CEMS培训20150611

1、烟气排放连续监测系统（烟气排放连续监测系统（CEMS）培训资料北京雪迪龙自动控制系统有限公司北京雪迪龙自动控制系统有限公司Beijing SDL Auto Control System Co .,Ltd.公司简介公司简介 北京雪迪龙科技股份有限公司（SDL）成立于1998年，坐落于北京市昌平回龙观国际信息产业基地，是一家按现代化企业原则组建的高新技术企业。 SDL公司是集在线气体分析仪器及系统研发设计和生产于一体的专业公司，同时是西门子授权在中国的分析仪器技术服务中心。公司自主研发生产的烟气连续监测系统（CEMS）引进国际领先检测技术，是目前国内最先进的CEMS，产品市场占有率达到23%，已生

2、产在线分析系统近4000套。我公司具有自主知识产权的数据采集控制系统软件，既吸收了国外软件的优点又满足国家了环境监测的数据要求。几年来，SDL近两千套CEMS用于环保行业，受到用户广泛好评。 公司成立十年来，产品覆盖中国30多个省市及自治区，远销欧美、中东，非州等国家和地区。公司现有员工300人，其中高级工程师25名，工程师150名，是一支优秀的专业的气体分析服务队伍。公司于2000年通过了ISO9001国际标准质量体系认证，并于2008年通过了ISO14000环境管理体系认证证书，ISO18000职业健康安全管理体系证书。 SDL公司坚持用企业文化提升企业核心竞争力，使企业在发展中树立起良好

3、的社会形象。以“振兴分析仪器民族工业”为己任，一如既往的为顾客提供最合适气体分析解决方案。 公司在上海、武汉、广州、广西、河南、香港等地设有办事处。烟气连续监测系统烟气连续监测系统CEMS 火电厂烟囱排放火电厂烟囱排放排放物：排放物：SO2,NOx, 尘埃尘埃,有毒气体有毒气体排放物构成了对环境、对人类的污排放物构成了对环境、对人类的污染、伤害。染、伤害。火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准 GB13223-96 固定污染源烟气排放连续监测技术规范固定污染源烟气排放连续监测技术规范 HJ/T 75-2007固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法固定污染源烟气连续监测系统要求及检测

4、方法 HJ/T 76-2007中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法2000年年9月月1日起实施日起实施火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书 G-HB97-01火电厂烟气连续排放连续监测技术规程火电厂烟气连续排放连续监测技术规程 HJ/T-2000固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB/T16157-1996烟气采样器技术条件烟气采样器技术条件 HJ/T47-1999烟尘采样器技术条件烟尘采样器技术条件 HJ/T48-1999 中国烟气排放的有关法规中国烟气排放的有关法规C

5、EMS CEMS 系统组成系统组成1 1、烟气成份分析系统、烟气成份分析系统1.1 1.1 分析对象：分析对象：SOSO2 2 、NOxNOx 、COCO、COCO2 2 、O O2 21.2 1.2 系统构成系统构成 采样单元采样单元 样品预处理单元样品预处理单元 分析仪表分析仪表 烟尘浓度监测系统烟尘浓度监测系统质量流量检测系统质量流量检测系统 流量：流量：Qs Qs 压力：压力：P P 温度：温度：T T 湿度：湿度：H H2 2O O4.4.数据采集、处理及控制系统数据采集、处理及控制系统烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 seriesC

6、EMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍一、直接抽取法一、直接抽取法 烟气由采样泵抽取，经由采样探头，过滤器、采样管送至预处理。经过除尘、除湿后进入分析仪进行含量检测。直接抽取法直接抽取法 稀释法稀释法 直接测量法直接测量法二、稀释法二、稀释法 烟气由喷射泵抽取，用干净空气按一定比例稀释样气，经简单预处理之后进入分析仪进行含量检测。CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍稀释法取样探头结构图稀释法取样探头结构图1.2.3.4.5.6.7.8.1、原理说明：、原理说明： 采用文丘里喷射泵抽取烟气，干燥、清洁的空气作为喷射源和稀释气，压缩空气在喷射泵的一级喷嘴和二级喷嘴之间的空间内产生一个负压，此负

7、压将烟道内的烟气从节流孔抽入，并与压缩空气混合稀释后经管线送往分析仪。稀释法取样探头工作原理图稀释法取样探头工作原理图2、要点说明：、要点说明：（1）当节流孔两侧压力保证P下0.53P上时，小孔处于临界状态，此时流过小孔的体积流量保持恒定，与P上和P下无关。（2）稀释比：稀释后气体的流量与经过小孔的烟气流量之比，r=(Q1+Q2)/Q2。通过调节空气压力所得。稀释通常为：100：1至300：1（3）真空压力表是监视节流孔下游压力P下的。（4）探头需要另加一个控制器 a) 向探头提供空气源，保持喷射泵的真空度，保证稀释比。 b) 送标气对零点和量程进行标定用。 c) 定时向探头进行反吹冲洗。（5

8、）压缩空气必须除SO2、NOx、CO、CO2、H2O等干扰杂质。（6）防止节流小孔堵塞，定期反吹是关键。三、直接测量法三、直接测量法 将一束红外或紫外光直接照射到烟道中，应用气体的特征吸收光谱进行相应能量吸收，达到检测的目的。l 结构形式： 内置式 外置式CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍根据工艺条件，重点解决两个问题根据工艺条件，重点解决两个问题 A：把大量的粉尘堵在探头过滤器之外，并且定期吹回到烟道之中。 B：保证水蒸气不结露，不能与SO2反应生成亚硫酸。结构及功能结构及功能(1) 探杆： 30 ，316SS伸入烟道之中(2) 冶金粉沫过滤器，孔隙：510m 堵塞烟尘(3) 电加热管

9、：保证水蒸气不结露，加热温度120160，小于120 时报警。(4) 法兰安装连接(5) 防雨罩，支架等保护1、采样器、采样器采样单元采样单元直接抽取法介绍直接抽取法介绍2、反吹系统、反吹系统定时将粉尘吹回烟道中定时将粉尘吹回烟道中(1) 储气罐(2) 二通电磁阀(3) 仪用空气为反吹气源0.40.7MPa(4) 由PLC控制，每68小时反吹一次。保证采样管畅通。CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍采样器及反吹系统示意图采样器及反吹系统示意图CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍采样器、反吹系统示图采样器、反吹系统示图CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍采样器主要部件图采样器主要部件

10、图CEMSCEMS采样方法介绍采样方法介绍采样管采样管 采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采样管内温度控制在采样管内温度控制在130-160130-160，使得烟气中水含量以蒸气状态存，使得烟气中水含量以蒸气状态存在，防止水结露与在，防止水结露与SOSO2 2生成酸，并有报警装置。生成酸，并有报警装置。PT100测温电阻温度范围130160度8聚四氟乙烯管保温材料电伴热带采样管内部结构示意图采样管内部结构示意图样气管烟气成份分析系统组成烟气成份分析系统组成50聚氯乙烯管样品预处理单元样品预处理单元 将烟道中的气体按照分析仪器

11、能够接受的压力、温度、流量、含水量、含将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、含尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量SOSO2 2、 NOxNOx、 O O2 2的含量。的含量。气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然 后将水排出。后将水排出。冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器冷凝除水：压缩机致冷器除水

12、，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器 除去样气中含水量。除去样气中含水量。精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在0.5 m0.5 m以下。以下。标标 定：定： 定时对仪器进行零点和量程标定。定时对仪器进行零点和量程标定。快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少 滞后所采取的措施。滞后所采取的措施。流量调节：保证仪器的进样流量在流量调节：保证仪器的进样流量在1.21.2 2L/min2L/min。样品预处理单元样品预处理单元样品预处理装置样品预处理装置样品预处理装置样品预处理装置预处理系统预处

13、理系统预处理系统预处理系统压缩机制冷器气水分离器膜式过滤器取样泵精密过滤器预处理系统预处理系统有三个不分光红外通道有三个不分光红外通道测氧测氧传感器传感器用空气自动标定用空气自动标定菜单式操作菜单式操作测量范围和输出信号可调测量范围和输出信号可调ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 经济的多组份气体分析仪经济的多组份气体分析仪自解释简单文本菜单自解释简单文本菜单按钮操作按钮操作选取所有内部功能和操作参数选取所有内部功能和操作参数 操作密码保护操作密码保护ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 操作简便操作简便大的大的, ,易读的显示器易读的显示器单位可选单位可选 ( (ppm

14、, %, mg/mppm, %, mg/m3 3) )具有报警具有报警, ,出错出错, ,限制限制, ,维护维护, ,泵泵, ,编码信息编码信息记录记录ULTRAMAT 23ULTRAMAT 23显示显示 所有信息一目了然所有信息一目了然M单光束不分光红外方法单光束不分光红外方法,气体充满检测器气体充满检测器双层和三层检测器双层和三层检测器, 有最大的选择性有最大的选择性自动标定功能自动标定功能 - 用大气标定用大气标定 ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 分析装置分析装置 性能的核心性能的核心1 1、红外光源、红外光源2 2、反射器、反射器3 3、切光片、切光片4 4、马达、马达

15、5 5、样品池、样品池6 6、窗口、窗口7 7、第一检测器、第一检测器8 8、第二检测器、第二检测器9 9、第三检测器（耦合器）、第三检测器（耦合器）1010、毛细管、毛细管1111、微流量传感器、微流量传感器1212、滑块、滑块部件组成及功能部件组成及功能nM1256129811107样 气 出样 气 出口口样气入口样气入口34空气空气Mn在自动标定过程中在自动标定过程中, ,采样单元将泵采样单元将泵入空气入空气. . 这样产生最高检测信号这样产生最高检测信号 U0U0( (没有预先吸收没有预先吸收) )0U0检测器信号检测器信号U浓度浓度ppm / % 基准基准洁净样品单元洁净样品单元UL

16、TRAMAT 23 ULTRAMAT 23 单点自动标定单点自动标定S =U0 - UU0=F U0 - F UF U0U0 - UU0=UcU0F U0 = U0 洁净的洁净的被污染的被污染的UF U浓度浓度ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 独特的自动标定独特的自动标定 2 2、烟尘浓度检测系统、烟尘浓度检测系统 浊度法：德国浊度法：德国 DURAG D-R216 DURAG D-R216 芬兰芬兰 LM3188 LM3188 光散射法：光散射法：Model 2030Model 2030烟尘烟尘浓度检测系统浓度检测系统LM3188LM3188工作原理：工作原理： 当一束单色光，

17、如激光穿过含有颗粒物的烟气时，光强会因为颗粒物的吸收和散射而有所减弱，其变化规律可以用公式 1，朗伯-比尔定律来描述: 组成部分：组成部分： LM 3188 激光烟尘仪包括发射单元，接收单元和显示单元三部分。量程设置：量程设置： 该仪器的最大探程可达 20 米。 量程为 0 1.0D， 可选 0 3.0D。因为构造简单，无移动部件，所以该仪器新能稳定可靠，只需要很少的维护。 LM 3188 激光烟尘仪的显示单元上有指针和数字两个显示，有四挡量程可供选择。适用范围：适用范围： LM 3188 非常适用于热电厂，水泥厂和隧道的烟尘监测。 LM 3188 的光线准直(0,04 ) ，不需要在发射电源

18、上安装透镜或反光镜，可靠性强。因为激光的光线很细，光线对中很容易。 激光的波长标准，可保证长期的稳定与精确。LM3188LM31883. 3. 质量、流量检测系统质量、流量检测系统 方法：差压法方法：差压法 结构：皮托管结构：皮托管 差压变送器差压变送器 原理：根据差压法测定烟气排放量。原理：根据差压法测定烟气排放量。 利用压力传感器测定皮托管承受利用压力传感器测定皮托管承受的动压和静压。动压和静压与被测烟气的动压和静压。动压和静压与被测烟气的流速成一定的比例关系，从而可定量的流速成一定的比例关系，从而可定量烟气的流量。烟气的流量。 质量、流量检测系统质量、流量检测系统计算公式计算公式烟道断面

19、各点（平均）流速计算公式烟道断面各点（平均）流速计算公式 烟道某断面平均流速（烟道某断面平均流速（m/sm/s） 各点测出的流速（各点测出的流速（m/s)m/s)KpKp皮托管修正系数皮托管修正系数Ts Ts 排气温度（排气温度（）MsMs湿排气分子量（湿排气分子量（Kg/Kmol)Kg/Kmol)BaBa大气压力（大气压力（PaPa）PsPs排气静压（排气静压（PaPa）PdiPdi排气动压（排气动压（PaPa）3.2 3.2 烟气流量烟气流量湿烟气流量（在工况条件下）湿烟气流量（在工况条件下） Qs = 3600FVs (Qs = 3600FVs (M M3 3/h)/h) 其中：其中：F

20、F测孔处烟气截面积（测孔处烟气截面积（M M2 2） VsVs测孔处烟气截面湿烟气平均流速（测孔处烟气截面湿烟气平均流速（ M/s)M/s)烟气流量烟气流量其中：其中： QsnQsn标准状况下干气排放量（标准状况下干气排放量（M M3 3 /h /h ） Qs Qs 湿烟气流量（湿烟气流量（M M3 3 /h /h ） Ba Ba 大气压力（大气压力（ PaPa） Ps Ps 烟气静压（烟气静压（ PaPa） Ts Ts 烟气温度（烟气温度（ ） Xsw Xsw 烟气湿度（水含量百分比烟气湿度（水含量百分比% %） Ba+Ps 273Qsn = Qs (1-Xsw) 101325 273+Ts

21、标准状况下干烟气流量（排放量）标准状况下干烟气流量（排放量）湿度测量方法：湿度测量方法：直接测量法：利于湿度仪直接测含水量直接测量法：利于湿度仪直接测含水量电容法电容法近似计算法：测量干氧和湿氧含量近似计算法：测量干氧和湿氧含量 干氧干氧由由U23U23直接测量直接测量 湿氧湿氧用氧化锆分析仪测量用氧化锆分析仪测量 计算公式：计算公式： O O2 2% %（湿氧）（湿氧） H H2 2O %=100%O %=100%（1- - 1- - ）+0.8%+0.8% O O2 2 % % （干氧）（干氧）湿度测量方法：湿度测量方法：4. 4. 数据采集、处理和控制系统数据采集、处理和控制系统4.1

22、4.1 检测数据检测数据气体浓度参数气体浓度参数 尘埃浓度参数尘埃浓度参数 气体流量参数气体流量参数 湿度参数湿度参数 温度、压力参数温度、压力参数数据采集、处理和控制系统数据采集、处理和控制系统检测信号传输监测分析柜 电控柜样气预处理系统烟 囱分析室环保局CEMS系统图CEMSCEMS系统图系统图4.2 4.2 组成组成 可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC） 数据处理及控制子系统（数据处理及控制子系统（DASDAS） DELLDELL计算机计算机 显示器显示器 打印机打印机 UPS UPS 组成组成4.3 4.3 特点特点 PAS-DASPAS-DAS数据采集、控制系统软件软件是数据采集、控制系统软件软件是PASPAS公司专门为火电厂的烟气连续监测（公司专门为火电厂的烟气连续监测（CEMCEM）而设计）而设计开发的中文版本。开发的中文版本。 PAS-DASPAS-DAS用来获取和处理来自各分析仪传输来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。对的数据，并进行实时而有效的控制和处理。对CEMCEM厂商的分析仪具有良好的兼容性。厂商的分析仪具有良好的兼容性。 PAS-DASPAS-DAS的开发充分参考了中国环境法规。的开发充分参考了中国环境法规。能满足中国环保局、