CEMS烟气连续监测系统在我厂的应用论文

1、CEMS烟气连续监测系统在我厂的应用 CEMS烟气连续监测系统在我厂的应用大唐首阳山发电厂高峰2007-8-916CEMS烟气连续监测系统在我厂的应用目 录第1章 系统概述-2第2章 技术特性-4第3章 系统结构-6第4章 安装调试-8第5章 故障分析与排除-12第6章 保养、维修-14第1章 系统概述本章对我厂CEMS烟气连续监测系统做出简要介绍。我厂一期2×220MW机组脱硫于2006年底投产，采用石灰石石膏湿法烟气脱硫工艺，烟气连续监测系统也正常投运。CEMS烟气连续监测系统（CEMS）是国家环保领域急需的高新技术产品。主要用来连续监测烟气中烟尘、二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及

2、排放总量。针对我国情，优选世界上的成熟技术，达到了国内领先水平。该系统是为配合国家环保局有关大气污染源达标排放目标的实施而研制的在线监测仪器，可连续监测烟尘、二氧化硫、氮氧化物等的浓度和排放总量。它能够真实地反映了企业污染的实际排放情况，在为环保部门提供的执法数据的同时，也为企业的环保工作提供了客观依据。除特殊说明以外，所用设备的设计、制造、安装、测试、验收和调试，以及附属设备所采用的标准，均符合下述组织所颁布的最新版本的标准和规范：HJ/T75-2001 火电厂烟气排放连续监测技术规范HJ/T76-2001 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/T47-1999 烟气采样器技

3、术条件HJ/T48-1999 烟气采样器技术条件DB11/139-2002 锅炉污染物综合排放标准GB9078-1996 工业窑炉大气污染物排放标准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污染物采样方法GB13223-1996 火电厂大气污染排放标准G-HB97-01 火力发电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书GB/T2423.2-1989电工电子产品基本环境试验规程JJG中华人民共和国计量检定规程ISO国际标准化组织IEC国际电工委员会该烟气连续监测系统（简称CEMS），采用在线式连续监测方法，本系统主要用于监测锅炉烟气污染物的排放状

4、况（排放浓度、排放量），为污染企业和环保部门供有效数据，广泛用于： · 监测垃圾处理厂的排气； · 监测各种锅炉的排气； · 监测燃烧炉、热处理炉的排气； · 监测石油精炼、钢铁、水泥等各种装置的排气。1.1特点烟气连续监测系统CEMS优选世界上成熟的先进技术，针对我国污染源的情况和工业企业的现状，立足自主开发，坚持适合我国国情的低成本高可靠性的技术路线,提高了系统的稳定性和精度，便于掌握和运行维护。CEMS现已在静电除尘、水膜除尘等工业锅炉，以及水泥窑炉等多种污染源上得到推广应用，取得了非常丰富的实践经验，探索出了许多的适用技术，取得了良好效果，提高了

5、系统对各种复杂环境的适应能力。 ·广泛吸取了国内外同类产品的特点，采样、分析方法简单，系统运行稳定。·柜式设计布局合理，安装调试简单，便于操作维修。·具有定期的反吹、自动清洗功能，有效地消除了烟尘对光学镜头的污染和对探头的堵塞，减轻了工作人员的劳动强度，提高采样的准确度。·各参数可以报表、棒图和历史曲线的形式显示或打印，亦可随时查询。 ·全自动校零、校正功能使仪器的性能更加稳定。·配备微机接口，具备联网功能。可进行异地资料查询、远程通讯操作。1.2 使用环境条件请在下述环境中使用,以保证设备能够正常运行温度-20 +40湿度85%环境

6、 使用场所无严重腐蚀、易燃易爆气体、尘埃、强电磁场干扰及震动。1.3 工作条件为使设备正常工作,更好的为您服务除满足1.2中条件外,还应满足下列条件：电源条件AC 220V±10% 50Hz+5%采样气体条件压力 098Kp 温度 0500流速 030m/s第2章 技术特性本章对我厂CEMS烟气连续监测系统技术特性做出详细说明。CEMS烟气连续监测系统所采用机电器件均是严格筛选的优质器件，整机性能优良，零点漂移、满量程漂移低，精度高，数据采集率、资料利用率高，运行稳定，适应环境能力强。 设备规范汇总CEMS系统系统数据CEMS烟气温度限制（最高最低）（）0500设备对振动的要求无严重

7、震动采样系统流量0.58 L/min压力范围(Pa)098kpa所有设备的用电量（KVA，包括伴热带）5数据采集系统设备型号CEMS防尘要求洁净无尘环境温度限制（最低最高）()1035用电量KVA0.5分析仪器设备名称多参数测量单元分析仪设备型号ultramate23西门子气体分析仪可测气体S02/NO/O2精确度(%)2%误差(%) ±5%采样方法在线式全抽取式采样气体条件压力098Kpa、温度0500、流速030m/s响应时间0.1-600s120s零点漂移(检测期间)±1%±2.5%满量程漂移（检测期间）±2%±2.5%校准方式自动校准警

8、报输出开关量输出信号型式420 mA、RS-232、电话接口第3章 系统结构本章对我厂CEMS烟气连续监测系统的结构与工作原理做出详细说明。3.1系统原理图1：CEMS系统结构示意框图CEMS烟气连续监测系统（CEMS）主要用来连续监测烟气中烟尘和二氧化硫及氮氧化物的排放浓度及排放总量。系统主要包括：烟气颗粒物监测子系统（烟尘CEMS）、气态污染物监测子系统（烟气CEMS）和排气参数监测子系统等三部分，如图1所示：3.2系统结构 CEMS系统采取了模块化的结构，可分解组合，以适应不同的环境和不同的用户需要。除了在污染源浓度和总量连续监测方面应用以外，还可以作为脱硫效率监测和控制的在线仪器。系统

9、的主要功能单元大致可分为两部分即室内和室外部分。室内部分主要有主机柜（包括样气处理、分析仪和数据采集处理等）、供电电源和净化压缩空气源，主要完成系统供电，样气处理、分析，系统标定，数据采集处理以及采样气路的净化等功能。室外部分主要有采样监测点电器箱、红外测尘仪、流速监测仪、烟气采样探头、空气过滤器以及拌热采样管线和信号控制电缆等组成，主要完成采样监测点的温度、压力、流速等物理量信号的采集，烟气颗粒物含量测量，烟气采样和预处理，以及样气和各种信号的传输等。3.3.1净化气源为仪器的气路提供清扫气，经过除水干燥，除油净化处理以后的洁净空气。分为3路：一、测尘仪的在线强制吹扫气路，长期工作可防止烟道

10、气污染光学镜头。二、采样气路吹扫路，为洁净的压缩空气。三、采样探头吹扫气路，同样为洁净的压缩空气。洁净压缩空气压力在48公斤之间，后级配有除油、除水过滤等措施，保证反吹气洁净。双管伴热吹扫气路，保证采样探头和管路的畅通。3.3.2 仪器的供电电源供电电源分为两路，一路为CEMS的所有仪器供电（包括主机柜），必须经过净化稳压处理；另一路为拌热采样管供电，可直接接市电。3.3.3 主机柜主机柜：是整个系统的核心，包括分析仪、校正装置、数据采集处理器以及电器控制装置等。一:分析仪包括西门子ultramate23气体分析仪，完成采样各种烟气成分的浓度分析。二:电源分配单元完成整个系统控制电源的分配三:

11、数据采集单元包括计算机单元3.3.4预处理单元一:温度控制单元包括制冷单元和气路伴热带的温度控制二:制冷单元包括气体冷凝，过滤器和气流调节装置组成，使烟气中夹带的液态气溶胶体、水分等冷凝液体，在通过气液分离器的滤膜时被捕集，集成液滴沿器壁下落，由出水口排入排水器内。从而达到气液分离的目的，并使样气得到进一步的过滤净化，并调节气流到一个合适的流量送入分析仪内。气体制冷温度为5到10度可调。三:气路伴热管路为耐腐蚀的6四氟乙烯管，外套保温加热层，采用分段加热（10米或5米为一个加热段），伴热温度80±10可调；最大长度为100米，一般50米以内为佳。四:真空泵为法国产KNF耐腐隔膜真空泵

12、，流量5L/Min。3.3.5烟气采样探头完成从烟道中抽取烟气的工作。3.3.6烟尘参数处理单元部分包括烟尘处理、压力和温度的信号采集和转换。3.3.7烟尘测量探头与烟尘参数处理单元部分结合组成压力，流量，温度的测量。第4章 安装调试本章对CEMS型烟气连续监测仪在我厂安装调试过程及应注意的问题做出详细说明,使用前请务必细心阅读。4.1采样监测点的选择 烟尘的测量位置选择应安装在能反映颗粒物排放状况的有代表性的位置上，具体的安装要求如下：烟尘采样位置的选择4.1.1.1一般要求a:位于所有颗粒物控制设备下游；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

13、，有足够空间，便于清洁光学镜头、检查和调整光路准直、检验仪器性能和更换部件。4.1.1.2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。当监测位置在烟道或管道的垂直管段上，离弯头下游的距离至少4倍直径时，安装位置位于弯头下游大于2.5倍直径的地方。当监测位置在烟道或管道的垂直管段上时，安装位置位于弯头上游大于2.5倍直径的地方。当监测位置在烟道或管道的垂直管段两弯头之间，离弯头下游的距离少于4倍直径，离弯头上游

14、的距离少于1倍直径，安装位置位于弯头上游大于3倍直径的地方。当监测位置在烟道或管道的水平管段上时，安装位置里垂直弯头下游的距离至少4倍直径，位于烟道或管道底部向上垂直轴的1/3与1/2距离之间的地方。当监测位置在烟道或管道的水平管段上，安装位置离垂直弯头下游的距离至少于4倍直径，气流在垂直段向上流动时，位于烟道或管道向上垂直轴的1/3与1/2距离之间的地方；气流在垂直管段向下流动时，位于烟道或管道向上垂直轴的1/3与1/2距离之间的地方。烟气采样位置的选择4.1.2.1一般要求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。便于日常维护，安装位置易于接近，

15、有足够空间，便于清洁光学镜头、检查和调整光路准直、检验仪器性能和更换部件。4.1.2.2安装位置安装位置应设置在距最近的控制装置、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倍直径。离排气或控制装置上游不小于半倍直径。4.1.2.3测量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小于1m。b:位于或靠近烟道或管道矩心区域。4.1.3监测点开孔图安装烟尘、烟气测量仪器，应开五个孔，其中两个在同一水平面上，其中心连线与烟道中轴线应相交，开孔位置必须准确，两孔垂直误差应小于20mm，水平误差小于20mm。，以保证烟尘测量光路能穿过测量断面的中心并且光线能够被返回。另三个孔与此

16、两孔在同一水平面上，位于距此水平面上游或下游500mm的地方，方位以与两孔中心连线垂直方向为宜。开孔直径一般为75mm，如下图所示。 预装,将仪器各部分所带预装法兰焊接在烟道上（对钢型烟道）或是焊接在开孔钢板上，将钢板再固定在烟道上（对其他类型烟道）用角铁焊几个支架，用以支撑烟气采样箱与光发射装置。在监测点选择完毕以后，应该根据系统的配置和现场情况，做安装施工设计方案。CEMS间安装在一期烟囱旁，配有空调、空气相对湿度<85%。4.2维护平台准备操作平台应便于日常维护,应有足够的空间便于清洁光学镜头,检查和调整光路准直,检验仪器性能和更换部位。平台要牢固、美观、实用，要有一架上下平台的扶

17、梯，对于圆形垂直烟道，平台要做成环行平台。对于方型垂直烟道或其他形状的垂直烟道，平台要沿烟道环行一周，形状与烟道相似。 4.3管线铺设安装电缆、拌热管的支架，信号控制电缆必须串保护管；拌热管的安装必须有一定的倾斜角度，以防止冷凝水的积存，一般倾斜角不小于5度。4.4 仪器的安装4.4.1红外测尘仪的安装注意开孔对应，其中心连线与烟道中轴线应相交，开孔位置必须准确，两孔垂直误差应小于20mm，水平误差小于20mm。，以保证烟尘测量光路能穿过测量断面的中心并且光线能够被返回。4.4.2烟气采样探头的安装将采样探头从采样孔插入烟道。调整加热保温外壳，装上法兰盘的定位螺丝，拧紧固定好探头。采样监测点的

18、仪器设施必须安装防雨罩，其目的是防止雨、雪、露等因素对仪器的损坏。要求美观使用，具体尺寸由客户依据当地的实际情况确定。4.4.3 主机柜的安装按照附录中的接线图进行电气连接，同时应注意以下几点:1).安装过程中,应小心，防止磕碰,避免元件仪表及油漆损坏；2).按照基础位置就位后,四角找平找正；3).将基础与柜体槽钢用螺栓或点焊固定；4).作好接地。4.4.4采样管与信号电缆安装1).内部各部件安装连接时确保不漏气。2).布线时使电线尽量远离探头，以免烫坏电线保护层造成短路。3).一定要做密封处理，以免箱内负压将外面的灰尘吸入箱内。4).连接伴热导气管,排水管以及各部分的电缆，伴热管伴热范围只限

19、于主机柜外，柜内部分不加热。伴热管尽量短，从探头到主机柜应保证有一个向下倾斜的角度，保证伴热管及接嘴处不漏气。5).电、气管线一定要有保护、加固措施。4.5调试调试的主要内容：电路的调试：各电气信号线连接是否正确？是否可靠？光路的调试：红外测尘仪的光路是否准确？接收强度是否适当？气路的调试：采样气路的连接是否正确？是否漏气？4.5.1 初装后的调试步骤方法设备连接完毕之后即可按下述步骤进行调试:调试程序：电源检查检查电气连线检查管路气密性检查探头、伴热、冷凝、柜内温度检查分析仪校零、校满检查红外测尘仪校零、校满4.5.2 注意事项务必检查电源是否为220V，50Hz。因室外环境灰尘较多，附近须

20、备有水源，操作时使柜体内保持清洁。操作时注意安全。以上工作必须由专业人员进行。试运行前的准备、试运行启动、试运行 4.5.3试运行前的准备试运行前要先进行:送电前检查4.5.4试运行启动、试运行合上电源开关，打开微机电源开始试运行。试运行期间要注意做到以下几方面：（1）注意观察显示屏显示是否正常；程序是否正常运行；显示值是否正确，包括尘浓度、二氧化硫浓度、烟道温度、烟气流速值是否合理正确。（2）观察柜内各部件是否有异常。包括抽气泵、反吹气源、制冷器，加热器等。根据运行的实际情况，可以对设备进行标定、校正、调试、设置以及运行资料查询。第5章 故障分析与排除本章对CEMS型烟气连续监测仪在我厂使用

21、过程中可能产生的故障、原因及排除做出详细说明。常见故障及处理方法：1:烟气数值太小或不变a:现场锅炉工况是否偏底或停炉b:采样气体流量偏低c:管路存在泄漏现象处理方法：a:检查工况b:重新设定各系数c:调节流量,检查冷凝器是否有冰冻现象d:从新检查管路2:采样气体流量过高或过低a:有漏气或堵塞现象b：气体流量传感器坏处理方法a:检查气路或清洗探头b:更换流量传感器烟气脱硫在线仪SO2数据异常的处理方法：a: 检查脱硫工况b:在CEMS间检查在线分析仪的流量是否能保持在1.0ml/min左右，如果不能调节，试拔下初级过滤器前入口采样气管路，观察流量是否能升高至2.0ml/min以上，若不能检查采

22、样框架内设备，重点检查真空泵、初级过滤器、气管。c:若流量能升高至2.0ml/min以上，就需检查烟道处采样装置是否堵塞，重点检查采样滤芯、接头、三通、电磁阀等处是否堵塞。d:还应检查采样管路伴热温度是否正常，一般在80100。e:检查排水蠕动泵运转、排水是否正常，有无漏气现象。f:最后用标准样气对分析仪进行标定。标定步骤：SO2零点校正：CAL1、按 键。2、拔下真空泵入口软管，开始2min倒计时，自动校准零点。Analyzer statusCalibrationParametersConfiguration注意：观察分析仪流量计保持流量在1.0ml/min左右，仪表自动完成零点校准后自动转

23、入测量状态。SO2量程标定：ENTERL1、按 键,进入系统主菜单。Calibr . IR-channelsCalibr. O2-sensorCal. Pressure sensorAutocal/brift valuesENTERL2、选 Calibration项，按 提示输入密码：111 进入Calibration SO2. Set span sas valuesStar cal.mr12 m1Star cal.mr12 m23、选Calibr . IR-channels项，（标定红外线通道）。ENTERL4、按进入Iatal cal.:ON so2. With Autocal: NOSp

24、an12: 3482 mg /m3Span12: 3482 mg /m35、选Set span sas values项（设定标准气值）进入显示 注：Iatal cal.:ON so2.（选择ON全量程/OFF半量程）Iatal cal.:ON so2. With Autocal: NOSpan12: 3482 mg /m3Span12: 3482mg /m3 With Autocal: NO （是否自动校零）6、 选择Iatal cal.:ON so2.全量程7、按 Span12: 3482/m3 进入设定标准气数值。Calibration SO2. Set span sas valuesStar cal.mr12 m1Star cal.mr12 m2ESC8、按返回，9、按 选择Star cal. .mr12 m2Set span: 3482mg/m3Reading: * mg/m3Connect span gasENTER