1、稀釋系統(tǒng)簡(jiǎn)介1、監(jiān)測(cè)項(xiàng)目SO2、NOX、CO2、簡(jiǎn)介 稀釋系統(tǒng)采用獨(dú)特的現(xiàn)場(chǎng)樣品預(yù)處理的氣體采集方式。在采樣探頭頂部，通過(guò)一個(gè)音速小孔進(jìn)行采樣,并用干燥的儀表空氣在探頭內(nèi)部進(jìn)行稀釋。樣品氣進(jìn)入分析儀之前不需要除濕處理，因?yàn)闃悠窔饨?jīng)過(guò)稀釋后（稀釋比通常選擇在100：1至250：1之間），有效地降低了樣品的露點(diǎn)溫度，使之低于安裝地的環(huán)境最低溫度，從而避免了樣品氣在環(huán)境溫度下產(chǎn)生的結(jié)露現(xiàn)象；另一方面，樣品氣雖然經(jīng)過(guò)稀釋，但仍為帶濕氣體，測(cè)量過(guò)程是典型的濕法測(cè)量。由于稀釋探頭采樣不需要除濕設(shè)備，因而無(wú)需增加購(gòu)置除濕設(shè)備的成本及其維護(hù)費(fèi)用，除濕設(shè)備的損壞會(huì)導(dǎo)致濕度增加使樣氣結(jié)露并腐蝕而導(dǎo)致分析儀器故障。

2、稀釋法可以徹底避免樣品氣在采樣管線中冷凝結(jié)水，這樣就無(wú)需加熱氣體傳輸管線并可避免許多與其他采樣技術(shù)伴隨而來(lái)的麻煩。這種測(cè)定方法是美國(guó)EPA優(yōu)選的帶濕計(jì)算方法，不僅避免了除濕過(guò)程中產(chǎn)生的SO2和NOX損失，而且徹底消除了直接采樣法經(jīng)常發(fā)生的由于水份沒(méi)有從樣品中徹底消除而帶來(lái)的腐蝕影響。稀釋法提供帶濕樣品氣測(cè)量數(shù)值和帶濕煙氣流量值，因而不再需要為數(shù)據(jù)修正提供額外的濕度計(jì)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：l 準(zhǔn)確的濕法測(cè)量美國(guó)EPA優(yōu)選方法l 稀釋系統(tǒng)大大提高了系統(tǒng)的可靠率，降低了系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本l 根據(jù)美國(guó)的調(diào)查，稀釋系統(tǒng)的平均運(yùn)營(yíng)成本只有直接采樣系統(tǒng)的1/3 到1/2l 連續(xù)測(cè)量SO2濃度，SO2排放量、NOx

3、濃度，NOx排放量及煙氣濃度等參數(shù)l 采用探頭內(nèi)瞬間稀釋技術(shù)，徹底消除冷凝水影響，無(wú)需跟蹤加熱采樣管線l 稀釋后煙氣含水量被降低到露點(diǎn)以下，采樣管無(wú)需加熱或保溫l 徹底避免因?yàn)榻Y(jié)露而對(duì)儀器產(chǎn)生的可能損壞l 稀釋技術(shù)解決了煙氣含塵量高而引有的堵塞問(wèn)題l 煙氣采樣流速只是直接采樣系統(tǒng)的50分之一到100分之一，相應(yīng)煙氣中含塵量也只是50分之一到100分之一l 采用從采樣探頭開始的全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)l 美國(guó)環(huán)保局規(guī)定的校準(zhǔn)方法，不僅針對(duì)稀釋系統(tǒng)，同樣針對(duì)直接采樣系統(tǒng)l 保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，而非儀器的準(zhǔn)確性。l 直接采樣系統(tǒng)采樣管內(nèi)是負(fù)壓，為避免管線泄漏產(chǎn)生的影響，更需系統(tǒng)校準(zhǔn)l 全漢化中文數(shù)據(jù)處理和報(bào)表生

4、成l 樣品氣傳輸快，維護(hù)工作量小，消耗品用量少l 國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局系統(tǒng)認(rèn)證，國(guó)家環(huán)保局認(rèn)證，ISO9001認(rèn)證3、稀釋采樣系統(tǒng)3.1稀釋比3.1.1稀釋比=(Q1+Q2)/Q2Q1是稀釋氣流量（升/分）。Q1值可以由操作者調(diào)節(jié)，稀釋比可以在一定范圍內(nèi)改變。將經(jīng)稀釋的樣品（Q1+Q2升/分）經(jīng)采樣管線送至煙氣檢測(cè)儀。3.1.2計(jì)算確定稀釋比采樣系統(tǒng)的稀釋比必須滿足兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：使用的監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍應(yīng)與實(shí)際抽取的樣品的預(yù)計(jì)的濃度（稀釋后）一致。例：預(yù)計(jì)煙氣中SO2最大濃度為560ppm。SO2監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量范圍為0-10ppm。因此稀釋比為560/10=56/1。稀釋比應(yīng)保證在最低環(huán)境溫度下

5、采樣管線不會(huì)結(jié)露。第二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)取得以下系統(tǒng)參數(shù)： a.最低環(huán)境溫度。 b.實(shí)際煙氣的水蒸氣百分?jǐn)?shù)含量最大值。按下表找出最低溫度，并讀出相應(yīng)煙氣的實(shí)際水蒸氣百分含量。溫度（）水蒸氣壓力（冰點(diǎn)以上）毫米汞柱水蒸氣%含量在1bar溫度（）水蒸氣壓力（冰點(diǎn)以上）毫米汞柱水蒸氣%含量在1bar-35-30-25-20-15-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10.170.280.470.771.241.952.132.322.532.763.013.283.473.884.220.0220.0370.0620.1010.1630.2560.2800.3050.3330.3630.3960.4310

6、.4560.5100.5550123456789102025304.584.925.295.686.106.547.017.548.048.619.2017.5323.7631.820.6020.6470.6960.7470.8020.8600.9220.9921.0571.1321.2102.3053.1244.185例：給出以下參數(shù)： a.最低環(huán)境溫度為5。 b.實(shí)際煙氣的水蒸氣最大百分含量為24%。51bar時(shí)水蒸氣百分含量為0.396（假設(shè)稀釋管線的壓力）。計(jì)算出最小稀釋比為24/0.396=61:1。應(yīng)選擇標(biāo)準(zhǔn)1和2得到的最大稀釋比以滿足分析儀。各種臨界小孔的平均稀釋比由下表給出。臨

7、界小孔名義流量（毫升/分）稀釋平均值2050100150200250500215:1 到 350:195:1 到 150:144:1 到 75:132:1 到 50:127:1 到 37:120:1 到 30:112:1 到 16:13.2稀釋法采樣探頭探頭所有暴露在煙氣中的部分，采用的是精心選擇的耐熱耐蝕的鋁鉻鎳合金Inconel600,鎳基鋁合金Hastelloy C276或不銹鋼304pyrex玻璃等材料，以避免探頭在煙氣中被腐蝕。 稀釋探頭采樣流量通常為100立方厘米/分鐘，而非稀釋探頭采樣流量大約是3500立方厘米/分鐘，因而稀釋法更不容易發(fā)生探頭過(guò)濾器堵塞，維護(hù)周期長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低。

8、為保證恒定的稀釋比，熱電公司的探頭設(shè)計(jì)采用獨(dú)特的音速小孔設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)能夠滿足設(shè)定的最小真空度要求時(shí)，音速小孔兩端的壓差將大于0.46倍，此時(shí)通過(guò)音速小孔的氣體流量將是恒定的，溫度,壓力的變化將不會(huì)影響稀釋比。這就使得整個(gè)探頭的流量控制是靠氣動(dòng)來(lái)完成的，因而無(wú)需任何專用電源和電路，具有體積小、安裝簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。稀釋系統(tǒng)保證的是稀釋比的恒定，而并非給出一個(gè)確認(rèn)的稀釋比例。通過(guò)稀釋比例的恒定，保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。對(duì)臨界小孔（音速小孔）的解釋：理論上，小孔壓縮長(zhǎng)度比其直徑小，臨界小孔的下游絕對(duì)壓力與上游絕對(duì)壓力之比小于或等于0.53時(shí)會(huì)產(chǎn)生臨界流速，通過(guò)小孔的體積流量與上下游壓力無(wú)關(guān)；它只由氣體

9、速度決定，接近聲速。臨界小孔由硼硅酸鹽耐熱玻璃制成，最高工作溫度可達(dá)750。小孔的前部裝有一個(gè)由高純度石英纖維制成的精過(guò)濾器。過(guò)濾器被包起來(lái)以防止過(guò)濾材料開縫。精過(guò)濾器將微粒收集在松散的過(guò)濾材料中。這個(gè)過(guò)濾器對(duì)膠質(zhì)的固體（濕水蒸氣和干的固體組成）特別有效。耐熱玻璃小孔與探頭的泵使用石墨管箍經(jīng)過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼SwagelokTM裝置相連。探頭采用文丘里管抽氣，經(jīng)加壓的純凈氣體用于驅(qū)動(dòng)噴射泵或驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)抽氣器（文丘里管）。一定體積的壓縮空氣（一般是3至7升）通過(guò)尖噴嘴吹進(jìn)文丘里管，造成真空。Coarse FilterCritical OrificeDry Air LineCal Gas LineDi

10、luted Sample OutVenturiNozzleQuartz Wool Fine FilterVacuum Reference Line                                      

11、0;       3.3采樣管線由于稀釋樣品的露點(diǎn)低而無(wú)需跟蹤加熱，所以連結(jié)采樣探頭和分析儀器的采樣管線是無(wú)需加熱型的。稀釋系統(tǒng)的采樣管線由四根聚四氟乙烯管組成，其中兩根分別用于往采樣探頭輸送校準(zhǔn)氣和稀釋空氣，一根用于往各種分析儀器輸送稀釋后的煙氣樣品，另一根用于探頭部分的真空度監(jiān)測(cè)。所有采樣管線除真空管線外都是正壓，從而避免了由氣體泄漏所引入的誤差。稀釋采樣法在樣品的采集和傳輸過(guò)程中，不象非稀釋采樣法那樣需要采樣泵及若干個(gè)流量控制閥，從而減低了購(gòu)買和運(yùn)行維護(hù)成本，而且減少了故障隱患。采樣管線距離可達(dá)100米。3.4稀釋空氣

12、凈化系統(tǒng)稀釋空氣和零點(diǎn)校準(zhǔn)氣采用除塵、除水、除油，以及必要時(shí)除CO2和濃度過(guò)高的空氣本底中的SO2和NOX的儀表空氣，它應(yīng)該是干燥的,露點(diǎn)為-308C 到 - 408C ， 壓力620 ± 68 KPa。熱電公司采用專門的空氣凈化裝置，很好地滿足了以上要求。3.5自動(dòng)校準(zhǔn)稀釋系統(tǒng)可在預(yù)先設(shè)定的時(shí)間間隔內(nèi)自動(dòng)或手動(dòng)對(duì)儀器的零點(diǎn)及跨度進(jìn)行系統(tǒng)校準(zhǔn)。系統(tǒng)校準(zhǔn)是將校準(zhǔn)氣注入到探頭頂部，對(duì)系統(tǒng)的所有部件包括探頭過(guò)濾器、采樣管線、探頭控制器以及分析儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，這種系統(tǒng)校準(zhǔn)方式與直接采樣系統(tǒng)所采用的只對(duì)分析儀器進(jìn)行的部分校準(zhǔn)具有本質(zhì)的區(qū)別，是美國(guó)EPA唯一認(rèn)可的校準(zhǔn)方式。系統(tǒng)校準(zhǔn)可由手工完成或由

13、數(shù)據(jù)處理器自動(dòng)設(shè)定完成，也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)由遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用干燥壓縮空氣校準(zhǔn)零點(diǎn)，采用鋼瓶氣校準(zhǔn)跨度。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)將規(guī)定值與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以檢驗(yàn)儀器的準(zhǔn)確度，根據(jù)美國(guó)EPA的要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效性判斷，在有效的情況下可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正。系統(tǒng)校準(zhǔn)在美國(guó)環(huán)保局要求中規(guī)定是必須的，無(wú)論針對(duì)何種采樣系統(tǒng)。否則無(wú)法判定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。4 分析系統(tǒng)在氣體分析技術(shù)方面，美國(guó)熱電公司采用自行開發(fā)生產(chǎn)的世界上最先進(jìn)可靠的分析儀器。分析系統(tǒng)采用模塊化的組合方式，可以根據(jù)用戶的實(shí)際監(jiān)測(cè)要求，靈活地配置系統(tǒng)構(gòu)成。各項(xiàng)參數(shù)獨(dú)立監(jiān)測(cè)，保證每一臺(tái)儀器都在最優(yōu)化的條件下工作，與多參數(shù)分析儀器相比，具有結(jié)果更準(zhǔn)

14、確、維護(hù)更便捷的特點(diǎn)。這種系統(tǒng)組合很好地滿足了廣大客戶的實(shí)際應(yīng)用，使熱電公司在全球范圍內(nèi)享有很高的聲望，并占有很大的市場(chǎng)份額。美國(guó)熱電公司是目前市場(chǎng)上普遍采用的脈沖紫外熒光法SO2分析儀的發(fā)明者，其市場(chǎng)占有率超過(guò)70%；美國(guó)熱電公司還是化學(xué)發(fā)光法NOx分析儀的發(fā)明者，其市場(chǎng)占有率超過(guò)60%；同時(shí)，美國(guó)熱電公司的其他氣體分析儀器也擁有世界上最大的市場(chǎng)占有率，廣泛地受到用戶的好評(píng)。4.1 SO2氣體分析儀4.1.1分析儀特點(diǎn)綜合了熱電環(huán)境儀器公司關(guān)于脈沖熒光分析法的卓越設(shè)計(jì)，在43系列儀器的基礎(chǔ)上對(duì)電子器件和用戶界面進(jìn)行了升級(jí)。儀器對(duì)SO2分析的靈敏度高，穩(wěn)定性好，用戶可對(duì)儀器進(jìn)行故障診斷，此外，

15、儀器還具有數(shù)據(jù)通訊能力。熱電公司的設(shè)計(jì)工程師給用戶引入了人機(jī)對(duì)話的操作方式，用戶對(duì)儀器的操作可通過(guò)一個(gè)顯示屏和幾個(gè)簡(jiǎn)化功能鍵完成。每步操作都有相應(yīng)的幫助信息，用戶可根據(jù)提示進(jìn)入所需功能界面。用戶可以用軟件設(shè)定測(cè)量范圍以及存貯帶分析時(shí)間的SO2濃度值。擴(kuò)展的故障診斷功能可顯示儀器的各項(xiàng)即時(shí)工作狀態(tài)參數(shù)。目前，可顯示的參數(shù)包括壓力、流量、直流電壓、機(jī)內(nèi)溫度、反應(yīng)室溫度、PMT工作電壓、燈強(qiáng)度、燈壓和光電跨度測(cè)試等。4.1.2原理SO2分析儀采用脈沖熒光法原理（見(jiàn)下圖）用波長(zhǎng)190230nm紫外光照射樣品，則SO2吸收紫外光被激發(fā)至激發(fā)態(tài)，即SO2hv1SO2*激發(fā)態(tài)SO2*不穩(wěn)定，瞬間返回基態(tài)，發(fā)

16、射出波峰為330nm的熒光，即SO2*SO2hv2發(fā)射熒光強(qiáng)度和SO2濃度成正比，用光電倍增管及電子測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量熒光強(qiáng)度，即可得知SO2的濃度4.1.3 技術(shù)指標(biāo)型號(hào): 43i測(cè)量原理: 脈沖熒光法予設(shè)定量程： 0-0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, and 10 ppm0-0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, and 25 mg/m3擴(kuò)展量程： 0-0.05, 1, 2, 5, 10, 20, 50 and 100 ppm0-2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, and 250 mg/m3客戶量程： 0-0.05 to 10 ppm0

17、-0.2 to 250 mg/m3零點(diǎn)噪聲： 1.0 ppb RMS (10 second averaging time), 0.5 ppb RMS (60 second averaging time),0.25 ppb RMS (300 second averaging time)最低檢測(cè)限： 2.0 ppb (10 second averaging time), 1.0 ppb (60 second averaging time),0.5 ppb (300 second averaging time)零點(diǎn)漂移 (24 hour)： 小于 1 ppb量程漂移 (24 hour)： +/-1%

18、反應(yīng)時(shí)間： 80 秒 (10 second average time)110 秒 (60 second average time)320 秒 (300 second average time)精度： 讀數(shù)的1% 或 1 ppb (whichever is greater)線性： 量程的+/-1% ；< 100ppm流量要求： 0.5 liters/min. (標(biāo)準(zhǔn))1 liter/min. (可選)干擾： < 最低檢測(cè)限除了在以下情況下:(EPA 標(biāo)準(zhǔn)) NO < 3 ppb, M-Xylene < 2 ppb, H2O < 2% of reading運(yùn)行溫度：

19、208C - 308C電源要求： 100 vac, 115 vac, 220-240 vac +/-10% 165W尺寸和重量： 16.75”(W) x 8.62”(H) x 23”(D), 48 lbs. (21.8 kg)輸出： 可選擇：電壓， RS232/RS485, TCP/IP, 10 狀態(tài)繼電器, 和電源故障指示 (標(biāo)準(zhǔn)).0-20 或 4-20 mA 隔離電流輸出（可選）4.2 NO-NO2-NOX氣體分析儀4.2.1分析儀特點(diǎn)綜合了上一代42型分析儀優(yōu)異的光學(xué)、機(jī)械及化學(xué)性能，增加了高性能的電子器件，改進(jìn)了用戶界面。儀器采用化學(xué)發(fā)光法對(duì)氮氧化物進(jìn)行分析，其工作可靠有效，輸出簡(jiǎn)單

20、易讀，對(duì)氮氧化物的分析能力可從1ppb到100ppm。熱電公司的設(shè)計(jì)工程師給用戶引入了人機(jī)對(duì)話的操作方式，用戶對(duì)儀器的操作可通過(guò)顯示屏和幾個(gè)簡(jiǎn)化功能鍵完成。每步操作都有提示信息，用戶可根據(jù)提示進(jìn)入所需功能界面。儀器可以按照用戶設(shè)定的格式存貯測(cè)量結(jié)果，最多可存貯一個(gè)月的NO，NO2及NOX的小時(shí)均值。儀器的故障診斷功能可顯示儀器的各項(xiàng)即時(shí)工作狀態(tài)參數(shù)。可顯示的參數(shù)包括壓力、流量、直流電壓、機(jī)內(nèi)溫度、反應(yīng)室溫度、PMT工作電壓和轉(zhuǎn)換器溫度等。4.2.2原理NOx分析儀采用化學(xué)熒光法原理（見(jiàn)下圖）(1)NOO3NO2*O2NO2*NO2hv該反應(yīng)的發(fā)射光譜在6003200nm范圍內(nèi)，最大發(fā)射波長(zhǎng)為1

21、200nm。（2）NO2ONOO2ONOMNO2*MNO2*NO2hv反應(yīng)發(fā)射光譜在4001400nm范圍內(nèi)，峰值波長(zhǎng)為600nm。樣品氣經(jīng)過(guò)濾，樣品氣通過(guò)毛細(xì)管及模式閥門分別進(jìn)入NO2轉(zhuǎn)換室和反應(yīng)室，在此室NO與O3反應(yīng)產(chǎn)生特征熒光，熒光強(qiáng)度與NO濃度成正比，從光電倍增管得到熒光強(qiáng)度信號(hào)，從而得出NOX濃度。4.2.3 技術(shù)指標(biāo)型號(hào): 42i測(cè)量原理: 化學(xué)熒光法予設(shè)定量程：0-0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 50 and 100 ppm0-0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100 and 150 mg/m3客

22、戶量程： 0-0.05 to 100 ppm0-0.1 to 150 mg/m3零點(diǎn)噪聲：0.20 ppb RMS (60 second averaging time)最低檢測(cè)限：0.40 ppb (60 second averaging time)零點(diǎn)漂移 (24 hour)： 小于 0.4 ppb量程漂移 (24 hour)： 滿量程的+/-1%反應(yīng)時(shí)間： 40 秒 (10 second average time)80 秒 (60 second average time)300 秒 (300 second average time)精度：+/-0.4 ppb (量程500ppb)線性： 量

23、程的+/-1% 流量要求： 0.6 liters/min. (標(biāo)準(zhǔn))運(yùn)行溫度： 208C - 308C電源要求： 100 vac, 115 vac, 220-240 vac +/-10% 300W尺寸和重量： 16.75”(W) x 8.62”(H) x 23”(D), 55 lbs. (25 kg)輸出： 可選擇：電壓， RS232/RS485, TCP/IP, 10 狀態(tài)繼電器, 和電源故障指示 (標(biāo)準(zhǔn)).0-20 或 4-20 mA 隔離電流輸出（可選）4.3 CO氣體分析儀4.3.1分析儀特點(diǎn)CO分析儀采用獨(dú)特的氣體過(guò)濾相關(guān)紅外光譜法，使儀器性能穩(wěn)定、抗震性好、維護(hù)簡(jiǎn)單。在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上采用了新型電子技術(shù)，增加了菜單驅(qū)動(dòng)式操作界面和RS232通訊接口，提高了儀器的靈敏度、穩(wěn)定性及精密度。是目前現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)測(cè)定CO最可靠的儀器。4.3.2原理從紅外光源發(fā)射出的輻射光被斬波后，經(jīng)一旋轉(zhuǎn)的過(guò)濾輪，使輻射光在充滿CO和N2氣體過(guò)濾器之間交替通過(guò)，然后輻射光經(jīng)過(guò)一窄帶濾光器濾光后進(jìn)入一個(gè)多級(jí)