污染源廢氣監(jiān)測(cè)培訓(xùn)教材富銘

1、污染源廢氣在線監(jiān)測(cè)培訓(xùn)教程杭州富銘環(huán)境科技有限公司目 錄一綜述11.1CEMS的概念11.2CEMS的組成與描述11.3CEMS監(jiān)測(cè)內(nèi)容、目的和作用31.4CEMS的分類及測(cè)試技術(shù)31.4.1 CEMS 的分類31.4.2 CEMS 采用的分析技術(shù)4二 CEMS測(cè)量技術(shù)52.1 煙塵濃度測(cè)量技術(shù)52.1.1 測(cè)量原理5不透明度法5散射法52.1.1.3射線衰減法62.1.1.4 電荷轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)儀法62.1.2 顆粒物CEMS 各種測(cè)量方法比較62.1.2.1 不透明度法62.1.2.2 后向散射法72.1.2.3射線法72.1.2.4 電荷轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)儀72.2 煙氣濃度測(cè)量技術(shù)82.2.1 測(cè)量原

2、理82.2.2 采樣方法92.2.2.1 直接抽取法92.2.2.2 抽取式稀釋法92.2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法92.3O2測(cè)量92.3.1 順磁法92.3.2 氧化鋯法102.4煙氣流速測(cè)量10一 綜述隨著我國(guó)環(huán)境管理制度的不斷完善，我國(guó)的環(huán)境管理已從濃度控制轉(zhuǎn)向總量，相應(yīng)的在排放標(biāo)準(zhǔn)、排污收費(fèi)、排污許可證、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等重要管理制度上已逐步從對(duì)污染物排放濃度的限制轉(zhuǎn)向?qū)ξ廴疚锱欧趴偭康目刂啤Ｔ诠芾碇贫绒D(zhuǎn)變中一個(gè)亟待解決突出的問題是作為管理監(jiān)督手段的排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須迅速建立適合總量控制要求的體系。過去我國(guó)的污染物排放監(jiān)測(cè)主要是以污染物濃度為主的監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻次低，大部份污染源的排放是根據(jù)估算

3、，隨意性很大。這種情況極大地影響了排污許可證制度、排污收費(fèi)等管理制度的實(shí)施。同時(shí)，由于污染源排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是環(huán)境管理、規(guī)劃、質(zhì)量預(yù)測(cè)等的基礎(chǔ)，不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)極大地影響了我國(guó)環(huán)境能源及經(jīng)濟(jì)發(fā)展重大決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，急需建立能夠連續(xù)測(cè)量污染物排放總量的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1.1CEMS的概念煙氣連續(xù)排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（Continuous emission monitoring systems for flue gas）簡(jiǎn)稱CEMS，測(cè)定污染源顆粒物和/或氣態(tài)污染物濃度或排放速率所需的全部設(shè)備。它是由采樣、檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集和處理三個(gè)子系統(tǒng)組成的監(jiān)測(cè)體系。采樣系統(tǒng)：采集、輸送煙氣或使煙氣與測(cè)試系統(tǒng)隔離。檢測(cè)系統(tǒng)：檢

4、測(cè)污染物，顯示物理量或污染物濃度。數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)：采集并處理數(shù)據(jù)，生成圖譜、報(bào)表，控制生動(dòng)操作功能。1.2CEMS的組成與描述煙氣CEMS 是由顆粒物CEMS 和氣態(tài)污染物CEMS（包括SO2、NOx、O2、CO2）、煙氣參數(shù)測(cè)量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)組成（圖1）。通過采樣方式和非采樣方式，測(cè)定煙氣中污染物濃度，同時(shí)測(cè)量煙氣溫度、煙氣壓力、流速、流量、煙氣含濕量（或輸入煙氣含濕量）、煙氣含氧量（或二氧化碳含量）；計(jì)算煙氣污染物排放率、排放量；顯示和打印各種參數(shù)、圖表并通過數(shù)據(jù)圖文傳輸系統(tǒng)傳輸至管理部門。組成CEMS的設(shè)備按照安裝布置可分為煙道/煙囪現(xiàn)場(chǎng)部分和儀器間部分。煙道/煙囪現(xiàn)場(chǎng)儀

5、器包括：直抽取樣探頭、煙塵監(jiān)測(cè)儀、煙氣溫度、壓力、濕度、流速儀。儀器間儀器包括：煙氣預(yù)處理裝置、分析儀器、工控機(jī)、氣瓶等?，F(xiàn)場(chǎng)儀器和儀器間通過煙氣采樣伴熱管、電纜連接，負(fù)責(zé)氣體、電源和信號(hào)的傳輸。 1.3CEMS監(jiān)測(cè)內(nèi)容、目的和作用主要監(jiān)測(cè)內(nèi)容：u 顆粒物濃度、排放量；u 煙氣組分濃度、排放量，包括SO2、NOx、CO、CO2、HCl、F等；u 為計(jì)算標(biāo)態(tài)排量還需要監(jiān)測(cè)煙氣溫度、流速、煙氣壓力、含水量、含氧量等輔助參數(shù)。目的和作用：u 實(shí)現(xiàn)污染物排放總量控制；u 實(shí)現(xiàn)排污在線計(jì)量和收費(fèi)；u 推展企業(yè)排污交易制度；u 指導(dǎo)調(diào)節(jié)鍋爐燃燒工況。1.4CEMS的分類及測(cè)試技術(shù)1.4.1 CE

6、MS 的分類煙氣CEMS 按測(cè)量方式分可分為三類：抽取式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和遙測(cè)系統(tǒng)。按測(cè)量技術(shù)或項(xiàng)目分則主要有如下幾個(gè)方面：u 點(diǎn)測(cè)量在煙道或管道斷面某一點(diǎn)上或沿著等于或小于斷面直徑10%的路徑上測(cè)量的CEMS。u 線測(cè)量在沿著大于煙道或管道斷面直徑10%的路徑上測(cè)量的CEMS。u 不透明度顆粒物測(cè)量入射光通過含有顆粒物的煙氣時(shí)，其光強(qiáng)度因顆粒物對(duì)光的吸和散射作用而減弱的百分比的顆粒物CEMS。u 后向散射顆粒物測(cè)量入射光所照射煙氣中顆粒物對(duì)光向后散射光強(qiáng)度的顆粒物CEMS。u 射線顆粒物測(cè)量煙氣中顆粒物對(duì)射線吸收的顆粒物CEMS。u 直接抽取式煙氣煙氣通過前端填有濾料并具有防止煙氣中水

7、份在管路中冷凝的加熱、保溫裝置的采樣管和導(dǎo)氣管，整體控溫在120160，在煙氣進(jìn)入分析儀前快速除去煙氣中的水份，把煙氣溫度冷卻到15，或比環(huán)境溫度低11后，再進(jìn)行測(cè)定的CEMS。u 稀釋抽取式煙氣煙氣通過前端填有濾料的“恒流稀釋探頭”和導(dǎo)氣管，經(jīng)純凈空氣稀釋的煙氣進(jìn)入分析儀進(jìn)行測(cè)量的CEMS。u 現(xiàn)場(chǎng)煙氣直接插入煙道或管道安裝在探頭前端的電化學(xué)或光電傳感器或發(fā)射一束光穿過煙道或管道對(duì)煙氣進(jìn)行測(cè)量的CEMS。1.4.2 CEMS 采用的分析技術(shù)抽取和現(xiàn)場(chǎng)CEMS 分析技術(shù)中采用了許多化學(xué)的、物理的方法。如：先進(jìn)的光電技術(shù)、氣體濾光相關(guān)光譜技術(shù)、傅立葉紅外光譜技術(shù)等。表1CEMS應(yīng)用的分析技術(shù)抽取

8、式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)氣體顆粒物吸收光譜分光光度技術(shù)點(diǎn)測(cè)量吸收光譜（二階導(dǎo)數(shù)光譜）點(diǎn)測(cè)量光后向散射差分吸收技術(shù)氣體濾光相關(guān)技術(shù)帶電離子轉(zhuǎn)移傅立葉紅外技術(shù)電解分析（極譜、電催化）分子輻射衰減發(fā)光光譜熒光（SO2）化學(xué)發(fā)光（NOx）線測(cè)量吸收光譜（差分吸收、氣體濾光相關(guān)）線測(cè)量光散射火焰光度（SO2）電化學(xué)法極譜法電位測(cè)定法光吸收電解催化法順磁法（O2）二 CEMS測(cè)量技術(shù)2.1煙塵濃度測(cè)量技術(shù)2.1.1 測(cè)量原理2.不透明度法當(dāng)一束光通過含有煙塵的煙氣時(shí)，光強(qiáng)因煙塵的吸收和散射作用而衰減，并遵循Lambert-Beer 定律：I=I0exp(-aL) （1）式中，I0為入射光輻射強(qiáng)度；I 為出射

9、光輻射強(qiáng)度；a 為與入射光波長(zhǎng)、煙塵粒子半徑、煙塵濃度相關(guān)的衰減系數(shù)；L 為光束透過煙氣層的距離，即光程。式（1）的另一種表達(dá)式為：I=I010-D（2）其中，D 定義為光密度?？梢钥闯鯠 值只與入射和出射光強(qiáng)度有關(guān)，直接反映了光的衰減程度。光密度法就是通過測(cè)定光束通過煙氣后的光強(qiáng)與原光強(qiáng)的比值來(lái)定量光密度或煙塵濃度。測(cè)定儀主要由激光發(fā)射端、激光接收端組成。激光發(fā)射端、激光接收端均為法蘭安裝形式，留有反吹氣接口、電源及信號(hào)線纜連接插座。2.1.1.2散射法光散射法是指用經(jīng)過調(diào)制的激光或紅外平行光束射向煙氣時(shí)，煙氣中的煙塵對(duì)光向所有方向散射，經(jīng)煙塵散射的光的強(qiáng)弱與煙塵散射截面成正比，當(dāng)煙塵濃度升

10、高時(shí)煙塵的散射截面增大，散射光增強(qiáng)，即光強(qiáng)在一定范圍內(nèi)與煙塵濃度成比例，通過測(cè)量散射光強(qiáng)來(lái)定量煙塵濃度。根據(jù)接受器與光源所呈角度的大小可分為前散射、邊散射及后散射。前散射測(cè)塵儀接受器與光源呈±60°；邊散射測(cè)塵儀接受器與光源呈±（60°120°）；后散射測(cè)塵儀接受器與光源呈±（120°180°）。2.1.1.3射線衰減法使用等速采樣設(shè)備對(duì)煙氣進(jìn)行等速采樣，煙氣通過濾帶過濾后煙塵積集于樣品濾帶上，通過射線對(duì)空白和樣品濾帶的對(duì)比測(cè)量，從而得出顆粒物的精確質(zhì)量。2.1.1.4電荷轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)儀法任何兩種不同的物質(zhì)在動(dòng)態(tài)狀況下

11、會(huì)互相之間產(chǎn)生靜電荷。如果顆粒物互相碰撞，電子將從一種物質(zhì)傳導(dǎo)至另一種物質(zhì)。這時(shí)，此靜電荷會(huì)產(chǎn)生微弱電流，這就是我們熟悉的“摩擦生電”原理。如果顆粒物只是流經(jīng)過一種材料(探頭)，兩者之間會(huì)形成一種感應(yīng)電荷：當(dāng)流動(dòng)中帶正電荷的顆粒物接近探頭的有效距離時(shí)，探針內(nèi)的電子將被吸引到接近顆粒物的外層。當(dāng)此顆粒物流過探頭安裝位置后，探針內(nèi)的電子將被推移至遠(yuǎn)離顆粒物的另一面。當(dāng)顆粒物離開有效感應(yīng)距離時(shí)，探針內(nèi)電子將恢復(fù)原來(lái)的分布狀況。這種電子群的移動(dòng)現(xiàn)象也能形成一股可被探測(cè)到的微弱電流。這就是 "電荷感應(yīng)"原理。電荷法監(jiān)測(cè)設(shè)備就是利用探測(cè)各煙塵顆粒物與探針之間所產(chǎn)生的靜電荷，經(jīng)過放大分析

12、和處理，轉(zhuǎn)換成一種電子信號(hào)并傳送進(jìn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用“摩擦生電”原理來(lái)獲取信號(hào)的煙塵排放監(jiān)測(cè)設(shè)備稱為“直流耦合”技術(shù)；利用“電荷感應(yīng)”原理來(lái)獲取信號(hào)的煙塵排放監(jiān)測(cè)設(shè)備稱為“交流耦合”技術(shù)。煙塵顆粒物排放量與“交流耦合”技術(shù)監(jiān)測(cè)探頭感應(yīng)信號(hào)具有線性關(guān)系。2.1.2 顆粒物CEMS 各種測(cè)量方法比較常用的顆粒物CEMS 主要有：不透明度、向后散射、射線吸收原理的CEMS。2.1.2.1 不透明度法Ø 特點(diǎn)：直接測(cè)量（非抽取式）、實(shí)時(shí)連續(xù)采樣、經(jīng)幾個(gè)國(guó)家認(rèn)定機(jī)構(gòu)認(rèn)定、測(cè)量整個(gè)煙道、國(guó)外有儀器標(biāo)準(zhǔn)。Ø 不足：測(cè)量不直接與顆粒物質(zhì)量濃度成正比、要求發(fā)射源與接收器/反射器嚴(yán)格成一條線、對(duì)低

13、于30mg/m3 的顆粒物濃度的靈敏度低。Ø 影響：顆粒物的顏色、粒徑的大小、顆粒物的分布、煙氣中的水份以水霧或水滴狀態(tài)存在、儀器鏡面聚集塵和水霧。Ø 讀取方法：建立參比方法與CEMS 法的校正曲線，將CEMS 顯示物理量轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度（mg/m3）。Ø 減少干擾：給出校正曲線的置信區(qū)間，選擇適合的安裝位置，在直接與煙氣接觸的鏡面周圍形成氣幕，要求燃料來(lái)源穩(wěn)定，凈化設(shè)施正常運(yùn)行。2.1.2.2后向散射法Ø 特點(diǎn)：直接測(cè)量（非抽取式）、實(shí)時(shí)連續(xù)采樣、經(jīng)幾個(gè)國(guó)家認(rèn)定機(jī)構(gòu)認(rèn)定、點(diǎn)測(cè)量、易于安裝。Ø 不足：測(cè)量不直接與顆粒物質(zhì)量濃度成正比（校準(zhǔn)）。&#

14、216; 影響：顆粒物的顏色、粒徑的大小、顆粒物的分布、煙氣中的水份以水霧或水滴狀態(tài)存在、儀器鏡面聚集塵和水霧。Ø 讀取方法：建立參比方法與CEMS 法的校正曲線，將CEMS 顯示物理量轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度（mg/m3）。Ø 減少干擾：給出校正曲線的置信區(qū)間，選擇適合的安裝位置，在直接與煙氣接觸的鏡面周圍形成氣幕，要求燃料來(lái)源穩(wěn)定，凈化設(shè)施正常運(yùn)行。2.1.2.3射線法Ø 特點(diǎn)：高靈敏度可達(dá)大氣標(biāo)準(zhǔn)（g/m3 級(jí)）、與實(shí)際質(zhì)量濃度緊密相關(guān)必須為等速采樣、顆粒物的特征不干擾測(cè)量、可對(duì)濕煙氣進(jìn)行測(cè)量。Ø 不足：國(guó)外產(chǎn)品為抽取式儀器要求等速采樣、點(diǎn)測(cè)量、非實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)

15、量、要求有核輻射源、初始價(jià)格高，高的維護(hù)要求。Ø 讀取方法：建立參比方法與CEMS 法的校準(zhǔn)曲線，將CEMS 測(cè)定的點(diǎn)測(cè)量值轉(zhuǎn)換為斷面測(cè)定值。Ø 減少干擾：給出校準(zhǔn)線的置信區(qū)間和允許區(qū)間，定期用高壓氣體反吹，吹掃采樣嘴正對(duì)煙氣截面上的積塵。2.1.2.4 電荷轉(zhuǎn)移監(jiān)測(cè)儀Ø 原理：通過電荷收集/轉(zhuǎn)移探測(cè)移動(dòng)微粒的沖擊。Ø 主要用途：裂袋探測(cè)儀，過程混亂探測(cè)儀。Ø 優(yōu)點(diǎn)：低成本、直接測(cè)量、實(shí)時(shí)測(cè)量。Ø 不足：測(cè)量對(duì)速度敏感、不直接與顆粒物質(zhì)量濃度成正比（校準(zhǔn)）。Ø 影響：煙氣速度的變化、顆粒物的粒徑大小、分布、電場(chǎng)、煙氣中含濕量

16、的變化都有影響。2.2煙氣濃度測(cè)量技術(shù)2.2.1測(cè)量原理一般情況，采用紅外或紫外光譜，利用吸收或熒光原理對(duì)氣體濃度進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)譜吸收法介紹如下：（以SO2為例）特定波長(zhǎng)的紫外或紅外光源通過敏感通道和參考通道組成的測(cè)量單元時(shí)，由于SO2對(duì)光譜的吸收，使得從敏感通道得到的光信號(hào)有所衰減，且衰減的程度直接與SO2的濃度有關(guān)，而參考通道的光信號(hào)不衰減，因此經(jīng)光探測(cè)器，光電轉(zhuǎn)換器就可以得到SO2吸收光譜的程度，進(jìn)而得到SO2的濃度。其數(shù)學(xué)模型可由朗伯-比爾（Lambert-Beer）原理表達(dá)為：I() = I0() eK() CL 式中：I0()：入射光的強(qiáng)度，由參考通道得到I()：透射光（吸收光）的

17、強(qiáng)度，由敏感通道得到L：光程長(zhǎng)C：吸收氣體的濃度，即待測(cè)量K()：吸收系數(shù)，是光波長(zhǎng)的函數(shù)在具體測(cè)量時(shí)，要選擇對(duì)SO2吸收程度高的波峰，L 是固定量，故由上式可得到待測(cè)氣體SO2的濃度。另外也有采用電化學(xué)法進(jìn)行檢測(cè)的儀表，該方法價(jià)格低廉是其優(yōu)勢(shì)所在。目前便攜式煙氣分析儀大多采用該方法。但電化學(xué)法有一個(gè)致命的問題，即電化學(xué)傳感器的漂移是積累型漂移，即隨時(shí)間的延長(zhǎng)，其漂移會(huì)一直累積下去，影響它的連續(xù)使用。2.2.2采樣方法2.2.2.1 直接抽取法這種方法是最傳統(tǒng)的煙氣連續(xù)分析方法，它將被測(cè)煙氣連續(xù)地進(jìn)行抽取，經(jīng)過采樣探頭過濾、加熱保溫（120）、冷凝脫水和細(xì)過濾，進(jìn)入氣體分析儀。這種方法在歐洲最

18、為流行，但預(yù)處理系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)工作量大、總體價(jià)格較高。2.2.2.2 抽取式稀釋法抽取式稀釋法，是在抽取的基礎(chǔ)上，用干凈的空氣將抽取的煙氣進(jìn)行確定倍數(shù)的稀釋（如100倍）。這樣可避免抽取方式中復(fù)雜的樣品預(yù)處理系統(tǒng)，同時(shí)由于無(wú)需除水，因而是帶濕測(cè)量的，這也是美國(guó)環(huán)保局（EPA）的優(yōu)選方法，在美國(guó)甚為流行。但這種方法要求高精度稀釋頭（設(shè)計(jì)制造相當(dāng)困難），同時(shí)稀釋頭也需要定期更換過濾裝置。2.2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量法現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量方式是目前為止最為簡(jiǎn)明的方式，免去了復(fù)雜的取樣管道及預(yù)處理系統(tǒng)，維護(hù)工作量小，幾乎沒有消耗品，其難點(diǎn)是在線標(biāo)定，同時(shí)探頭和分析儀直接置于現(xiàn)場(chǎng)，防護(hù)要求較高。2.3O2測(cè)量2

19、.3.1順磁法非磁化性啞鈴（內(nèi)部充滿N2）被一根細(xì)導(dǎo)線懸掛于磁場(chǎng)最強(qiáng)處。當(dāng)樣氣進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，樣氣中的氧氣是順磁性的，它被磁場(chǎng)所吸引，它有一個(gè)占據(jù)磁場(chǎng)最強(qiáng)出的趨向。這樣它會(huì)推動(dòng)啞鈴偏離磁場(chǎng)的最強(qiáng)點(diǎn)，引起懸掛電纜的扭轉(zhuǎn)，此扭轉(zhuǎn)量是可以測(cè)量的，當(dāng)導(dǎo)線扭轉(zhuǎn)時(shí)，位于懸掛導(dǎo)線中間的一小鏡子所反射的光就會(huì)發(fā)生偏移，該偏移可被一組光電池檢測(cè)到并產(chǎn)生一個(gè)電流，該電流反饋給系統(tǒng)，系統(tǒng)就給線圈一個(gè)激勵(lì)電流，該線圈產(chǎn)生一個(gè)驅(qū)動(dòng)扭矩使導(dǎo)線回到初始位置，因?yàn)殡娏鲝?qiáng)度和樣氣中氧氣的含量成正比，這樣通過對(duì)電流強(qiáng)度的測(cè)量，即可測(cè)算氧氣濃度。特點(diǎn)：u 使用壽命長(zhǎng)，能夠達(dá)到10年；u 沒有衰減，測(cè)量精度高；u 能夠?qū)崿F(xiàn)在線標(biāo)定；u

20、響應(yīng)速度快，沒有日常消耗；u 對(duì)機(jī)械振動(dòng)很敏感。2.3.2氧化鋯法當(dāng)氧化鋯被加熱到一定的溫度時(shí)，由于氧離子在氧化鋯晶體中的遷移作用，使氧化鋯晶體變成導(dǎo)氧體，氧離子的遷移形成電流，含氧量的變化使氧離子遷移作用而產(chǎn)生的電流也發(fā)生變化，它們之間有確定的計(jì)算關(guān)系式，因此通過測(cè)量電流值就可計(jì)算出含氧量。特點(diǎn)：u 運(yùn)算速度快；u 數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)；u 測(cè)量精度高；u 抗干擾能力強(qiáng)。2.3.3電化學(xué)法氧傳感器的工作原理與燃料電池的原理相同。氧在陰極與電解液的分界面被轉(zhuǎn)換，在陰極和陽(yáng)極間產(chǎn)生的電流與氧的濃度成正比。見下圖。信號(hào)被測(cè)氣體金陰極薄膜石墨陽(yáng)極電解液（乙酸）2.4煙氣流速測(cè)量各種流速測(cè)量方法比較見下表：

21、測(cè)量方法測(cè)量方式優(yōu)點(diǎn)不足壓差傳感法點(diǎn)測(cè)量，速度場(chǎng)系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、便于維護(hù)、運(yùn)行可靠。需定時(shí)反吹靶式流量計(jì)法點(diǎn)測(cè)量，速度場(chǎng)系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、便于維護(hù)、運(yùn)行可靠、成本低。當(dāng)垂直于氣流的靶面積發(fā)生變化時(shí)影響測(cè)定準(zhǔn)確性熱平衡法點(diǎn)測(cè)量，速度場(chǎng)系數(shù)校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、便于維護(hù)、運(yùn)行可靠、不需要測(cè)量煙氣溫度、壓力。質(zhì)量流量與煙氣密度有關(guān)，需防止煙氣對(duì)熱絲污染超聲波法線測(cè)量與氣體密度、溫度、壓力無(wú)關(guān)，測(cè)量斷面排氣平均流速。安裝要求高，價(jià)格貴三 CEMS主要技術(shù)要求3.1 外觀要求儀器應(yīng)有制造計(jì)量器具CMC 標(biāo)志和產(chǎn)品銘牌，儀器各部連接可靠，刻度、數(shù)字清晰，儀器外殼或外罩應(yīng)耐腐蝕、密封

22、性能良好、防塵、防雨。3.2 環(huán)境條件儀器在以下環(huán)境中應(yīng)正常工作。u 環(huán)境溫度：-1045u 相對(duì)濕度：90%u 大氣壓：86106kPau 煙氣溫度：2603.3 供電電壓AC220V/50Hz3.4 安全要求儀器應(yīng)有漏電保護(hù)裝置，防止人身觸電。3.5 校準(zhǔn)儀器應(yīng)能用手動(dòng)和/或自動(dòng)方法進(jìn)行零點(diǎn)漂移和量程漂移校準(zhǔn)，對(duì)于氣態(tài)污染物CEMS能用手動(dòng)和自動(dòng)方法輸入標(biāo)準(zhǔn)氣體校準(zhǔn)儀器。3.6 凈化儀器應(yīng)具有防止光學(xué)鏡頭、插入煙道或管道探頭被煙氣污染的凈化系統(tǒng)；凈化系統(tǒng)能克服煙氣壓力，保持光學(xué)鏡頭、插入煙道或管道探頭的清潔。3.7 數(shù)據(jù)采集和處理儀器應(yīng)具有記錄、存貯、顯示、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出、打印、故障告

23、警、安全管理和數(shù)據(jù)、圖文傳輸功能。儀器應(yīng)設(shè)置RS232、RS422、RS485 中任一種通訊接口。3.7.1 數(shù)據(jù)采集控制器3.7.1.1 數(shù)據(jù)采集和控制由儀器數(shù)據(jù)的采集和控制功能協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)序，記錄測(cè)定數(shù)據(jù)和儀器運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)診斷儀器運(yùn)行狀態(tài)并在測(cè)定數(shù)據(jù)后面給出狀態(tài)標(biāo)記（P電源故障、F排放源停運(yùn)、C校準(zhǔn)、M維護(hù)、O超排放標(biāo)準(zhǔn)、Md丟失數(shù)據(jù)、T超測(cè)量上限、D儀器故障，），當(dāng)儀器運(yùn)行不正常時(shí)發(fā)出告警信息。當(dāng)1h 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)滑動(dòng)平均值超過排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，儀器發(fā)出超標(biāo)報(bào)警信息。3.7.1.2 數(shù)據(jù)存貯儀器數(shù)據(jù)采集控制器應(yīng)保證存儲(chǔ)一年的原始數(shù)據(jù)，當(dāng)存儲(chǔ)空間不足保存10 天原始數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)將自

24、動(dòng)提示告警信息。3.7.1.3 文檔管理儀器應(yīng)能對(duì)數(shù)據(jù)文檔進(jìn)行保存和備份，能自動(dòng)生成運(yùn)行參數(shù)報(bào)告，數(shù)據(jù)報(bào)告，掉電記錄報(bào)告和操作記錄報(bào)告。3.7.1.4 接口儀器接口應(yīng)具有擴(kuò)展功能，模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)使用要求，實(shí)現(xiàn)單路或多路配置。3.7.1.5 安全管理儀器應(yīng)具有安全管理功能，操作人員需登錄密碼后，才能進(jìn)入控制界面，系統(tǒng)對(duì)所有的控制操作均自動(dòng)記錄并入庫(kù)保存。3.7.1.6 異常情況自動(dòng)恢復(fù)功能受外界強(qiáng)干擾或偶然意外或掉電后又上電等情況發(fā)生時(shí)，造成程序中斷，系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)，自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)并記錄出現(xiàn)故障時(shí)的時(shí)間和恢復(fù)運(yùn)行時(shí)的時(shí)間。3.7.2 數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通訊3.7.2.1 數(shù)據(jù)通訊儀器

25、應(yīng)具有數(shù)據(jù)通訊功能，周期地采集各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器發(fā)來(lái)的各種信息，進(jìn)行處理、存儲(chǔ)，顯示告警信息和相應(yīng)數(shù)據(jù)。提供網(wǎng)絡(luò)接入功能，向有關(guān)部門定時(shí)傳送數(shù)據(jù)和圖表，并隨時(shí)接受數(shù)據(jù)查詢。并時(shí)發(fā)送時(shí)鐘命令并校準(zhǔn)時(shí)鐘。3.7.2.2 數(shù)據(jù)查詢和檢索顯示儀器現(xiàn)場(chǎng)工作狀態(tài)，可設(shè)置條件查詢和顯示歷史數(shù)據(jù)，打印告警信息和各種圖表，實(shí)時(shí)顯示污染物排放數(shù)據(jù)和相關(guān)煙氣參數(shù)。儀器應(yīng)每10s 獲得一個(gè)累計(jì)平均值，能顯示和打印1min、15min 的測(cè)試數(shù)據(jù)，生成小時(shí)、日、月報(bào)表，報(bào)表中應(yīng)給出最大值、最小值、平均值、參加統(tǒng)計(jì)的樣本數(shù)。3.7.2.3 丟失數(shù)據(jù)修復(fù)儀器應(yīng)具有對(duì)丟失數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)的功能。3.7.2.4 污染物濃度和排放率

26、計(jì)算儀器應(yīng)具有計(jì)算污染濃度和排放功能。3.8 排氣參數(shù)測(cè)定與污染物濃度換算和排放率計(jì)算3.8.1 排氣參數(shù)測(cè)定3.8.1.1 排氣溫度的測(cè)定由CEMS 配置的熱電偶或熱電阻溫度傳感器連續(xù)測(cè)量。3.8.1.2 排氣含濕量的測(cè)定a采用冷凝法、干濕球法、重量法中的一種方法測(cè)定，取平均值輸入CEMSb由CEMS 配置的電容式濕度傳感器連續(xù)測(cè)量或氧傳感器測(cè)量除濕前、后氧量計(jì)算排氣含濕量。c工藝參數(shù)估算法。3.8.1.3 排氣中O2、CO2的測(cè)定a、由CEMS配置的O2傳感器或分散紅外CO2檢測(cè)儀分別連續(xù)測(cè)量排氣中的O2或CO2含量。b、按下式計(jì)算排氣中的O2、CO2含量。CO2 =CO2max（1O2/

27、0.209）其中，CO2max燃料燃燒產(chǎn)生最大CO2體積百分比，由CO2近似表查得。燃料類型煙煤貧煤無(wú)煙煤燃料油石油氣液化石油氣濕性天然氣干性天然氣城市煤氣CO2max（%）18.418.718.919.319.320.215.016.011.211.413.815.110.611.510.03.8.1.4 排氣密度和氣體分子量的計(jì)算按GB/T161571996 計(jì)算排氣氣密度和氣體分子量。3.8.1.5 排氣流速、流量的測(cè)定a、測(cè)量大氣壓力：由CEMS 配置的大氣壓力傳感器測(cè)出。b、測(cè)量排氣流速：由皮托管連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)、或靶式流量計(jì)測(cè)定煙道或管道斷面某一固定點(diǎn)的排氣流速、或熱平衡儀測(cè)定某一固定

28、點(diǎn)的排氣質(zhì)量流量、或由超聲波測(cè)速儀測(cè)定斷面排氣平均流速。c、排氣流速和流量的計(jì)算u 皮托管法、或靶式流量計(jì)法、熱平衡儀法按下式計(jì)算煙道或管道斷面平均流速：式中：速度場(chǎng)系數(shù)；測(cè)定斷面某一固定點(diǎn)的濕排氣平均流速或平均質(zhì)量流量，m/s 或kg/h；測(cè)定斷面的濕排氣平均流速，m/s。u 超聲波測(cè)速法按下式計(jì)算煙道或管道斷面平均流速：式中：l安裝在煙道上兩側(cè)A（接收/發(fā)射器）與B（接收/發(fā)射器）間的距離，m；煙道中心線與AB 間的距離l 的夾角；tA聲脈沖從A 傳到B 的時(shí)間（順氣流方向），stB聲脈沖從B 傳到A 的時(shí)間（逆氣流方向），s。排氣流量的計(jì)算工況下的濕排氣流量按下式計(jì)算：式中：Qs工況下濕

29、排氣流量，m3/h；F測(cè)定斷面面積，m2。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣流量按下式計(jì)算：式中：Qsn標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣流量，m3/h；Ba大氣壓力，Pa；Ps排氣靜壓，PaTs排氣溫度，Xsw排氣中水份含量體積百分比，%3.1.8.6 顆粒物或氣態(tài)污染物濃度和排放率計(jì)算a. 顆粒物或氣態(tài)污染物濃度按下式計(jì)算：式中：C' 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣中顆粒物或氣態(tài)污染物濃度，mg/Nm3，XCEMS 顯示的物理量；b回歸方程斜率；a回歸方程截距，mg/Nm3。b. 顆粒物或氣態(tài)污染物折算排放濃度按下式計(jì)算：式中：折算成過量空氣系數(shù)為時(shí)的顆粒物或氣態(tài)污染物排放濃度，mg/Nm3；顆粒物或氣態(tài)污染物實(shí)測(cè)濃度，mg/Nm

30、3；´在測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)的過量空氣系數(shù)；有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的過量空氣系數(shù)。過量空氣系數(shù)按下式計(jì)算：式中：X O2排氣中氧的體積百分?jǐn)?shù)，%。d. 顆粒物或氣態(tài)污染物排放率按下式計(jì)算：式中：G顆粒物或氣態(tài)污染物排放率，kg/h；Qns標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干排氣量，m3/h。四 CEMS主要技術(shù)要求4.1顆粒物CEMS 的安裝要求和測(cè)量位置顆粒物CEMS 應(yīng)安裝在能反映顆粒物排放狀況有代表性的位置上，具體要求如下：4.1.1 一般要求a. 位于所有控制設(shè)備下游；b. 光學(xué)原理顆粒物CEMS 所在監(jiān)測(cè)位置沒有水滴和水霧；c. 便于日常維護(hù)，安裝位置易于接近，有足夠的空間，便于清洗光學(xué)鏡頭、檢查和調(diào)整光路準(zhǔn)直、檢驗(yàn)儀器性能和更換部件。4.1.2 安裝位置安裝位置優(yōu)先選擇在垂直管段。應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。安裝位置應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下