1、煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS培訓教材,島津國際貿易（上海）有限公司 環(huán)境儀器部,一、前言,CEMS介紹,1、CEMS(Continuous Emission Monitoring System)是煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)的英文縮寫，即污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)?？蓪潭ㄎ廴驹撮L時間在線連續(xù)監(jiān)測。 2、CEMS系統(tǒng)由顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)等組成。它能夠監(jiān)測并計算出瞬時、當天及一月、一年的積累值，提供環(huán)保局要求的數(shù)據(jù)報表。CEMS系統(tǒng)還可以輔助控制除塵、脫硫設備，優(yōu)化燃燒的作用。,島津公司CEMS組成,島津公司CEMS結構示意圖：,流量計,煙塵

2、計,氣體采樣探頭,煙道,加熱導管,氣體測試裝置,DAS系統(tǒng),前處理器,紅外氣體分析儀,測試項目： NOx、SO2、CO、CO2、O2 煙塵 流量溫度壓力 水份,標準氣瓶,水份儀,CEMS采樣方式介紹,二、NSA-3080介紹,NSA-3080內部組件,排液分離器 前冷凝器 NO轉換器 霧吸收器 DFU過濾器 采樣泵 主冷凝器 排液鍋 紅外氣體分析儀 PLC組件,NSA-3080內部組件,排液分離器：煙氣冷凝和煙塵過濾 前冷凝器：低于環(huán)境溫度5攝氏度 NO轉換器：將NO2還原成NO 霧吸收器：去除煙氣中的SO3成份 DFU過濾器：過濾微塵，1微米 采樣泵：抽取煙氣 主冷凝器：12攝氏度 排液鍋：

3、收集和排放煙氣冷凝水 紅外氣體分析儀：煙氣濃度分析 PLC組件：采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制,氣體采樣探頭,加熱導管,結構如圖所示： 1、加熱絲，鎳鉻合金 2、PFA特氟龍采樣管 3、鋁箔 4、玻璃纖維 5、鋁箔包裹層 6、黑色PVC外皮,加熱導管的加熱原理,加熱導管的加熱線與使用長度無關，只要加上AC220V的電壓，每就能得到40W的電力。這是由于加熱線形成并聯(lián)回路。即使某段不加熱也不會影響整體的伴熱。,氣體分析儀URA-208測量原理,紅外測定原理 根據(jù)Lambert-Beers 定律，樣品氣體吸收的紅外線與其濃度度成正比，所以測量樣品氣體吸收的紅外線即可得到樣品氣體之濃度。 例如：SO2,NO,C

4、O,CO2,CH4. 吸收紅外光 N2,H2,O2不吸收紅外光 I2 = I1 e -()L I1 :入射光強 L I2 :出射光強 :樣品氣體密度 L: 測量池長度 ():由紅外波長決定的常數(shù),非分散紅外測量技術,NDIR技術稱非分散紅外測量技術，英文全稱為Non-Dispersive Infrared Radiation. 其光源所發(fā)出的紅外線是兩道平行的光線，一道通過樣品池，稱為測量光路；另一道通過參比池，稱為參比光路。樣品池內的氣體來自于樣品氣體，紅外線通過時會被樣品氣體吸收；而參比池內的氣體為N2，紅外線可完全通過，不被吸收。紅外檢測器內部被金屬隔板分成兩個氣室。光源所發(fā)出的兩道光線

5、通過樣品池及參比池后，分別進入檢測器內部的兩個氣室。樣品氣體吸收紅外線并轉為熱能，由于兩室熱能不同而有溫度差或壓力差，此壓力差會使金屬隔板產生變形而改變電容器（由金屬隔板及抗電極所組成）的電容，進而改變電壓。電壓信號通過前置放大器放大、整流，再將信號傳至CPU板，計算出相應的氣體濃度。,各種氣體的紅外吸收波長,SO2: 7.3um NO: 5.3um CO2： 4.3um CO: 4.7um,磁風法O2分析儀原理,利用O2分子較其它氣體分子容易被磁化的特性，向磁場方向運動從而在有強磁場的氣室中形成磁流風，導致這一氣室中的加熱組件的溫度變化，進而電阻值變化，打破惠斯頓電橋的平衡，輸出電壓值。,磁

6、風法O2分析儀內部結構,磁風法O2分析儀原理,NSA-3080規(guī)格,三、DOA-3030介紹,煙塵計DOA-3030測量原理,煙道氣中顆粒物采用光透射法進行連續(xù)監(jiān)測。當含煙塵的煙氣通過光束時，由于煙塵對光的吸收和散射作用，造成光量衰減。本設備就是根據(jù)光量的衰減量，利用吸光度同煙塵濃度的關系從而計算出煙塵濃度: Conc = K1K2Abs + K3 K1、K2、K3 為常數(shù)，其中出廠時 K1=1416.00, K2 = 1.0, K3 = 0,煙塵計DOA-3030測量光路,煙塵計測量部分,發(fā)射和反射單元,煙塵計系統(tǒng)組成,煙塵計光路圖,煙塵計規(guī)格,四、DLTP-4000介紹,流量計DLTP-4

7、000測量原理,1、壓差：傳感器方法，直接測出壓差。然后再 根據(jù)壓差計算出流速、進而算出流量。 2、絕對壓力：壓力傳感器法，直接計算出煙道內部的絕對壓力。 3、溫度：熱電偶法。PT100熱電偶。,流量計,流量計測量原理,流量計算方法,用壓差棒檢測出煙道中的平均動壓和靜壓，再將壓力差帶入以下公式求出流量： PPm （0）1/2 ：壓差 ：動壓：靜壓 ：流量 ：流速 ：測定場所的截面積 0：在標準狀態(tài)下的氣體密度 ：相關系數(shù),流量計規(guī)格,五、AS-210介紹,煙道氣體中水分的測量,氧氣測試換算法(島津采用) 對煙道中的氧(WET測試)以及采樣除濕后的氧(DRY測試)都要進行測試,利用濃度差算出水分

8、量 DRY氧濃度是與NOxSO2儀一樣是由設置在氣體測試裝置內的分析儀來測試 各個測定值,通過DAS傳送到數(shù)據(jù)處理計算機而算出水分濃度 H20%=100(1-O2wet%O2dry%）,水份計的安裝,氧化鋯測量原理,氧化鋯氧量分析儀(又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計、氧化鋯氧量表)，主要用于測量燃燒過程中煙氣的含氧濃度，同樣也適用于非燃燒氣體氧濃度測量。在傳感器內溫度恒定的電化學電池(氧濃差電池，也簡稱鋯頭)產生一個毫伏電勢，這個電勢直接反應出煙氣中含氧濃度值。在額定的溫度下，電池輸出電勢用下面的公式計算（Nernst方程）： 1 - - 2 式中1在電池內側參比氣體(如空氣)的

9、氧分壓； 2在電池外側被測氣體(如煙氣)的氧分壓； -氣體常數(shù)； -法拉第常數(shù)； -絕對溫度=( 273 + t )； -電池常數(shù)。 在參比氣側與被測氣體側氧濃度不同時，氧離子從高的一側遷移到低的一側。電池輸出就以對數(shù)的規(guī)律反應出被測氣體中的氧濃度值。,氧化鋯探頭結構,氧化鋯探頭,水份計校準,六、CEMS安裝調試,安裝前的準備工作,1、平臺尺寸要符合國標要求，作業(yè)空間盡量大。 2、確認儀器室里的配電、空調、壓縮氣源等是否滿足系統(tǒng)要求，接地可靠，儀器室要避雷。 3、要求用戶按照一定坡度搭建電纜橋架，鋪設電纜線和加熱導管，既安全又美觀。 4、測點位置要滿足當?shù)丨h(huán)保局要求，預埋管的尺寸要嚴格要求，固

10、定時要加支撐。,CEMS系統(tǒng)的安裝,1、 NSA-3080的安裝 2、探頭的安裝：包括氣體采樣探頭，流量計，煙塵計等。 3、管線的連接：包括電纜線、加熱導管等。 4、數(shù)據(jù)采集裝置：PC機和DAS軟件安裝，確定數(shù)據(jù)的傳輸方式等。,NSA-3080調試,1、要有足夠的預熱時間，O2需要3小時 2、NDIR溫度：60度，O2分析儀溫度：62度 3、NDIR信號值，150000250000左右 4、URA-208菜單設置，設定校準條件 5、校準前確認標準氣體的壓力范圍：0.05- 0.07 MPa 6、零點和跨度校準,流量計DLTP-4000調試,1、高低壓配管的連接 2、壓差計零點校準 3、PCB板

11、三個輸出通道的檢查， TP1,TP2,TP3測試點為0.42V，對應 輸出420mA,煙塵計DOA-3030調試,1、確認反吹風機工作正常 2、光路準直，首先根據(jù)預埋管的位置， 固定反射單元，然后調節(jié)發(fā)射單元。 3、煙塵計控制箱菜單的設定,水份計AS-210調試,1、確認氧化鋯探頭的溫度是否正常。 2、校準，主要進行跨度校準。,數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸,1、確認傳輸距離和傳輸方式。 RS232C:10米以內 RS485 :10米1000米 2、現(xiàn)場DAS軟件的安裝和調試。,DAS軟件對于PC系統(tǒng)要求,CPU：PIII 1GHz以上 內存：256M以上 硬盤：20G以上 CDROM 顯卡：1024 x

12、 768 串口：3個以上,DAS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),SO2 NOx O2,加熱導管,URA208,PLC,4-20 mA,I/O,NSA3080,煙塵,壓差,溫度.,靜壓.,PC,RS232C,DAS,數(shù)據(jù),處理,RS232C,環(huán)保局,GPRS,RS232C,校正數(shù)據(jù),通訊線的接線方法及使用,PC-URA cable 9pin 25pin (DB25 公) 2 2 3 3 5 7 7 4 8 5,PLC-PC(DAS) 9pin (DB9 母) 9pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9,軟件設置,一、通訊設置 PLC端口參數(shù)：9600，e，8，1 二、運行設置 三、通道設置 設置各個測定參數(shù)通訊

13、通道,實時監(jiān)測,功能菜單 各流路測定成份的實時數(shù)據(jù) 測定成份的的百分比曲線 軟件運行及操作記錄 通訊狀態(tài)顯示 預計下次采集時間顯示 測定流路顯示 測定系統(tǒng)狀態(tài)顯示,數(shù)據(jù)瀏覽,各流路測定成份數(shù)據(jù)瀏覽 各流路日報、月報、年報 各流路校驗記錄表 數(shù)據(jù)查詢及報表數(shù)據(jù)生成 報表輸出（打印輸出及Excel文件輸出） 數(shù)據(jù)圖表,控制面板,模式切換 手動吹掃 手動校準,報警信息,故障記錄 超標記錄 校準記錄,系統(tǒng)設置,設置向導 基本設置 通訊設置 運行設置 定時校準 流路 x 報警信息設置 校準記錄 通訊監(jiān)視,用戶sa 添加新用戶 標氣有效期 報表 有效數(shù)據(jù)數(shù) 導入數(shù)據(jù) 導出數(shù)據(jù) 清除數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)備份與恢復,在

14、文件菜單里導出備份數(shù)據(jù)庫文件。 在系統(tǒng)設置里通過導出數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)。 在文件菜單里導入備份數(shù)據(jù)庫文件對數(shù)據(jù)進行恢復。 在系統(tǒng)設置里通過導入數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行恢復。 通過系統(tǒng)設置里的導入導出數(shù)據(jù)必須使用文件菜單里導出的數(shù)據(jù)庫文件。,CSV文件輸出,CSV文件為DAS軟件為第三方軟件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享而產生的。 中央控制計算機可以通過網(wǎng)絡共享來訪問CSV數(shù)據(jù)文件，取得NSA系統(tǒng)測定的實時數(shù)據(jù)。 文件名為： RYY-MM-DD.CSV。 每天一個文件，刷新周期=數(shù)據(jù)采集周期，每寫入1個實時數(shù)據(jù)則增加1行。,相關計算,流量計算 NOx、NO、NO2的計算 水分的計算,七、CEMS日常維護,NSA-3080日常維護,煙塵計DOA-3030日常維護,流量計DLTP-4000日常維護,八、CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,CEMS故障處理,九、CEMS環(huán)保驗收,驗收內容,1、提供貨品清單和相關技術資料 2、氣體污染參數(shù)的準確度對比 3、流量或流速K值的校驗和準確度對比 4、煙塵K值的校驗和準確度