烟气在线监测技术方案

1、2020/3/27固定污染源烟气排放连续监测系统技术方案3目录目录、八前u言第一章系统简介一、系统概述二、规范性引用文件三、认证许可四、运行环境第二章 系统组成与描述 一、采样探头二、烟气伴热管三、预处理系统四、SQ、NOx测量单元五、氧含量测量单元六、粉尘测量单元.七、温压流测量单元1、流速2、温度3压力八、数据采集及处理系统第三章系统安装一、系统安装要求二、系统的安装第四章供货清单第五章技术支持与服务第六章 附表9999101212141617182020/3/27刖言欢迎您使用我公司固定污染源烟气排放连续监测系统，固定污染源烟气排放连续监测系统英文名称“ Continuous Emiss

2、ion Monitoring System”，简称“CEM”本方案中包含了系统详细介绍、操作指南以及相关说明。为了您能方 便及充分地了解和使用系统的功能，敬请仔细阅读。该系统必须由熟悉该设备结构和操作及明确潜在危险的熟练电气维护人员进行安装、调试和维修。所有操作必须严格按此手册执行，否则有可能会损坏设备，甚至会导致人身伤害。为最大限度的减少安全隐患，应遵守与该系统安装、调试、操作相关的地方和国家性的规范。未经授权请勿擅自对系统进行改装或组装。若因擅自改装或组装引发的事故，本公司概不承担法律责任。产品的外观或规格会因产品改进而进行变更。恕不另行通知，敬请谅解。本产品说明书中的图示仅仅用作说明，可

3、能与实际使用时有差异。该手册基于本公司产品介绍，请用户根据自己所购产品提取有效信息。阅读之后，请保存在实际使用该系统的人员随时可查阅之处。15第一章系统简介SO、NQ、系统概述我公司固定污染源烟气排放连续监测系统能对企业废气排放口的 颗粒物（粉尘）、烟气温度、烟气压力、流速、烟气含氧量等数据自动采集、分 析和储存，实现自动、实时、准确地监控监测企业废气排放情况和治理设施的运行状态，既便于企业环保管理层了解和掌握污染治理和废气排放的整体情况，也 利于环保主管部门的监控和管理，为实现节能减排、总量控制提供切实有效的监 管手段。该系统气态污染物监测采用抽取式冷干法， 其原理是由德国进口采样泵通过 采

4、样探头抽取样气，采样探头具备除尘、加热、恒温控制等功能，样气被引导至 预处理系统，去除颗粒物、水分、腐蚀性气体等，再由控制系统对样气进行切换,分配样气经由疏水过滤器后进入气体分析仪中进行分析，测量SO、NO、氧含量等参数。颗粒物监测采用激光后向散射原理，温度采用温度传感器测量，压力采用压 力传感器测量，烟气流量采用差压皮托管测量，将测量信号传输至数据采集与处 理系统。数据处理系统具有现场数据实时传送、储存、报表统计和图形数据分析等功 能，可将各数据传输至DCS系统，实现工作现场无人值守。我公司固定污染源烟气排放连续监测系统结构紧凑，设备维护简单，动态范 围广，实时性强，运行成本低，系统采用模块

5、化结构，组合方便，可将监测数据 通过数据采集仪传输至各级环保部门。二、规范性引用文件环发200226国家环保总局燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策HJ/T75-2007火电厂烟气排放连续监测技术规范HJ/T76-2007固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法HJ/T76-2007固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法HJ/T75-2007固定污染源排放烟气连续监测系统技术规范（试行）GB16297-1996大气污染物物综合排放标准GB13271-91锅炉大气污染物物排放标准GB5468-91锅炉烟尘测试方法GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样

6、方法GB310J 86有关量、单位和符号的一般原则GB/T16157-1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态物采样方法GB13223-2003火电厂大气污染物物综合排放标准HJ/T 212 2005污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准HJ/T373-2007固定污染源监测质量保证与质量控制技术规范（试行）三、认证许可本系统满足以下认证组织的相关要求，并通过相关认证:中环协（北京）认证中心环保产品认证四、运行环境温度：-20 C45 C湿度：W 90%大气压：86106Kpa烟气温度：V300C供电电压：AC 220± 10% 频率50Hz接地电阻：V 4Q注意本系统的分析机柜

7、部分为非防雨设计，必须放置于室内。安装地点应尽量避免重负载电缆、震动和强电磁干扰，避免与强腐提示蚀性材料接触，散热良好。第二章系统组成与描述我公司固定污染源烟气排放连续监测系统由采样探头、粉尘仪、温压流一体 监测仪、分析机柜、标准样气、管线等组成。其中采样探头、粉尘仪、温压流探 头安装于监测点（烟道或烟囱），分析机柜安放于室内。样气通过采样探头、伴 热管线进入分析机柜，经由分析机柜内的预处理系统进入烟气分析仪， 测量SQ、NQ氧含量等参数；粉尘仪用于测量粉尘浓度，温压流一体监测仪用于测量温度、压力、流速，测量信号通过电缆传输至分析机柜内的数据采集与处理系统;置于分析机柜内部的工控系统可实现实时

8、数据的显示、数据传输、数据储存、历 史数据查询、图形数据分析、报表统计等功能。标准气体用于校准分析仪表。、采样探头采样探头包括采样探杆、采样腔、加热装置、温控装置、探头滤芯、主体机 壳等，避免出现冷凝，确保样气正常进入预处理系统。采样探头特点:1、采用加热自动调节单元，加热温度维持至 140C左右，避免冷凝。2、探头滤芯采用2um气孔的镍钛合金，有效去除样气中的烟尘。3、探头具备反吹功能，通过控制系统实现自动反吹，最大限度克服阻塞问题，减少维护量。4、与烟气接触部分、法兰等均采用316L不锈钢材质，避免长时间使用后带来的材质腐蚀、测量误差等问题。5、探头主体机壳部分采用烤漆处理。、烟气伴热管烟

9、气伴热管连接采样探头和预处理系统，是由两组耐腐高性能四氟乙烯导管 辅以高温恒功率电热带以及补偿线缆组成内芯， 外加进口原料保温层，最后敷以 聚乙烯（P日保护外套复合而成。采样管内温度控制在 140C左右，使得烟气中 水含量以蒸气状态存在，防止水结露与 SO生成酸。三、预处理系统预处理系统包括气体冷凝器、细过滤组合、疏水过滤器、蠕动泵、调节阀等, 完成样气的除尘、除水，保证干净、流量稳定的样气进去气体分析仪，确保分析 仪器的准确性和可靠性。预处理系统流程:样气进入机柜时经过一个截止阀， 通常截止阀是打开状态，当吹扫时，截止 阀关闭，防止吹扫气进入机柜，保护预处理系统；然后进入制冷器除去湿气，冷凝

10、液集结在制冷器的下方，通过排液蠕动泵排除；接着气体经过一个保护过滤器 除尘；然后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，经取样泵采出，对分析仪零点进行校准；接着气体进入二级制冷器进一步除湿， 除湿后 的气体通过取样泵，然后通过一个手动三通阀，通过它注入标准气来校准仪表量 程，再经过阻水过滤器对样气进一步除水，最后进入分析仪。预处理系统特点:1、预处理系统置于分析机柜内部， 布局合理美观，预留空间大，便于检修。2、两级制冷器，增强制冷效果，有效排除样气中的水分。3、两级细过滤组合，增强样气净化效果。4、两个蠕动泵，样气水分较重时确保排水效果。5、增加疏水过滤器，增强对分析仪的防护。

11、四、SQ、NOx测量单元气体分析仪的工作原理基于朗伯-比尔定律，其分析方法属于紫外吸收光谱 法。分析仪的测量单元，由光源、气体室、光纤和光谱仪（含光阑、全息光栅、 线阵检测器）等组件构成。分析仪光电原理示意图光源发出的紫外光经光学视窗进入气体室，被流经气体室的被测样气所吸收，携带被测样气吸收信息的光经透镜汇聚后耦合入光纤， 经光纤传输送入光谱 仪进行分光处理，即可得到气体的吸收光谱。通过对光谱进行差分分析，并结合化学计量学算法，可以得出气体中相关组分的浓度。1、技术特点采用紫外光谱分析技术，排除了交叉干扰，可同时测量多种气体的浓度;采用差分吸收光谱算法，消除了烟尘、水分、光源变化等影响因素，保

12、证了 测量的准确性和稳定性；利用气体在不同波段的吸收强弱不同，可实现量程切换，动态范围大； 光源、测量室、光谱仪之间采用光纤连接，无运动部件，可靠性好、安装维护方便;采用脉冲氙灯光源，寿命超过五年，无需预热时间，稳定性好;每天自动进行仪器校正，增强了数据的可靠性;具有故障、断电和检测数据超标等异常等情况下的自动报警及记录功能; 触摸屏显示，操作简单方便，界面友好。测量原理紫外差分光学吸收光谱法测量气体SQ、NQ测量范围SO、NQ : 02500ppm Q2: 025%线性误差< 2% .零点漂移< 1% .量程漂移< 1% .重复性< % .预热时间60mi n响应时间

13、w 60s (T90)电压影响W 1%.绝缘电阻> 20 M绝缘强度无电弧和击穿等异常现象技术参数2、样气流量1L/min min显示窗口7 ”高清晰真彩数字屏，分辨率为800X480通讯接口RS232 RS485（支持 Modbus协议）、1路开光量输入、4路继电器输出、4 路4-20mA模拟输出、4路4-20mA模拟输入电源需求AC18（240V，50Hz，60W工作温度5C 45C工作湿度< 90%RH外型尺寸（19）* 177mm （4U） * 325mm安装重量w 12kg五、氧含量测量单元测量方法：电化学法最大量程：（025） %输出信号分辨率： 输出信号范围的%重复性

14、：W %0偏差：在有自动标定的情况，可以忽略；在无自动标定的情况下，暴露于空气中1年的典型值是1%O年 六、粉尘测量单元采用激光背散射原理，分辨率高，可适用于低浓度排放的监测要求， 也可适 用与高浓度排放的监测；结构上采用单端安装，无需光路对中，不怕烟道的机械 振动及烟气温度不均造成的折射率不均引起的光束摆动；仪器设计过程最大限度 地降低现场安装的复杂度，安装维护极其简单，最大限度地减少由于现场安装调 试带来的诸多问题；采用标准 4-20mA工业标准电流输出，连接方便；仪器整体功耗非常小，大约5W左右；校准器就地放置，避免混淆及丢失；非点测量，具有 较大的取样区，可适用各种直径烟囱的使用。粉尘

15、仪包括激光光源及功率控制单元、光电传感与小信号预处理单元、散射光接收单元、显示与输入单元、输出驱动单元、主控单元。激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源，激光束与烟尘粒子作用产生散射光，背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。整个系统的构成包括主机及校准系统、吹扫系统、连接附件及防雨箱。显示激光系统原理图1、技术特点采用激光背散射原理，不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不 均造成的光束摆动。单端安装,无需光路对中。激光束经过调制后，使得系统的抗干扰能力得以大幅度提升。仪器设计

16、贯彻“无工具”现场安装的思路，最大限度地降低现场安装的复杂 度。采用标准（4-20）mA工业标准电流输出,连接方便。仪器整体功耗非常小，大约5w左右。2、技术参数测量范围0-2000mg/m3 （量程可任选任设）测量误差± 2%./ 周零点漂移± 2%./ 周量程漂移± 2%./ 周线性误差± 2%./ 周分辨率1mg/m适用烟道直径120m环境要求温度：-40 C 65C 相对湿度：0-100% R. H.尺寸/重量160X 160X 250mm/ 4kg介质条件最高300 C（高温需定制）信号输出(420) mA取大输出负载500 Q功耗MAX5 W

17、供电DC24V七、温压流测量单元1、流速测量原理：皮托管测量范围：0 40m/s。测量精度:<± 2%.输入电压：220VDC输出电流：两线制420mA2、温度测量范围:0300C，可根据实际工况选择测量范围。测量精度:输入电压:220VDC输出电流:两线制420mA3压力测量原理：压力传感器测量范围：-1010K pa,可根据实际工况选择测量范围。测量精度：± %输入电压：220VDC输出电流：两线制420mA 八、数据采集及处理系统数据采集和处理系统用来获取和处理来自各分析仪传输来的数据，并进行实 时而有效的控制和处理，具有高可靠性和高稳定性，该系统包括可编程逻辑

18、控制 器（PLC和数据处理及控制子系统。PLC是CEMS系统的数据采集、控制单元。与常规的控制方式不同，PLC提PLC提供了 24供了更为丰富的功能和更高的可靠性、扩展能力。在CEM系统中，PLC提供了各种模拟量数字量的输入输出信号，并通过软件进行深度处理, 小时的记录接口系统，可以将加工过的数据传输给 DAS其控制指令通过DAS激活。数据处理及控制子系统可实现数据采集、数据处理、数据保存、数据实时 显示、历史数据查询、图形数据分析、报表统计、数据传输、控制校准、反吹 等功能。1、主界面2、实时数据显示界面3、实时曲线界面4、历史曲线界面5、报表界面6报表打印界面7、运行记录界面第三章系统安装

19、、系统安装要求1、监测点选择要求监测点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，以采样管安装孔为界按距离入口 2/3，距离出口 1/3的比率安装。也可安装在烟气总排放的垂直烟囱上，一般安装在烟囱总高度距地面的三分之一处，但以安装在烟气排放气流平稳处为主。具体要求应满足 HJ/T75-2007固定污染源烟气排放连续监测技术规范中第 6条要求以及HJ/T76-2007固定污染源烟气排放连续监测技术要求及监测方法中第6条要求。概述如下:1)位于固定污染源排放控

20、制设备下游。2)3)应优先选择垂直管段和烟道负压区。4)监测点应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。5)每台固定污染源排放设备应安装一套烟气 CEMS人员易于到达，有足够空间。当平台高度5m时，应提供Z梯/旋梯/升降梯。6)7)若一个固定污染源排气先通过多个烟道后进入该固定污染源总排放口 时，应尽可能将烟气CEMS安装在总排放口上。点测量CEMS勺监测点应离烟道壁的距离大于烟道直径的30%且不小1m位于或接近烟道截面积的矩心区。2、安装平台准备平台要求安装平台示意图1)检修平台一般按400kg/m2等效均布荷载设计，大于此值时应按实际要求或相邻的楼面荷载系数设计。2)钢平台的其他构件设计应符合钢

21、结构设计规范。3)平台采用机械性能高于于A3F的钢材制作。4)平台一切敞开的边缘均应设置安全防护栏杆。防护栏杆的设计应符GB固定式工业防护栏杆的要求。5)平台铺板应采用大于4mn厚的经防滑处理的钢板或者采用16的圆钢制作踏棍，考虑雨天，平台不得积水。6)平台应安装在牢固可靠的支撑结构上，并与其刚性连接；梯间平台不得悬挂在梯段上。7)平台全部采用焊接，焊接要求应符合钢结构焊接规范8)平台钢梁应平直，铺板应平整，不得有斜扭、翘曲等缺陷。9)制成后的平台应涂防锈漆和面漆。10)平台外边缘到烟囱外壁的距离不得小于 1200mm护栏示意图1)防护栏杆的高度不得低于1200mm2)栏杆的全部构件采用性能不

22、低于 Q235-A - F的钢材制造。3)栏杆的结构宜采用焊接，焊接的要求应符合 GBJ 205的技术规定。4)扶手宜采用外径50mm的钢管，立柱宜采用大于等于 50X 50X4角钢或50mm勺钢管，立柱间隙宜为1200m(外直径)。5)横杆采用大于等于25X 4扁钢或16的圆钢。横杆与上、下构件的净距离小于等于380mm6)挡板宜采用大于等于100X 2扁钢制造。如果平台设有满足挡板功能及强度要求的其他结构边沿时，允许不另设挡板。7)室外栏杆、挡板与平台间隙为1020mm室内不留间隙。8)所有结构表面应光滑、无毛刺，安装后不应有歪斜、扭曲、变形及其他缺陷。9)栏杆表面必须认真除锈，并做防腐涂

23、装。2020/3/27主视图1710）栏杆的设计，必须保证其扶手所能承受水平方向垂直施加的载荷大于等于500N/mt3、监测室的准备主视图俯视图、监测室要求1）监测室尺寸不低于 3000mm（长）X 3000mm（宽）X 3000m（高），门尺寸不低于 1000mm（宽）X 2200m（高）。2）3）监测室设有窗户，尺寸不低于 1500mr（宽）X 1000mm（高）。仪器室内配置配电箱一个，配 220V/8KW交流电源，配1个总空开（40A）, 24）个20A空开，1个10A空开，空开必须有独立接地。监测室内须设有照明系统，配备冷暖空调，保证室内温度在20C30C,湿5）度保持在90%以下，

24、无震动。监测室内须配备除水除油气源，气源压力达到。6)监测室内距地面高度2500mn处，为烟气伴热管和电缆管路等开孔铺设桥架,桥架尺寸为100mm宽）X 50mm高），机柜背面墙壁靠近地面位置开一30mm 孔，用于排放废气废水。7)监测室做好防漏、防雷工作，地面做好防潮、防尘工作，提供良好可靠接地点，接地电阻小于4Q。8)监测室地面须比室外地面高10cm以免雨水倒灌，同时应使用角度较小的坡 道，以便搬运机柜。、系统的安装1、监测孔开孔监测孔共四个（以测量：SQ、NQ氧含量、温度、压力、流速、粉尘浓度为准），其中采样孔一个，温压流监测孔一个，粉尘浓度监测孔一个，手工比对监测孔一个。2020/3/

25、2726俯视图监测孔说明:1)孔1为粉尘浓度监测孔，孔2为采样孔，孔3为手工比对监测孔，孔4为温压流监测孔。2)各孔尺寸均为75mm3)孔2开孔时应由外至内斜向下开孔，倾斜角度为 20°,其余孔均垂直于烟囱壁开孔。4)孔3、孔4位于气流上游，在一个水平层面；孔1、孔2在一个水平层面，两层面相距500mm5)孔3开孔后须配备法兰密封端，手工比对时开启，平时密封。2、法兰安装对于钢结构的烟囱（烟道），法兰可直接焊接到烟囱（烟道）上；对于砖混 或水泥结构的烟囱（烟道），法兰通过膨胀螺栓安装。3、采样探头、皮托管、粉尘仪安装采样探头、皮托管、粉尘仪均通过螺栓连接到法兰上，紧固螺栓即可。4、管

26、路、线缆铺设1）选择由监测平台至监测室最短距离铺设，杜绝出现架空线无防护的走线方式。2)远离高压、强电、强磁、避雷器等。3)4)电缆在室外不得裸露，须放置到桥架、金属管或PVC管内，管的最小直径不小于25。烟气伴热管不得出现死弯、U型弯现象，从机柜上方近方进入机柜，走线过程中须定点紧固，避免出现磨损。第四章供货清单序号物料名称单位数量安装位置备注1采样探头套1监测平台/2烟气伴热管米/配30米3采样泵台1监测室-主机柜德国KNF3预处理系统套1监测室-主机柜/4气体分析仪台1监测室-主机柜/5温压流一体监测仪套1监测平台/6粉尘浓度监测仪套1监测平台含反吹单元7控制及处理系统套1监测室-主机柜

27、/8反吹系统套1监测室-主机柜/9机柜台1监测室-主机柜/10工控机套1监测室-主机柜含软件11NO标气瓶1监测室4L12SQ标气瓶1监测室4L13安装辅料套1/注：此配置以测量：SO、NG、氧含量、温度、压力、流速、粉尘浓度为准，因 实际需求原因导致测量参数改变，配置予以相应更改。第五章技术支持与服务1、我公司所提供的仪器、设备符合IS09001质量标准要求。2、质量保证期为十二个月，从安装调试完毕之日起。3、质保期内，任何因仪器、设备设计、材料或工艺不当引起的缺陷、故障或设备的意外损失，由我公司免费修理或替换。4、我公司对所提供的仪器免费提供使用说明书、手册等资料。5、我公司长年库存有备品

28、备件。我公司承诺提供及时、迅速、优质的服务，迅速快捷地提供仪器的备品备件，并能保证用户能够及时以最优惠的价格买到所需的备品备件和易损件。6我公司长期免费为用户提供技术服务和技术支持。第六章附表检测项目、指标(HJ/T 76-2007 )项目指 标颗粒物CEMS检测 期间零点漂移<± %.量程漂移<± %.相关系数>当测量范围上线W 50mg/ m3时，置信区间半宽< 10%允许区间半宽< 25%复检 期间零点漂移<± %.量程漂移<± %.准确度当排放浓度< 50mg/ m 时，绝对误差 w± 1

29、5mg/ m3> 50mg/ m3 w 100mg/ m3 时，相对误差w± 25%> 100mg/ m w 200mg/ m3 时，相对误差w± 20%> 200mg/ m时，相对误差w± 15%二氧化硫CEMS检测 期间线性误差w± 5%响应时间w 200s零点漂移w± %.量程漂移w± %.相对准确度排放浓度250卩mol/mol (715mg/ m3)时，相对准确度wi 5%排放浓度 V 250 卩 mol/mol (715mg/ m3)时， 绝对误差w 20 卩 mol/mol (57mg/ m)排放浓度v

30、 50 卩 mol/mol (143mg/ m)时， 绝对误差w 15 卩 mol/mol (43mg/ m)复检 期间零点漂移w± %.量程漂移w± %.相对准确度排放浓度250卩mol/mol (715mg/ m3)时，相对准确度wi 5%排放浓度v 250 卩 mol/mol (715mg/ m)时， 绝对误差w 20 卩 mol/mol (57mg/ m)排放浓度v 50 卩 mol/mol (143mg/ m)时， 绝对误差w 15 u mol/mol (43mg/ m)氮氧化物CEMS检测 期间线性误差w± 5%响应时间w2 00s零点漂移w±

31、; %.量程漂移w± %.相对准确度排放浓度250卩mol/mol (513mg/ m3)时，相对准确度5%排放浓度 V 250 卩 mol/mol (513mg/ m3)时， 绝对误差 w 20 卩 mol/mol (41mg/ m)排放浓度v 50 卩 mol/mol (103mg/ m)时， 绝对误差w 15 卩 mol/mol (31mg/ m)复检 期间零点漂移<± %.量程漂移w± %.相对准确度排放浓度250卩mol/mol (513mg/ m3)时，相对准确度wi 5%排放浓度 v 250 卩 mol/mol (513mg/ m3)时， 绝对误差w 20 卩 mol/mol(41mg/ m)排放浓度v 50 卩 mol/mol (103mg/ m)时， 绝对误差w 15 卩 mol/mol (31mg/ m)O2 或 CQCEMS检测 期间线性误差w± 5%相应时间w 200s零点