CEMS連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)基礎(chǔ)培訓(xùn)教材ppt課件

1、 脫硫CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)根底知識培訓(xùn) 武漢光谷環(huán)保科技股份公司安慶分公司.緒論 多年來，國家不斷加大對環(huán)保的投入，尤其是污染源自動監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)建立迅速開展，獲得了長足的進展，在環(huán)境管理和總量減排中發(fā)揚了應(yīng)有的作用。 國家和環(huán)保部公布了多項相關(guān)法律法規(guī)、管理制度，如：國發(fā)200736號 環(huán)?？偩值?8號令環(huán)發(fā)20216號以及相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和規(guī)范。 煙氣排放延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS分別由氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集處置與通訊子系統(tǒng)組成。固定污染源煙氣CEMS由顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)丈量子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、傳輸與處置子系統(tǒng)等組成。.

2、緒論 經(jīng)過采樣和非采樣方式，測定煙氣中顆粒物濃度、氣態(tài)污染物濃度，同時丈量煙氣溫度、煙氣壓力煙氣流速或流量、煙氣含濕量或輸入煙氣含濕量、煙氣氧量或CO2含量等參數(shù)；計算煙氣中污染物濃度和排放量；實現(xiàn)和打印各種參數(shù)、圖表并經(jīng)過數(shù)據(jù)、圖文傳輸系統(tǒng)傳輸至固定污染源監(jiān)控系統(tǒng)。為污染物總量減排提供科學根據(jù)。CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)主要丈量方式有以下幾種：1、直接抽取法：采用公用的加熱探頭將煙氣從煙道中抽取出來，經(jīng)過伴熱管線將溫度控制到150度-200度，然后經(jīng)過預(yù)處置系統(tǒng)進展除塵、除水，最后送入氣體分析儀進展檢測分析。2、稀釋抽取法：采用公用的探頭采樣后用氮氣或緊縮空氣進展稀釋經(jīng)過預(yù)處置系統(tǒng)進展除塵、除水，

3、最后送入氣體分析儀進展檢測分析。3、直接丈量法：將分析部件直接安裝于煙道上進展檢測分析。.發(fā)電廠煙道氣體監(jiān)測系統(tǒng)圖發(fā)電機汽輪機多參數(shù)監(jiān)測單元煙塵分析單元煙道脫硫設(shè)備NOx/SO2/O2分析單元SO2 分 單元油庫排水口引入口水處置過濾墻水O2 分析單元CO 分析單元NOx/O2 分析單元煙道脫氮設(shè)備電除塵器脫硫設(shè)備.脫硫CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)圖.脫硫CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)組成及任務(wù)原理1、氣態(tài)污染物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng)： 主要對煙氣排放中NOx 、SO2、CO、CO2等氣態(tài)方式存在的污染物進展監(jiān)測。2、顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng)： 主要對煙氣排放中的煙塵濃度進展丈量。 3. 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)： 主要

4、對煙氣的溫度、壓力、濕度、含氧量等參數(shù)進展監(jiān)測，用以將污染物的濃度轉(zhuǎn)換成規(guī)范干煙氣形狀和規(guī)定過?？諝庀禂?shù)下的濃度，符合環(huán)保計量的要求以及污染物排放量的計算。 4. 數(shù)據(jù)采集與處置系統(tǒng)： 主要是完成丈量數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計功能，并 根據(jù)環(huán)保部門的要求的格式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)保局相關(guān)部門。 .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)采樣方式 分析方法 直接抽取系統(tǒng) 稀釋抽取系統(tǒng) 直接測量系統(tǒng)紅外光吸收原理 SO2，NOx，CO， CO2紫外光吸收原理 SO2，NOx， SO2，NOx 紫外熒光原理 SO2 化學發(fā)光原理 NOx 電化學原理 NOx .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)直接抽取系統(tǒng)： 加熱采樣探頭加熱傳輸管線樣氣預(yù)處置

5、系統(tǒng)分析丈量單元標定控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)運算、輸出煙氣分析主機.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)直接抽取系統(tǒng)：特點：紅外/紫外光吸收丈量分析單元; 一個分析單元可同時丈量SO2、NOx、 CO2、CO； 可將測氧O2單元與紅外單元共同置于同一分析儀內(nèi)； 丈量數(shù)據(jù)為規(guī)范形狀下的干態(tài)煙氣數(shù)值 ，數(shù)據(jù)直觀； 樣氣傳輸采用加熱管線120 以上； 預(yù)處置系統(tǒng)復(fù)雜； 要求密封性好。 .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)直接抽取系統(tǒng)常見缺點：采樣探頭堵塞：濾芯油污、異物等。采樣管路漏氣：接頭、管線劃傷等。加熱系統(tǒng)失效：伴熱線斷電、斷線等。采樣流量降低：探頭堵塞、管線漏氣等。除水系統(tǒng)：制冷器任務(wù)異常等。過濾元部件失效：濾芯臟污、損壞等。

6、.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)稀釋抽取法： 稀釋采樣探頭傳輸管線樣氣預(yù)處置系統(tǒng)SO2分析丈量單元標定控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)運算、輸出煙氣分析主機NOx分析丈量單元.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)稀釋抽取法：特點：紫外熒光丈量SO2，化學發(fā)光丈量NOx; 需求多個分析單元組合； 氧含量需單獨配置采樣系統(tǒng)或采用直接丈量法； 丈量數(shù)據(jù)需求轉(zhuǎn)換成規(guī)范形狀下的干態(tài)煙氣數(shù)值 ； 樣氣傳輸不采用加熱管線； 探頭稀釋用空氣需嚴厲控制； 探頭稀釋比例需求隨時校準； .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)稀釋抽取系統(tǒng)常見缺點：采樣探頭堵塞管路漏氣稀釋比例不準確采樣流量降低零氣處置不純真.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)直接丈量法： .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)直接丈量

7、法：特點：通常采用差分吸收光譜原理的分析儀; 不需求采樣和預(yù)處置系統(tǒng)，構(gòu)造簡單。 丈量NOx通常需求配置電化學法插入式儀表； 氧含量通常采用氧化鋯直接丈量法； 丈量數(shù)據(jù)需求轉(zhuǎn)換成規(guī)范形狀下的干態(tài)煙氣數(shù)值 ； 溫度、壓力的變化會顯著影響分子吸收能量的效率，需求 隨時進展溫度壓力的修正； 探頭的防護非常重要； 通常不能在線校準零漂和量漂； .氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場PLC可編程控制器性能：數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)運算煙氣預(yù)處置程控現(xiàn)場儀表供電.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)煙氣采樣預(yù)處置單元性能：煙氣除塵煙氣除水保證進入分析儀煙氣到達干凈目的.氣態(tài)污染物丈量子系統(tǒng)西門子U23氣體

8、分析儀性能：可延續(xù)丈量SO2、NOX、O2等氣體濃度分析多個組份。多路4-20mA模擬輸出及繼電器接點輸出。自動標定、缺點自診斷通訊功能。精度高、穩(wěn)定性好。菜單式操作、液晶顯示。ppm或mg/m3可以轉(zhuǎn)換。極短的預(yù)熱時間：5分鐘操作簡單、快速設(shè)定和運轉(zhuǎn)方便。運用空氣自動標定儀器零點5% CO2必需用N2標定零點.顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng) 顆粒物丈量子系統(tǒng)：采用方法：光學分析方法 、直接丈量不采樣。任務(wù)原理：光透射法 、后散射法 。特點：直接丈量法不需求采樣系統(tǒng); 探頭不接觸煙氣； 由于規(guī)范物質(zhì)難以獲得，出場通常以濾光片進展標定； 灰塵和水汽影響較大，不適宜在濕法凈化設(shè)備后丈量，除 非再加熱煙氣

9、到高于水的露點溫度； 反吹空氣幕需24小時運轉(zhuǎn)停爐時也要運轉(zhuǎn)； 顆粒物組成和粒徑的變化影響這類分析儀的校準； .顆粒物排放濃度監(jiān)測子系統(tǒng)控制單元光源傳感器排放源.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 測量項目 測量原理 安裝位置 氧含量 氧化鋯法 煙道、抽取 磁氧法 直接抽取采樣 原電池法 直接抽取采樣 流速 皮托管差壓法 插入式 熱線法 插入式 超聲波法 對穿式 濕度 電容法 插入式 干濕氧法 煙道、抽取 溫度 熱電偶 插入式 熱電阻 插入式 壓力 壓阻感應(yīng)片 直接測量 .煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 含氧量：氧化鋯法：氧化鋯分析儀丈量O2根據(jù)的原理：利用ZrO2在高溫600 時的電解催化作用，構(gòu)成煙氣一側(cè)的電極和與含

10、有O2的參考氣體通常為空氣接觸的參考電極產(chǎn)生電位的不同，從而丈量出煙氣中氧氣濃度。 探頭運用壽命：1 2年。氧化鋯分析儀丈量的是濕基氧的濃度，計算干基濃度時，必需知道水蒸汽的含量，進展轉(zhuǎn)換。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 氧化鋯法.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 磁氧法： 順磁氧分析儀是利用氧氣的順磁性的特性丈量O2濃度。氧氣 分子是順磁性的，可以利用這種特性影響樣品氣體在分析儀中的流動方式，通常采用磁壓法、熱磁法、磁力矩法。 它作為抽取系統(tǒng)的一個部件安裝在氣態(tài)污染物分析機柜內(nèi)，共用系統(tǒng)的除塵、除濕系統(tǒng)。 由于經(jīng)過除濕后進展丈量，因此它丈量的是干基氣體的O2濃度。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 磁氧法.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng) 原

11、電池法： 原電池式氧傳感器由兩個金屬電極、電解質(zhì)、擴散透氣膜和外殼組成，兩個金屬電極中Ag為任務(wù)電極，Pb為對電極。傳感器任務(wù)時O2經(jīng)過分散透氣膜進入傳感器，在任務(wù)電極上發(fā)生電化學反響，電池產(chǎn)生的電流正比于樣品中的含氧量，經(jīng)過這個原理丈量煙氣中的含氧量。 傳感器運用壽命：6 18個月。 它作為抽取系統(tǒng)的一個部件安裝在氣態(tài)污染物分析機柜內(nèi)，共用系統(tǒng)的除塵、除濕系統(tǒng)。 由于經(jīng)過除濕后進展丈量，因此它丈量的是干基氣體的O2濃度。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)流速丈量：皮托管法： 皮托管由兩根一樣的金屬管并聯(lián)組成，丈量端有方向相反的兩個開口，一根管面正對氣體流動方向測量全壓，另一根管平行于氣流或背向氣流丈量靜壓

12、。皮托管兩管銜接微壓傳感器并且銜接放大 器，測得的壓差由微壓傳感器測得，經(jīng)放大調(diào)制，輸出電壓與S型皮托管測得壓差成比例關(guān)系。堅持皮托管正對氣流測孔外表的清潔是保證準確丈量煙氣流速的重要條件，需求采用高壓反吹技術(shù)定期反吹皮托管。 安裝時應(yīng)開有渦流的位置。 丈量低壓差( P)比較困難(實踐測定的最小壓差約為5Pa，可以丈量的最低流速約為2-3m/s)。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)皮托管法 .煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)超聲波法： 在流體中設(shè)置兩個超聲波傳感器，他們既可發(fā)射超聲波又可以接納超聲波，一個裝在管道的上游，一個裝在下游，經(jīng)過超聲波在流體中順流和逆流方向傳播時間差來計算出流速在煙氣流速。延續(xù) 監(jiān)測中，在煙道或

13、煙囪兩側(cè)各安裝一個發(fā)射/接納器組成超聲波流速延續(xù)丈量系統(tǒng)，典型的角度為3060 。 超聲波技術(shù)可以丈量低至0.03 m/s的氣流流速。 安裝時應(yīng)避開有渦流的位置。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)超聲波法 .煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)熱線法： 熱平衡法流速丈量儀是經(jīng)過把加熱體的熱傳輸給流動的煙氣進展任務(wù)的。氣體借熱空氣對流從探頭帶走熱，并導(dǎo)致探頭冷卻。氣流流經(jīng)探頭的速度越快，探頭冷卻得越快。供應(yīng)更多的電量維持傳感器最初的溫度，對于加熱絲類型的傳感器，氣體的質(zhì)量流量正比于供電量。水滴將引起熱傳感系統(tǒng)的丈量誤差。防止探頭腐蝕和灰塵附著。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)濕度丈量：電容法： 采用電容式傳感器，探頭直接插入煙道中，探頭周

14、圍采用特制的過濾器進展維護。采用薄膜電容和PT100電阻組合專門設(shè)計的濕度傳感器，利用水分的變化和電容值變化之間的關(guān)系直接丈量水氣 分壓，利用PT100丈量溫度，可以準確丈量高溫煙氣的水分含量，并專門根據(jù)CEMS煙氣特點計算出體積百分比濃度ppmv。直接插入式丈量，探頭需求特殊防護。.煙氣參數(shù)丈量子系統(tǒng)干濕氧法： 通常利用插入式氧化鋯探頭直接丈量煙道中的濕態(tài)氧含量，利用完全利用抽取法將煙氣抽取后降溫除濕，丈量出干態(tài)氧含量，經(jīng) 計算后得出煙氣濕度。 XSW=1-XO2/XO2 式中：XO2濕煙氣中氧的體積百分數(shù)，% XO2干煙氣中氧的體積百分數(shù)，%兩臺測氧儀器漂移不一致導(dǎo)致誤差疊加。.濕度丈量：

15、電容法：采用電容式傳感器，探頭直接插入煙道中，探頭周圍采用特制的過濾器進展維護。采用薄膜電容和PT100電阻組合專門設(shè)計的濕度傳感器，利用水分的變化和電容值變化之間的關(guān)系直接丈量水氣 分壓，利用PT100丈量溫度，可以準確丈量高溫煙氣的水分含量，并專門根據(jù)CEMS煙氣特點計算出體積百分比濃度ppmv。直接插入式丈量，探頭需求特殊防護。.數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng)： 主要分為CEMS延續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)DAS數(shù)據(jù)采集處置系統(tǒng)、脫硫設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)以及環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，其功能如下：采集各丈量子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和形狀參數(shù)；對數(shù)據(jù)進展顯示、計算、存儲、統(tǒng)計；堅持與環(huán)境監(jiān)控平臺企業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸；

16、堅持與省調(diào)監(jiān)控平臺企業(yè)的數(shù)據(jù)傳輸；監(jiān)控數(shù)據(jù)的丈量量程、補償?shù)刃螤顓?shù)設(shè)置；年度、月度、日報表及其它時間段報表自動生成。.數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng) .數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng) .數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng).數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng)環(huán)保監(jiān)測數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)：主要組成：環(huán)保監(jiān)測中心：效力器、監(jiān)測軟件等。通訊網(wǎng)絡(luò)：挪動GPRS-APN專線。前端設(shè)備：GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊。丈量設(shè)備：污染源監(jiān)測設(shè)備。.數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng)脫硫設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng) ： 經(jīng)過對脫硫設(shè)備運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的實時采集、傳輸處置和計算分析，給出與機組發(fā)電量相對應(yīng)的脫硫系統(tǒng)投運率、脫硫效率和排放量等運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，為環(huán)保、物價、電力監(jiān)管和電力管理等部門提供相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)和

17、監(jiān)管根據(jù)，為編制全省燃煤機組污染物排放程度序位表提供技術(shù)數(shù)據(jù)，為脫硫電價政策的執(zhí)行提供計算數(shù)據(jù)。一切燃煤發(fā)電機組為脫硫設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)接入對象。 脫硫設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)情況，納入我省節(jié)能發(fā)電調(diào)度任務(wù)范圍，作為發(fā)電機組排序與電量安排根據(jù)。 .數(shù)據(jù)采集與處置子系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)主要包括二大采集模塊：分別是CEMS數(shù)據(jù)采集模塊、RTU數(shù)據(jù)采集模塊。 .CEMS日常維護保養(yǎng)SO2監(jiān)測系統(tǒng)： 易耗品的定期改換。探頭過濾器芯、 分析儀內(nèi)各種過濾器 芯、泵膜及軸承、密封圈墊等 定期清理采樣管線。需求對系統(tǒng)管路及測點進展定期反吹 定期檢查冷凝安裝。冷凝液能否正常排出 定期檢查分析儀表。零點漂移，量程漂移的檢查和校

18、正， 同時還要對儀器光源電壓、電流、溫度等內(nèi)部參數(shù)進展檢 查，及時改換運用壽命到期的部。 環(huán)境的清潔?；覊m，環(huán)境溫度為040 .CEMS日常維護保養(yǎng)分析儀器巡巡檢：操作指示以及警告燈形狀。 分析儀系統(tǒng)內(nèi)管路或部件上能否有凝結(jié)水和灰塵。 顆粒物準直性如何。 記錄儀表的顯示值和時間，能否和控制室內(nèi)一致。 零部件、閥等能否腐蝕或走漏，塑料或橡膠組件能否老化、 破損。 冷凝水能否可以順利排出，污染物氣體有無被吸收或吸附 的能夠性。 樣氣采樣流量和壓力能否符合手冊的規(guī)定。 .CEMS日常維護保養(yǎng)規(guī)范物質(zhì)貯藏： 規(guī)范氣體鋼瓶號和標簽信息濃度值、消費廠商、日期、 不確定度等，能否在有效期內(nèi)。 標氣鋼瓶內(nèi)壓力和初始壓力對比能否滿足運用要求。 針閥腐蝕或漏氣嗎，酸性氣體應(yīng)運用正確的安裝。 氣體管線和減壓閥安裝能否被腐蝕或被損壞。 .CEMS日常維護保養(yǎng)顆粒物監(jiān)測系統(tǒng) 清潔玻璃窗口：灰塵 校準光路準直：需對管路及測點進展定期反吹。 反吹系統(tǒng)的維護：定期改換空氣幕系統(tǒng)的過濾器，檢查管 路的密封情況，檢查風機的任務(wù)情況和風壓大小 。定期的零點、量程校準：反光鏡片和濾光片來模擬零點漂 移，量程漂移，每三個月還需求用手工規(guī)范分析方法進展 相關(guān)校準。 外觀的維護：防凍，防腐 。.CEMS日常維護保養(yǎng)流量監(jiān)測系統(tǒng) 定期檢查探頭：堵塞、腐蝕