CEMS培训标准教材

書式設定, 書式設定,第 2 ,第 3 ,第 4 ,第 5 ,*,烟气在线连续监测系统,CEMS,培训教材,环境仪器部,1,一、前言,2,CEMS,介绍,1,、,CEMS(Continuous Emission Monitoring System),是烟气连续排放监测系统的英文缩写，即污染源排放连续监测系统。可对固定污染源长时间在线连续监测。,2,、,CEMS,系统由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统、数据采集处理与通讯子系统等组成。它能够监测并计算出瞬时、当天及一月、一年的积累值，提供环保局要求的数据报表。,CEMS,系统还可以辅助控制除尘、脱硫设备，优化燃烧的作用,。,3,岛津公司,CEMS,组成,4,岛津公司,CEMS,结构示意图,：,流量计,烟尘计,气体采样探头,烟道,加热导管,气体测试装置,DAS,系统,前处理器,红外气体分析仪,测试项目：,NOx、SO2、,CO,、,CO2,、,O2,烟尘,流量温度,压力,水份,标准气瓶,水份仪,5,CEMS,采样方式介绍,6,二、,NSA-3080,介绍,7,NSA-3080,内部组件,排液分离器,前冷凝器,NO,转换器,雾吸收器,DFU,过滤器,采样泵,主冷凝器,排液锅,红外气体分析仪,PLC,组件,8,NSA-3080,内部组件,排液分离器：烟气冷凝和烟尘过滤,前冷凝器：低于环境温度,5,摄氏度,NO,转换器：将,NO2,还原成,NO,雾吸收器：去除烟气中的,SO3,成份,DFU,过滤器：过滤微尘，,1,微米,采样泵：抽取烟气,主冷凝器：,1,2,摄氏度,排液锅：收集和排放烟气冷凝水,红外气体分析仪：烟气浓度分析,PLC,组件：采集数据，系统控制,9,气体采样探头,10,加热导管,结构如图所示：,1,、加热丝，镍铬合金,2,、,PFA,特氟龙采样管,3,、铝箔,4,、玻璃纤维,5,、铝箔包裹层,6,、黑色,PVC,外皮,11,加热导管的加热原理,加热导管的加热线,与使用长度无关，只要加上AC220V的电压，每就能得到40W的电力。这是由于加热线形成并联回路。即使某段不加热也不会影响整体的伴热。,AC,ACC,回路图,12,气体分析仪,URA-208,测量原理,红外测定原理,根据,Lambert-Beers,定律，样品气体吸收的紅外线与其浓度度成正比，所以测量样品气体吸收的红外线即可得到样品气体之浓度。,例如：SO2,NO,CO,CO2,CH4. 吸收红外光,N2,H2,O2,不吸收红外光,I,2,=,I,1,e,-()L,I,1,:,入射光强,L,I,2,:,出射光强,:样品气体密度 L: 测量池长度,():由红外波长决定的常数,I,1,I,2,13,Figure of Sector,Main Amp.,Pre-Amp.,Condenser,Detector,Measuring Cell,Reference Cell,Sector,Light source,Motor,CPU,Display,Ratio-NDIR method,R0,M0,Ms,S,R0,M0,Ms,Signal of Detector,Ref. Signal,Meas. Signal,Ref. Signal,Meas. Signal,14,非分散红外测量技术,NDIR,技术称非分散红外测量技术，英文全称为,Non-Dispersive Infrared Radiation.,其光源所发出的红外线是两道平行的光线，一道通过样品池，称为测量光路；另一道通过参比池，称为参比光路。样品池内的气体来自于样品气体，红外线通过时会被样品气体吸收；而参比池内的气体为,N,2,，红外线可完全通过，不被吸收。红外检测器内部被金属隔板分成两个气室。光源所发出的两道光线通过样品池及参比池后，分别进入检测器内部的两个气室。样品气体吸收红外线并转为热能，由于两室热能不同而有温度差或压力差，此压力差会使金属隔板产生变形而改变电容器（由金属隔板及抗电极所组成）的电容，进而改变电压。电压信号通过前置放大器放大、整流，再将信号传至,CPU,板，计算出相应的气体浓度。,15,各种气体的红外吸收波长,SO2: 7.3um,NO: 5.3um,CO2,：,4.3um,CO: 4.7um,16,磁风法,O,2,分析仪原理,利用,O,2,分子较其它气体分子容易被磁化的特性，向磁场方向运动从而在有强磁场的气室中形成磁流风，导致这一气室中的加热组件的温度变化，进而电阻值变化，打破惠斯顿电桥的平衡，输出电压值,。,17,磁风法,O,2,分析仪内部结构,R1,R2,Magnet,Magnet,加热组件,W2,加热组件,W1,自然对流状态,磁风流,样品气体入口,环型加热装置,惠斯顿平衡电桥 400mA,去除,CO2,干涉装置,18,磁风法,O,2,分析仪原理,R1,R2,R3,R4,Wheatstone Bridge,R1 R2,R3 R4,=,19,NSA-3080,规格,规格,产品规格,测定成分,NOx，SO2，CO，CO2，O2,最多为种成份,测定范围,SO2，NOx，CO：2002500ppm,CO2：520vol%,O2：25vol%,重现性,0.5%FS以内,零点漂移,%FS,周以内,跨度漂移,%FS,周以内,线性,%FS,响应时间,（TdT90）,NOx，CO，CO2，O2 ：100秒以内,SO2：240秒以内,传送输出,4-20mA DC,或者0-16mA DC,样品气采集量,约1.5L/min,环境温度条件,温度：,540,自动校正,小时周期校正或者星期周期校正,所,需電源,AC220V10%，50-60Hz共用，,约1KVA,防护等級,相当于,IP43,20,三、,DOA-3030,介绍,21,烟尘计,DOA-3030,测量原理,烟道气中颗粒物采用光透射法进行连续监测。当含烟尘的烟气通过光束时，由于烟尘对光的吸收和散射作用，造成光量衰减。本设备就是根据光量的衰减量，利用吸光度同烟尘浓度的关系从而计算出烟尘浓度,:,C,onc = K1K2Abs + K3,K1、K2、K3,为常数，其中出厂时,K1=1416.00, K2 = 1.0, K3 = 0,22,烟尘计,DOA-3030,测量光路,23,烟尘计测量部分,发射和反射单元,24,烟尘计系统组成,25,烟尘计光路图,26,烟尘计规格,规格,产品规格,测光方式,双光束个检测器同时测光的方式,可以测定的光路长,可以测定的烟尘浓度范围,从0200到04000mg/Nm3（烟道距离：1m的情况）,从020到0400mg/Nm3（烟道距离：10m的情况）,重现性,0.5%FS以内,线性,%FS以内,零点漂移,1%,FS/30,天,跨度漂移,1%,FS/30,天,响应时间,sec以内,传送输出,4-20mA,直流,环境温度条件,-20+55,所,需電源,AC200240V，50Hz,功率,47W,防护等級,27,四、,DLTP-4000,介绍,28,流量计,DLTP-4000,测量原理,1,、压差：传感器方法，直接测出压差。然后再 根据压差计算出流速、进而算出流量。,2,、绝对压力：压力传感器法，直接计算出烟道内部的绝对压力。,3,、温度：热电偶法。,PT100,热电偶。,29,流量计,压差棒,内置温度计,绝对压力计,30,流量计测量原理,+,-,p,流速,(V),烟囱截面积,(A),温度传感器,压差,压力传感器,31,流量计算方法,用压差棒检测出烟道中的平均动压和静压，再将压力差带入以下公式求出流量：,PPm,（,0,）,1/2,：,压差,：动压：静压,：流量,：流速,：,测定场所的截面积,0,：,在标准状态下的气体密度,：相关系数,32,流量计规格,规格,产品规格,测定原理,用压差棒进行压差测定,测定范围,030m/s,最小,检测流速,3m/s,烟气温度,下限：,气体的露点上限：400,压差棒材质,SUS-316,所,需電源,AC90240V0.1KVA,信号输出,4-20mA DC：,压差，温度，绝对压（选配件）,环境温度条件,-2050,温度,传感器的种类,測温,阻体,温度測定,范围,0400,绝对压力测定范围,9001300hPa（,选配件7001100hPa）,测定误差,压差3%FS， 温度2%FS，绝对压 3%FS,保,护等級,33,五、,AS-210,介绍,34,烟道气体中水分的测量,氧气测试换算法(岛津采用),对烟道中的氧(WET测试)以及采样除湿后的氧(DRY测试)都要进行测试,利用浓度差算出水分量,DRY,氧浓度是与NOxSO2仪一样是由设置在气体测试装置内的分析仪来测试,各个测定值,通过DAS传送到数据处理计算机而算出水分浓度,H20%=100(1-O2wet%O2dry%）,35,水份计的安装,加热导管,Teflon,管,Wet O2,探头单元,氧化锆探头,36,氧化锆测量原理,氧化锆氧量分析仪,(,又称氧化锆氧分析仪、氧化锆分析仪、氧化锆氧量计、氧化锆氧量表,),，主要用于测量燃烧过程中烟气的含氧浓度，同样也适用于非燃烧气体氧浓度测量。在传感器内温度恒定的电化学电池,(,氧浓差电池，也简称锆头,),产生一个毫伏电势，这个电势直接反应出烟气中含氧浓度值。,在额定的温度下，电池输出电势用下面的公式计算（,Nernst,方程）：, ,1,-,-, , ,2,式中,1,在电池内侧参比气体,(,如空气,),的氧分压；,2,在电池外侧被测气体,(,如烟气,),的氧分压；,-,气体常数；,-,法拉第常数；,-,绝对温度,=( 273 + t ),；,-,电池常数。,在参比气侧与被测气体侧氧浓度不同时，氧离子从高的一侧迁移到低的一侧。电池输出就以对数的规律反应出被测气体中的氧浓度值。,37,氧化锆探头结构,加热控制器,190,O,2-,O,2-,气体,气体,测量池,参比池 (O2=100vl%),气孔,38,氧化锆探头,39,水份计校准,到 NSA-3080,O2,标准气体,O2 sensor box,流量计1-2L/min,针型阀，常闭,气体采样探头,40,六、,CEMS,安装调试,41,安装前的准备工作,1,、平台尺寸要符合国标要求，作业空间尽量大。,2,、确认仪器室里的配电、空调、压缩气源等是否满足系统要求，接地可靠，仪器室要避雷。,3,、要求用户按照一定坡度搭建电缆桥架，铺设电缆线和加热导管，既安全又美观。,4,、测点位置要满足当地环保局要求，预埋管的尺寸要严格要求，固定时要加支撑。,42,CEMS,系统的安装,1,、,NSA-3080,的安装,2,、探头的安装：包括气体采样探头，流量计，烟尘计等。,3,、管线的连接：包括电缆线、加热导管等。,4,、数据采集装置：,PC,机和,DAS,软件安装，确定数据的传输方式等。,43,NSA-3080,调试,1,、要有足够的预热时间，,O2,需要,3,小时,2,、,NDIR,温度：,60,度，,O2,分析仪温度：,62,度,3,、,NDIR,信号值，,150000,250000,左右,4,、,URA-208,菜单设置，设定校准条件,5,、校准前确认标准气体的压力范围：,0.05- 0.07 MPa,6,、零点和跨度校准,44,流量计,DLTP-4000,调试,1,、高低压配管的连接,2,、压差计零点校准,3,、,PCB,板三个输出通道的检查，,TP1,TP2,TP3,测试点为,0.4,2V,，对应,输出,4,20mA,45,烟尘计,DOA-3030,调试,1,、确认反吹风机工作正常,2,、光路准直，首先根据预埋管的位置，,固定反射单元，然后调节发射单元。,3,、烟尘计控制箱菜单的设定,46,水份计,AS-210,调试,1,、确认氧化锆探头的温度是否正常。,2,、校准，主要进行跨度校准。,47,数据采集和数据传输,1,、确认传输距离和传输方式。,RS232C:10,米以内,RS485 :10,米,1000,米,2,、现场,DAS,软件的安装和调试。,48,DAS,软件对于,PC,系统要求,CPU：PIII 1GHz,以上,内存：256,M,以上,硬盘：20,G,以上,CDROM,显卡：1024,x 768,串口：3个以上,49,DAS,数据采集系统,SO,2,NO,x,O,2,加热导管,URA208,PLC,4-20,mA,I/O,NSA3080,烟尘,压差,温度.,静压.,PC,RS232C,DAS,数据,处理,RS232C,环保局,GPRS,RS232C,校正数据,50,通讯线的接线方法及使用,PC-URA cable,9pin 25pin (DB25,公),2,2,3 3,5 7,7 4,8 5,PLC-PC(DAS),9pin (DB9,母) 9,pin,1,2,3,4,5,6,7,8,9,51,软件设置,一、通讯设置,PLC,端口参数：9600，,e，8，1,二、运行设置,三、通道设置,设置各个测定参数通讯通道,52,实时监测,功能菜单,各流路测定成份的实时数据,测定成份的的百分比曲线,软件运行及操作记录,通讯状态显示,预计下次采集时间显示,测定流路显示,测定系统状态显示,53,数据浏览,各流路测定成份数据浏览,各流路日报、月报、年报,各流路校验记录表,数据查询及报表数据生成,报表输出（打印输出及,Excel,文件输出）,数据图表,54,控制面板,模式切换,手动吹扫,手动校准,55,报警信息,故障记录,超标记录,校准记录,56,系统设置,设置向导,基本设置,通讯设置,运行设置,定时校准,流路,x,报警信息设置,校准记录,通讯监视,用户,sa,添加新用户,标气有效期,报表,有效数据数,导入数据,导出数据,清除数据,57,数据备份与恢复,在文件菜单里导出备份数据库文件。,在系统设置里通过导出数据备份数据。,在文件菜单里导入备份数据库文件对数据进行恢复。,在系统设置里通过导入数据对数据进行恢复。,通过系统设置里的导入导出数据必须使用文件菜单里导出的数据库文件,。,58,CSV,文件输出,CSV,文件为,DAS,软件为第三方软件实现实时数据共享而产生的。,中央控制计算机可以通过网络共享来访问,CSV,数据文件，取得,NSA,系统测定的实时数据。,文件名为：,RYY-MM-DD.CSV。,每天一个文件，刷新周期=数据采集周期，每写入1个实时数据则增加1行。,59,相关计算,流量计算,NOx、NO、NO2,的计算,水分的计算,60,七、,CEMS,日常维护,61,NSA-3080,日常维护,1,检查汽水分离器环型过滤片的污染情况,肉眼观察，污染时更换,2,检查前冷凝器散热片的发热情况,用手触摸时温度高于环境温度,3,检查主冷却器的温度信号灯闪烁情况肉眼观察,绿灯在闪烁,4,检查,NO,转换器的加热情况,用手触摸外壳时温度略高于环境温度,5,检查流量计的流量是否准确,0.7L/min,左右,6,检查排液锅的水位,不足时需加满（加水时关掉采样泵电源）,7,检查风扇工作情况,春、夏温度高时需要,8,标准气校准,零点和量程的校准,9,记录,NDIR,的信号值信号值,应该在许可的范围内,10,检查反吹气的压力及反吹情况,进口压力为,0.3,0.7 MPa,，出口为,0.4MPa,左右,11,清洁反吹气源的过滤器,肉眼观察过滤器是否被污染,12,检查气体采样探头加热器的加热情况,高温,13,检查气体采样探头的气密性,用扳手拧紧,14,检查采样泵的工作情况,无异响、无异常震动,15,检查采样加热导管的加热情况,用手触摸时温度略高于环境温度,16,检查,NSA,的排气管和排液管是否通畅,肉眼观察有无阻塞现象,62,烟尘计,DOA-3030,日常维护,1,检查反吹风机的工作及反吹情况,观察和触摸,2,清洁反吹气源的过滤器,取出清理,3,检查激光光路的准直情况,提供观察孔进行观察，绿色光斑是否在中央位置,4,检查零反射镜的驱动部分,仪器进行自动零点校准时，零反射镜动作是否到位,5,检查烟尘计发射镜片和反射镜片,一般,1,3,个月清洁一次，根据工况条件,6,检查反吹系统的管道配管是否泄漏,肉眼观察和触摸,63,流量计,DLTP-4000,日常维护,1,检查高低压配管是否通畅,肉眼观察，内部是否积水或变形,2,压差计的零点校准,短接高、低压力端口,3,检查三路信号是否正常,在,4,20,毫安正常范围内,4,检查内部皮托管测孔是否阻塞,拆开检查,64,八、,CEMS,故障处理,65,CEMS故障处理,66,CEMS故障处理,67,CEMS故障处理,68,CEMS故障处理,69,CEMS故障处理,70,CEMS故障处理,71,CEMS故障处理,72,九、,CEMS,环保验收,73,验收内容,1,、提供货品清单和相关技术资料,2,、气体污染参数的准确度对比,3,、流量或流速,K,值的校验和准确度对比,4,、烟尘,K,值的校验和准确度对比,74,气体污染参数准确度对比,1,、数据相差较大时最好要求用户上下测量,进行对比。,2,、在线仪器和用户仪器的校准确认。,3,、测量前进行加热导管的多次反吹，测量,中停止反吹。,75,流量,K,值校验和准确度,1,、确认流量计的皮托管测孔没有阻塞。,2,、对于结构比较复杂的烟道，注意测点的,位置。,3,、对于烟囱，注意流速的大小和变化。,76,烟尘,K,值校验和准确度,1,、烟尘计检查。,2,、掌握现场工况的变化情况，适当调节,K,值使测量值在一定水平。,3,、要求流速在,5,米,/,秒以上。,77,十、考试,78,