尘以保护后面的泵和电磁阀），通过电磁阀被“抽气泵”吸取。该泵的吸取能力，最大为3L/min流量。在针形阀调整为约1.5L/min流量。在针形阀流出时，还被分成“样品线”和“旁路线”2条分支线路，在“样品线”中的样品气体约为0.7L/min的流量流动。接着进入“冷却器”，被冷却到2，又分离出水分，这样使样品气体中所含水分浓度保持在2饱和状态。可以通过电磁阀导入“URA-208”分析仪，在其中一次通过红外线分析部，02分析部进行检测分析，最后通过流量表排到机箱外部。3. 烟气参数测量技术3.1岛津CEMS烟气参数测量技术说明3.1.1流量计的测定原理用压差棒检测出烟道中的平均动压和静压，再将压力差带入以下公式求出流量：PPmPs（2P0）1/2P：压差Pm：动压 P：静压：流量 ：流速：测定场所的截面积 0：在标准状态下的气体密度K ：相关系数3.1.2 流量计监测系统技术特点通过多个动压孔和静压孔,测得平均流速。误差小：由于静压一侧的管径比动压一侧的管径大,降低了流速对静压孔的影响。紧凑：为了求得标准状态下烟气的流量,内置所需的温度传感器和绝对压传感器。3.1.3 流量计的技术规格(DLTP-4000)规格 技术规格测定原理 用压差棒进行压差测定测定范围 030m/s最小检测流速 3m/s烟气温度 下限:气体的露点上限:400压差棒材质 SUS-316所需电源 AC90240V0.1KVA信号输出 4-20mA DC：压差，温度，绝对压（选配件） 环境温度条件 -2050温度传感器的种类 测温阻体温度测定范围 0400绝对压力测定范围 9001300hPa（选配件7001100hPa）测定误差 压差3%FS， 温度2%FS，绝对压 3%FS保护等级 IP653.2 温度监测采用热电阻测量,是经典方法,方便可靠稳定3.3 烟气中水分的测试氧气测试换算法(岛津采用)对烟道中的氧(WET测试)以及采样除湿后的氧(DRY测试)进行测试,利用浓度差算出水分量DRY氧浓度是与NOxSO2仪一样是由设置在气体测试装置内的分析仪来测试各个测定值,通过DAS传送到数据处理计算机而算出水分浓度 H20% = 100(1 - O2wet%O2dry%)21欢迎下载21欢迎下载。第三章 烟气排放连续监测系统的维护细则岛津CEMS系统每天检查项目1.检查CEMS系统电源是否正常各个单元是否在上电运行,有无断电现象2.检查CEMS系统中各测量单元的测量值有无异常和报警信息异常值指不明原因、变化波动大的测量值3.检查DAS软件通讯是否正常是否出现断电、人为关闭PC机等情况岛津CEMS系统每周检查项目 NSA-3080气体分析仪1.检查前冷凝器散热片的发热情况用手触摸时温度高于环境温度2.检查主冷却器的温度信号灯闪烁情况肉眼观察,绿灯在闪烁（6个月需要进行全面检查）3.检查NOX转换器的加热情况用手触摸外壳时温度略高于环境温度4.检查流量计的流量是否准确0.7L/min 左右5.检查排液锅的水位不足时需加满（加水时关掉采样泵电源）6.检查风扇工作情况春、夏温度高时需要7.检查机内加热器工作情况秋、冬温度低时需要8.标准气校准零点和量程的校准9.记录NDIR的信号值信号值应该在许可的范围内10.检查反吹气的压力及反吹情况进口压力为0.30.7 MPa，出口为0.4MPa左右11.清洁反吹气源的过滤器肉眼观察过滤器是否被污染12.检查采样探头加热器的加热情况高温13.检查采样泵的工作情况无异响、无异常震动14.检查采样加热导管的加热情况用手触摸时温度略高于环境温度15.检查机内加湿器的水位肉眼观察，加水到指定液面16.检查NSA的排气管和排液管是否通畅肉眼观察有无阻塞现象DLTP-4000流量计1.检查反吹气的压力及反吹情况（可选项目）进口压力为0.30.7 MPa，出口为0.4MPa2.清洁反吹气源的过滤器（可选项目）肉眼观察是否污染3.压差计的零点校准短接高、低压力端口4.清洁内部配管配管内有冷凝水时需要定期清洁DOA-3030烟尘计1.检查反吹风机的工作及反吹情况观察和触摸2.清洁反吹气源的过滤器取出清理3.烟尘计的零点和量程的校准（可选项目）仪器自动完成4.检查激光光路的准直情况提供观察孔进行观察，绿色光斑是否在中央位置5.检查零反射镜的驱动部分仪器进行自动零点校准时，零反射镜动作是否到位数据采集系统DAS1.数据采集器工作是否正常观察工作情况2.通讯传输是否正常检查通讯的指示状态3.采集的数据是否正常通过与现场的显示数值进行对比岛津CEMS系统定期检查项目NSA-3080气体分析仪1.检查排液分离器中环形过滤片的污染情况一般情况3个月更换环形过滤片2.检查烟雾吸收器的使用情况如大部分变黑需更换，一般6个月更换3.检查前冷凝器1年后需进行全面检查4.检查主冷凝器1年后需进行全面检查5.检查NOX转换器，更换催化剂（1年左右）6.检查空气过滤器6个月更换7.检查DFU过滤器(6个月更换)8.更换NSA-3080采样探头中的白色O形密封圈(4个月更换)9.清洁NSA-3080采样探头及过滤器13个月取出清洗（根据烟尘浓度情况）不锈钢过滤器一年须更换10.更换NSA3080内部的反吹气源的过滤器(1年更换)11.更换采样泵的隔膜和阀芯(1年更换)12.清洁NSA3080底部的过滤网半年到一年（根据现场情况）13.更换加湿器内的渗透管1年14.清洁采样流量计一般13个月，根据现场情况15.气体采样管路的气密性检查一般半年到一年检查一次16.气体采样导管的加热温度检查一般大于120摄氏度17.预埋管连接法兰的密封性检查一般每月一次，用扳手拧紧，外面要有保温措施DLTP-4000流量计1.清洁流量计的皮托管采样探头一般半年或1年取出清洗一次，根据工况条件2.预埋管连接法兰的密封性检查一般每月一次，用扳手拧紧3.更换反吹控制单元中反吹气源的过滤器（可选项目）1年更换DOA-3030烟尘计1.烟尘计发射镜片和反射镜片的清洁一般13个月清洁一次，根据工况条件2.烟尘计的线性检查（可选项目）6个月检查（使用外部固定的滤光片）3.更换反吹单元的过滤器半年到1年更换，根据现场的工况条件4.检查反吹系统的管道配管是否泄漏(每个月)5.预埋管连接法兰的密封性检查一般每月一次，用扳手拧紧数据采集系统DAS1.数据库数据备份备份到另外的PC机硬盘上，防止数据丢失，3个月备份一次第四章 烟气排放连续监测系统DAS的操作使用第五章 烟气排放连续监测系统停运和投运时的注意事项1. 停运时的准备工作1.2 在CEMS系统需要停运时，应保证在锅炉停止运行后,在烟道中没有烟气的情况下,CEMS系统至少要有一天的运行时间。这样可以最大限度地减少烟气中SO2,