煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)路線
取樣和預(yù)處理單元
樣氣在采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，濾除后通過伴熱管線直接輸送到氣室進(jìn)行分析，不需通過冷凝裝置。氣室溫度保持與伴熱管線和采樣探頭一直在150℃。由控制單元實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反吹、自動(dòng)標(biāo)定、溫度報(bào)警提示等功能，并顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)。采用二級(jí)精細(xì)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。
校準(zhǔn)單元：BLA-800具有自動(dòng)和手動(dòng)校準(zhǔn)的功能。校準(zhǔn)操作簡單，非專業(yè)人員經(jīng)簡單培訓(xùn)后可熟練操作。自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)間可根據(jù)要求自行設(shè)定時(shí)間。系統(tǒng)出廠時(shí)提供運(yùn)行時(shí)所需各種標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體滿足下列要求：
（1）氣量能滿足系統(tǒng)啟動(dòng)后一年內(nèi)正常校準(zhǔn)的需要。
（2）所有標(biāo)準(zhǔn)氣體按照國家相關(guān)要求儲(chǔ)存，存在鋼瓶內(nèi)。
（3）交付標(biāo)準(zhǔn)氣體可追朔性文件和說明其種類、濃度和數(shù)量的文件。
反吹單元：當(dāng)系統(tǒng)部件如采樣探頭、皮托管差壓流量計(jì)與煙氣接觸時(shí)，提供的反吹子系統(tǒng)以防止煙氣堵塞設(shè)備部件。反吹空氣系統(tǒng)失效時(shí)，有報(bào)警信號(hào)輸出。采用0.4～0.7Mpa的儀表風(fēng)對采樣探頭和皮托管差壓流量計(jì)進(jìn)行脈沖式反吹。反吹功能均可以手動(dòng)或者自動(dòng)操作，自動(dòng)反吹周期可以任意設(shè)定。
采用我公司自主研發(fā)的SIC-7型紫外差分光譜氣體分析儀對經(jīng)過過濾除塵的煙氣進(jìn)行分析，基于差分吸收光譜算法（DOAS），能夠同時(shí)測量多種氣體組分如SO2、NO等，廣泛應(yīng)用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)過程氣體分析系統(tǒng)中。
光源發(fā)出的光束匯聚進(jìn)入光纖，通過光纖傳到氣體室，穿過氣體室時(shí)被待測氣體吸收，由光纖傳輸?shù)焦庾V儀，在光譜儀內(nèi)部經(jīng)光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。根據(jù)此信息采用差分吸收光譜算法得到被測氣體的濃度。
⑴差分吸收光譜技術(shù)（DOAS）
DOAS核心思想將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩部分?？熳儾糠峙c氣體分子結(jié)構(gòu)和組成的元素有關(guān)，是分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與顆粒物、水汽、背景氣，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(jì)算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾，準(zhǔn)確性高。
SIC-7紫外光譜氣體分析儀同時(shí)采用DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了顆粒物、水汽、背景氣體的干擾，同時(shí)也消除了測量系統(tǒng)波動(dòng)對測量結(jié)果的影響，保證了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
⑵儀表特點(diǎn)
? 可靠性高
采用進(jìn)口脈沖氙燈作為光源，壽命達(dá)10年，采用固化光譜儀，無運(yùn)動(dòng)部件，可靠性高。
? 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)果不受顆粒物、水份等因素干擾,測量準(zhǔn)確度高；同時(shí)DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差，測量穩(wěn)定性好。
? 多種組分同時(shí)測量
通過對連續(xù)光譜的分析，可同時(shí)測量多種氣體化學(xué)組分的濃度，具備高集成度和性價(jià)比
? 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(qiáng)大的數(shù)字化配置和監(jiān)測功能；觸摸屏式人機(jī)界面，操作簡單、使用方便。
? 采用進(jìn)口薄型背照式CCD面陣傳感器，具有優(yōu)良的紫外響應(yīng)能力，適合SO2、NO的檢測需要
氧含量監(jiān)測子系統(tǒng)
電化學(xué)氧傳感器的工作原理是當(dāng)被測氣體氧分子通過透氣膜即可在傳感器內(nèi)發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，當(dāng)氧分子到達(dá)正極表面時(shí)，發(fā)生還原反應(yīng)，同時(shí)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)過程如下：
正極：O2+2H2 O+4e→4OH-
負(fù)極：Pb+2OH-→PbO+ H2 O+2e
電池處于平衡狀態(tài)時(shí)，兩電極間電勢值E恒定不變。陰極和陽極兩個(gè)反應(yīng)發(fā)生生成電流，電流大小相應(yīng)地取決于氧氣反應(yīng)速度(法拉第定律)，可外接一只已知電阻來測量產(chǎn)生的電勢差，這樣就可以準(zhǔn)確測量出氧氣的濃度。
型號(hào) | SIC-7 |
原理 | 高溫紫外差分吸收光譜 |
量程 | 量程為SO2：0-100mg/m3，NO:0-100mg/m3，NO2:0-100mg/m3，NOX:0-100mg/m3，O2：0-25%最大量程為100%，支持雙量程，量程比達(dá)到1:10 |
線性度 | ±1.5% F.S. |
示值誤差 | < 5% |
重復(fù)性 | < ±0.5% F.S. |
零點(diǎn)漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
量程漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
工作溫度 | -10 ~ 50°C |
響應(yīng)時(shí)間（T90） | <10秒 |
4-20mA輸入接口 | 2路，可靈活配置，100歐負(fù)載 |
4-20mA輸出接口 | 4路，輸出內(nèi)容可配置，最大帶載能力<800歐 |
開關(guān)量輸入接口 | 4路，可靈活配置 |
繼電器輸出接口 | 8路，輸出內(nèi)容可配置，DC30V2A |
通訊接口 | 1路232，1路485(支持Modbus協(xié)議) |
電源/功率 | 220±20% VAC / 100W |
預(yù)熱時(shí)間 | 無需 |
顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)
一款高靈敏顆粒物監(jiān)測儀。采用全程高溫抽取系統(tǒng)，使用內(nèi)拋光的不銹鋼管經(jīng)過高溫球閥直接連接檢測器，無吸附，響應(yīng)速度快。檢測器采用高靈敏度激光前散射原理，采用設(shè)計(jì)的峭流技術(shù)，在檢測器內(nèi)使用高溫120度潔凈空氣保護(hù)鏡片，保證檢測器穩(wěn)定性。整機(jī)具有維護(hù)量小，檢測靈敏度高，安裝方便快捷，具備自動(dòng)反吹自動(dòng)校驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)真正免維護(hù)的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
(1) 主機(jī)系統(tǒng)
(2) 主機(jī)結(jié)構(gòu)
采樣伴熱管線內(nèi)部采用雙芯管線設(shè)計(jì)，其中一根為樣品氣導(dǎo)管，另一根為標(biāo)準(zhǔn)氣體導(dǎo)管。
整機(jī)分主機(jī)和風(fēng)機(jī)箱兩個(gè)機(jī)箱，主機(jī)完成采樣、反吹、檢測、報(bào)警、系統(tǒng)控制及本地人機(jī)界面，并通過變頻器控制風(fēng)機(jī)箱的風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)等速采樣。主機(jī)安裝在法蘭上，風(fēng)機(jī)放在平臺(tái)上或固定在平臺(tái)欄桿上；大煙囪，可以承受重量的主機(jī)直接安裝到煙道上，風(fēng)機(jī)箱放在地面；小煙囪，鐵皮煙囪，主機(jī)置于支架上承重，支架高度可調(diào)節(jié)，方便安裝調(diào)試。
(3) 風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)采用變頻風(fēng)機(jī)，在入口增加0.1um紙質(zhì)過濾器過濾空氣中粉塵雜質(zhì)，為主機(jī)提供可變流量的動(dòng)力氣。
(4) 技術(shù)特點(diǎn)
? 采樣激光前散射原理，超高靈敏度，低檢測限0.1mg/m3
? 全程高溫抽取樣氣并高溫分析測量，不受水汽影響。
? 技術(shù)熱導(dǎo)加熱采樣桿，加熱箱內(nèi)置大口徑高溫氣動(dòng)球閥，實(shí)現(xiàn)停電缺氣自動(dòng)斷開氣路保護(hù)檢測器，并可實(shí)現(xiàn)定時(shí)反吹的系統(tǒng)免維護(hù)設(shè)計(jì)。
? 高靈敏度激光前散射檢測器，并使用內(nèi)層煙氣外層高溫氣幕保護(hù)鏡片，可做到零維護(hù)。
? 整機(jī)一體化設(shè)計(jì)，全氣路內(nèi)拋光316L不銹鋼高溫加熱一體防吸附設(shè)計(jì)，內(nèi)部管路內(nèi)徑達(dá)15mm，無軟管連接吸附小響應(yīng)速度快。
? 可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)系統(tǒng)全流程零點(diǎn)校準(zhǔn)，有效消除鏡片污染帶來數(shù)據(jù)失真，保證數(shù)據(jù)可靠性。
? 內(nèi)置校準(zhǔn)器，無運(yùn)動(dòng)部件，方便快捷，大大提高可靠性。
? 整機(jī)輕小，主機(jī)重量約30Kg，適應(yīng)現(xiàn)場各種工況條件安裝。
煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)
煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)由煙氣參數(shù)監(jiān)測儀組成，煙氣參數(shù)監(jiān)測儀把皮托管差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器集成一體化。
流速測量采用皮托管法，皮托管流速計(jì)主要由“X”型皮托管檢測頭﹑取壓管保護(hù)套管﹑差壓變送器﹑反吹控制閥等部件構(gòu)成。測量時(shí)將皮托管流速計(jì)探頭插入管路中，并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致，全壓探頭測孔正面應(yīng)對來流，檢測流體總壓，并將其傳遞給差壓變送器；同時(shí)背壓探頭測孔拾取節(jié)流靜壓也將其傳遞給變送器，變送器讀取動(dòng)﹑靜壓差值并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的流速比例電流傳送給顯示儀表或計(jì)算機(jī)進(jìn)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顆粒物粘附。電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時(shí)的系統(tǒng)反吹：當(dāng)探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時(shí)，電磁閥定時(shí)或按預(yù)定程序開啟，將儀表風(fēng)同時(shí)接入兩個(gè)取壓管進(jìn)行吹除作業(yè)；正常測量時(shí)電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。
⑴ 流速測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 型號(hào)：BLA-PTV-100
? 測量原理：皮托管加差壓變送器（皮托管+差壓變送器）
? 測量范圍5～40m/s（當(dāng)流速＜5m/s時(shí)，皮托管原理產(chǎn)品不適用)
? 輸入電壓：220VAC
? 輸出電流：兩線制4～20mA
? 插入長度：1600mm，或定制長度。
⑵ 壓力測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 儀器型號(hào)：BLA-PTV-100
? 測量原理：壓力傳感器
? 測量范圍：-10～10Kpa（可根據(jù)買方需求定制）
? 輸出電流：兩線制4～20mA
⑶ 溫度測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 儀器型號(hào)：HGSM-100
? 測量原理：溫度傳感器
? 測量范圍：0～300℃（根據(jù)實(shí)際工況可選）
? 輸出電流：兩線制4～20mA
? 插入長度：1600mm或定制插入長度。
煙氣濕度分析儀
選用高分子薄膜電容法煙氣濕度分析儀測量煙氣中的濕度。
測量原理：將高分子化學(xué)薄膜沉積在兩個(gè)導(dǎo)電電極上，當(dāng)薄膜吸水或失水后，會(huì)改變兩個(gè)電極間的介電常數(shù)，從而使其電容值與所處環(huán)境的濕度存在函數(shù)關(guān)系。儀器核心傳感部分由玻璃基體，上下層電極和高分子薄膜構(gòu)成。
此方法測量范圍寬，線性好，幾乎沒有滯后，有優(yōu)異的穩(wěn)定性和重復(fù)性
此分析儀集成于紫外差分光譜儀內(nèi)，濕度傳感器安裝在預(yù)處理氣路中，位于恒溫加熱箱內(nèi)，由于樣氣之前已經(jīng)經(jīng)過顆粒物、焦油過濾和全程恒溫伴熱，可有效保護(hù)濕度傳感器不受顆粒物和液態(tài)水的影響，從而使此方法濕度儀相對于傳統(tǒng)的在位式濕度儀在使用壽命上大大延長，工作也更加可靠。尤其在測量管道意外停爐，系統(tǒng)意外斷電等特殊情況下，由于預(yù)處理系統(tǒng)的保護(hù)，檢測精度不會(huì)受到影響。
數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)由集線箱、上位機(jī)、CEMSMonitor監(jiān)測軟件、企業(yè)DCS聯(lián)網(wǎng)單元、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳單元等構(gòu)成。集線箱安裝在戶外的平臺(tái)上，向平臺(tái)上的所有設(shè)備進(jìn)行供電，接收所有設(shè)備的信號(hào)輸出，通過內(nèi)部的處理單元轉(zhuǎn)換為工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用RS485協(xié)議傳輸?shù)絻x表日常維護(hù)人員辦公室的上位機(jī)。操作人員在可通過安裝在上位機(jī)上CEMSMonitor監(jiān)控軟件查詢所有測量信息和儀表工作狀態(tài)信息。上位機(jī)軟件同時(shí)生成國家環(huán)保部門要求的報(bào)表通過數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳單元（GPRS、Internet等）傳送到環(huán)保行政主管部門，上位機(jī)也可以連接DCS聯(lián)網(wǎng)單元實(shí)現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)部的DCS聯(lián)網(wǎng)，通常采用RS485通訊協(xié)議。
? 監(jiān)控軟件：污染源在線管理系統(tǒng)監(jiān)控軟件CEMSMonitor,該軟件是根據(jù)國家、地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)政府關(guān)于控制大氣污染，改善空氣質(zhì)量的決定，實(shí)施大氣固定污染源排放在線連續(xù)監(jiān)測，為排污申報(bào)、總量控制、排污收費(fèi)提供及時(shí)、有效的數(shù)據(jù)需要研制而成，可以用于個(gè)體污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，也可廣泛適用于各級(jí)環(huán)境監(jiān)測站和大中型企業(yè)進(jìn)行空氣質(zhì)量的監(jiān)測評價(jià)和空氣質(zhì)量日報(bào)。
? 特點(diǎn)：
2 具有完整的數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸功能；支持局域網(wǎng)分布操作。
2 系統(tǒng)實(shí)時(shí)工作，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集迅速、穩(wěn)定，傳輸速度快，通過遠(yuǎn)程通訊迅速及時(shí)地掌握煙氣污染的實(shí)時(shí)狀況，有較高的時(shí)間分辨率。
2 系統(tǒng)具有定時(shí)自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)診斷和自動(dòng)報(bào)警功能；在嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序下運(yùn)行，所得數(shù)據(jù)具有較好的可比性和可追溯性。
2 系統(tǒng)長期連續(xù)的運(yùn)行，不但可獲得大量數(shù)據(jù)，從容適應(yīng)對各類污染源的監(jiān)測要求,全面反應(yīng)污染源排放和治理設(shè)施運(yùn)行的真實(shí)情況，而且可得出污染變化規(guī)律，為污染預(yù)測預(yù)報(bào)、環(huán)境評價(jià)提供詳實(shí)可靠的技術(shù)依據(jù)。
2 系統(tǒng)根據(jù)不同情況，提供了良好的參數(shù)修正功能，可幫助系統(tǒng)管理員和維修人員對各種測量儀器和傳感器的工作狀態(tài)進(jìn)行診斷。
2 系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示和實(shí)時(shí)曲線，能自動(dòng)生成各種報(bào)表。
