1.項目介紹
競道光電所推出的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測SO2、NOX、02(標準、濕基、干基和折算)、顆粒物濃度、煙氣溫度、壓力、流速等多項相關(guān)參數(shù),并統(tǒng)計排放率、排放總量等。從而對測量到的數(shù)據(jù)進行有效管理。
系統(tǒng)由氣態(tài)污染物(SO2、NOX、02等)監(jiān)測、顆粒物監(jiān)測、煙氣參數(shù)(溫度、壓力、流速等)監(jiān)測及數(shù)據(jù)采集與處理4個必選子系統(tǒng)組成。
氣態(tài)污染物監(jiān)測采用抽取式冷凝法+磷酸滴定法預(yù)處理,其原理是利用紫外差分法測量煙氣中的SO2、NOX含量,通過電化學(xué)法測量濕氧含量,然后通過干濕轉(zhuǎn)化計算出SO2、NOX、02的干煙氣濃度,磷酸滴定發(fā)預(yù)處理可以有效減小冷凝除水時SO2的吸附損失,提高測量準確度。
顆粒物監(jiān)測采用抽取式測量法,煙氣的溫度采用溫度傳感器測量,煙氣壓力采用壓力傳感器測量,煙氣流速采用皮托管測量;將所有的測量信號送入數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。
輸出處理系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、遠程故障診斷、報表統(tǒng)計和圖形數(shù)據(jù)分析等功能,實現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。整套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,動態(tài)范圍廣,實時性強,組網(wǎng)靈活,運行成本低,同時系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu),組合方便,并且能夠滿足與企業(yè)內(nèi)部的DCS系統(tǒng)和環(huán)保部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)通訊的要求。
000011項目執(zhí)行標準
本系統(tǒng)的設(shè)計、制造、驗收規(guī)范主要按下列標準和技術(shù)規(guī)范進行:
u GB3095-1996《大氣環(huán)境質(zhì)量標準》
u GB13223-2003《火電廠大氣污染物排放標準》
u GB18485-2007《生活垃圾焚燒污染物控制標準》
u HJ/T75-2007《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》
u CJJ90—2002《城市生活垃圾焚燒工程技術(shù)規(guī)范》
u CJ/T118—2002《城市生活垃圾焚燒爐技術(shù)規(guī)范》
u HJ/T76-2007《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》
u GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》
u GB/T16157-1996《固體污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》
u GB9078-1996《工業(yè)爐窯大氣污染物綜合排放標準》
u GB 3095-1996《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》
u GB12519-1990《分析儀器通用技術(shù)條件》
000012項目方案
000012.1測量項目
?SO2、NOX、O2、煙塵、溫度、壓力、流速
000012.2測量方法
?煙氣采樣方法:抽取式冷凝法
?SO2、NOX監(jiān)測方法:差分光學(xué)吸收光譜法(磷酸滴定法預(yù)處理)
?O2監(jiān)測方法:電化學(xué)法
?煙塵測量方法:抽取式測量法
?溫度測量方法:溫度傳感器
?壓力測量方法:壓力傳感器
?流速測量方法:差壓法(皮托管)
2.系統(tǒng)總則
本系統(tǒng)設(shè)備的功能設(shè)計、結(jié)構(gòu)、性能、安裝和試驗等方面的技術(shù)要求,均符合國家有關(guān)環(huán)境保護標準要求,滿足中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)(HJ/T75-2007、HJ/T76-2007)標準要求。
本公司的CEMS系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)組成,其中氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)安裝在標準19英寸機柜內(nèi)。系統(tǒng)組成如下圖:
圖二、CEMS系統(tǒng)安裝示意圖
3.系統(tǒng)組成
3.1氣態(tài)污染物監(jiān)測
3.1.1取樣和預(yù)處理單元
樣氣在取樣泵的抽力下由取樣探頭取出。樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除,濾除后由伴熱管線輸送到制冷系統(tǒng)冷凝除水,送至分析單元進行分析。其中根據(jù)超低系統(tǒng)中普遍存在濕度大、SO2小等特點,為了減少SO2的吸附損失,預(yù)處理系統(tǒng)采用比較可靠簡單的磷酸滴定法,在冷凝器預(yù)處理中加入5%以上的磷酸溶液,使得冷凝水始終處于酸性狀態(tài),減少SO2的吸附損失,提高測量精度。冷凝下來的水經(jīng)排水系統(tǒng)排掉。由控制單元實現(xiàn)反吹、標定、制冷溫度報警提示等功能,并顯示系統(tǒng)的各種工作狀態(tài)。
預(yù)處理系統(tǒng)中采用一級快速冷凝除水,確保氣體組分不變。采用二級精細過濾,確保氣體測量室不被污染,從而提高分析儀的使用壽命。下圖即為氣態(tài)污染物監(jiān)測系統(tǒng)流程圖。
3.1.2氣體分析儀
儀器:紫外光譜氣體分析儀
型號:紫外光譜氣體分析儀采用紫外波段的光源和傳感器,用來測量在紫外波段對光波有吸收的氣體的濃度,比如SO2、NO、NO2等氣體。
DOAS的核心思想是將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩個部分??熳儾糠峙c氣體分子的結(jié)構(gòu)和所組成的元素有關(guān),是氣體分子吸收光譜的特征部分;緩變部分與煙塵、水汽、背景氣體的干擾,以及測量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān),是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度,測量結(jié)果不受干擾,準確性高。
紫外光譜氣體分析儀采用的DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式,消除了煙塵、水汽、背景氣體的干擾,同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結(jié)果的影響,保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。
技術(shù)指標
SO2:0~20~100ppm(可根據(jù)買方需求定制)
NO:0~20~100ppm(可根據(jù)買方需求定制)
精確度:≤±2%
線性誤差:≤±2%F.S.
零點漂移:≤±2%F.S./7D
量程漂移:≤±2%F.S./7D
響應(yīng)時間:≤30s
其他
O2測量電化學(xué),0~25%,≤±2%F.S.
電源:220VAC,50Hz
環(huán)境溫度限制:-10~40℃
通訊接口:1路RS232;1路RS485/RS232
數(shù)字接口:4路繼電器輸出,2路二進制輸入
模擬接口:5路4~20mA輸出,2路4~20mA輸入
儀表特點
?可靠性高
采用壽命達10年的脈沖氙燈作光源,采用固化光譜儀,無運動部件,可靠性高。
?組合式氣體室設(shè)計
組合式氣體室設(shè)計使得光譜調(diào)節(jié)簡便,提高光譜強度。
?測量精度高、穩(wěn)定性好
采用DOAS(差分光學(xué)吸收光譜)算法,測量結(jié)果不受煙塵、水分等因素干擾,測量準確度高;同時DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差,測量穩(wěn)定性好。
?高度智能化、數(shù)字化
內(nèi)置多塊高性能處理器,處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術(shù),各模塊具備強大的數(shù)字化配置和檢測功能;操作簡單、使用方便。
?豐富的用戶接口
提供豐富接口,可方便集成到各類控制和監(jiān)測系統(tǒng)??赏ㄟ^RS485和RS232等通信方式組建無線或有線網(wǎng)絡(luò),為儀器的日常操作、維護和管理提供便利。
?與常見分析儀的對比
3.1.3
工作原理 激光前向散射測量原理 測定對象 工業(yè)廢氣、煙塵 機械特性 主機外殼:全金屬外殼 主機尺寸:1670×750×600 mm (H×W×D) 重 量:約120Kg 防護等級:系統(tǒng)IP55,電子部件IP65 光學(xué)特性 工作波長(650±20)nm 測量性能 測量范圍:雙量程自動切換,最?。?/span>0-5)mg/m3(0-200)mg/m3 零點漂移:±2%F.S./24h 量程漂移:±2%F.S./24h 示值誤差:±2%F.S. 檢 出 限: 0.01mg/m3 煙道直徑:(0.3~20)米 測量條件 煙道流速:(0~30)m/s; 煙道壓力:-5Kpa~5Kpa 煙氣溫度:300℃ 煙氣濕度:30mg/m3 防堵反吹:自動,反吹時間間隔可設(shè)置 主機供電要求 電壓220VAC,功率3KW 工作環(huán)境 工作溫度: -20℃~+50℃ 接口特性 模擬輸出:(4~20)mA 數(shù)字接口:RS485 執(zhí)行標準:HJ/T 76-2007固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法. 產(chǎn)品性能特點: 采用同點測速、采樣一體化探頭,支持精確的等速采樣。 支持四參數(shù)同時輸出:煙道溫度、煙道壓力、煙道流速、煙道濃度。 儀器采用多種技術(shù)。包括:相關(guān)噪聲對消技術(shù)、激光發(fā)射功率穩(wěn)定技術(shù)、極低噪聲TIA、干擾控制與信號完整性設(shè)計、抗惡劣環(huán)境設(shè)計技術(shù),提供快速、可靠和準確的定量煙塵排放數(shù)據(jù)。 自動校準技術(shù),實現(xiàn)零點和滿量程自動校準。系統(tǒng)每24小時自動進行零點校準和滿量程校準。同時支持手動零點校準和自動零點校準。 采用射流技術(shù),從煙道中抽取部分煙氣,結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、抗雷擊、抗惡劣環(huán)境、成本低、維護量小。 煙氣采樣、傳輸過程進行連續(xù)加熱恒溫,防止傳輸過程濕煙氣冷凝產(chǎn)生的測量誤差。 采用智能技術(shù),具備顯示功能,可實時顯示各項測試數(shù)據(jù)、故障提示,方便現(xiàn)場調(diào)試與檢修。 設(shè)備運行狀態(tài)提示、溫度異常、參數(shù)異常提示。 斷電自保護功能,斷電后利用備用電池供電,關(guān)閉閥門,保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 3.3煙氣參數(shù)監(jiān)測 3.3.1溫壓流一體化探頭(溫度、壓力、流速) 溫壓流一體化探頭測量裝置的結(jié)構(gòu)主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻(或熱電偶)、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補償?shù)?。其測量原理是:一次取壓元件采用傳統(tǒng)的皮托管測量方式,在正確安裝后,皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測到的動壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器,差壓變送器將動壓與靜壓之差轉(zhuǎn)換為4~20mA開方比例電流傳送給配電箱數(shù)據(jù)采集模塊,CEMS機柜內(nèi)的計算機進行數(shù)據(jù)處理。 皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理,可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體(如鍋爐排放的煙氣)測量時的系統(tǒng)反吹:當探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時,電磁閥定時或按預(yù)定程序開啟,將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè),正常測量時電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。 技術(shù)特點 l可實時測量煙氣的溫度、壓力、流速,通過3路模擬信號兩線制4~20mA輸出。 l自動定時對皮托管的動壓和靜壓端進行反吹。 l測量精度高、可靠性好、可長期連續(xù)工作。 l安裝和接線方便、維護量低。 技術(shù)指標 ?量程:線性輸出0-30m/s; ?輸出信號:4~20mA兩線制; ?測量精度:±2%F.S.; ?校驗頻率:12個月; ?響應(yīng)時間:<1s; ?差壓(溫度、壓力)變送器電源:24VDC,兩線制; ?差壓變送器過壓極限:4.0MPa; ?皮托管材質(zhì):304、316L不銹鋼; ?常閉反吹電磁閥電源:220VAC,50Hz; ?皮托管插入長度:500~2000mm可選; ?壓力變送器量程:-5~+5kPa; ?溫度變送器量程:0~300℃; ?介質(zhì)溫度范圍:-40~500℃; ?環(huán)境溫度:-40~85℃; ?貯存溫度:0~50℃; ?貯存濕度:0~85%RH。 ?安裝法蘭:DN50; ?材質(zhì):SUS316L 常規(guī)型CEMS與超低CEMS的不同 常規(guī)型CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)及范圍 超低cems煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng) 監(jiān)測參數(shù)及范圍 參數(shù) 參數(shù)范圍 參數(shù) 參數(shù)范圍 測量原理 紫外差分光譜法 重復(fù)性 ≤0.5% 測量項目 SO2、NO、O2(電化學(xué)原理) 預(yù)熱時間 60min 量程 SO2(0-200)mg/m3 NO(0-130)mg/m3 O2(0-25)mg/m3 流速 (5-40)m/s 線性誤差 不超過±1%F.S 溫度 (0-400)℃ 零點漂移 不超過±1%F.S 壓力 (±10)Pa 量程漂移 不超過±1%F.S 電壓影響 分析儀讀數(shù)變化不超過±2%F.S. 樣氣流量 1-1.5L/min 通訊接口 RS232、RS485(支持Modbus協(xié)議) 超低排放粉塵監(jiān)測系統(tǒng) 參數(shù)及范圍 參數(shù) 參數(shù)范圍 參數(shù) 參數(shù)范圍 工作原理 激光前向散射測量原理 檢出限 分析儀器滿量程值≤50mg/m3時 檢出限≤1.0mg/m3(滿量程值>50mg/m3時不做要求) 測量項目 工業(yè)廢氣、煙塵 光學(xué)特征 工作波長(650±20)nm 測量條件 煙道流速:(0-30)m/s 供電要求 AC380V或220V可選,功率3KW 煙氣溫度:300℃ 量程 0-20mg/m3其他量程可定制 工作環(huán)境 工作溫度:-20-+50℃ 零點漂移 不超過±1%F.S 接口特性 模擬輸出(4-20)mA 數(shù)字接口:RS485 量程漂移 不超過±1%F.S 流速 (5-40)m/s量程可定制 壓力 (±10)Pa量程可定制 溫度 (0-400)℃量程可定制 區(qū)別: 1.設(shè)備分析儀具體測量量程不同。 2.設(shè)備測量參數(shù)方法不同。例如普通測顆粒物為原位式激光后散射,超低測顆粒物為抽取式激光前散射。 3.分析儀氣室不同,普通分析儀單氣室,超低分析儀雙氣室,量程小,光程長,精確度更高。超低分析添加的棱鏡。常規(guī)沒有。使之精確度更高。 選擇普通設(shè)備和超低設(shè)備需根據(jù)當?shù)卣咭笳_選擇。
超低塵(這一款針對環(huán)保要求嚴格區(qū)域,煙氣和粉塵是獨立結(jié)構(gòu))