歡迎您使用我公司固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)英文名稱“Continuous Emission Monitoring System”，簡稱“CEMS”。本方案中包含了系統(tǒng)詳細介紹、操作指南以及相關(guān)說明。為了您能方便及充分地了解和使用系統(tǒng)的功能，敬請仔細閱讀。

    我公司固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由采樣探頭、粉塵儀、溫壓流一體監(jiān)測儀、分析機柜、標準樣氣、管線等組成。其中采樣探頭、粉塵儀、溫壓流探頭安裝于監(jiān)測點（煙道或煙囪），分析機柜安放于室內(nèi)。樣氣通過采樣探頭、伴熱管線進入分析機柜，經(jīng)由分析機柜內(nèi)的預(yù)處理系統(tǒng)進入煙氣分析儀，測量SO₂、NO_X、氧含量等參數(shù)；粉塵儀用于測量粉塵濃度，溫壓流一體監(jiān)測儀用于測量溫度、壓力、流速，測量信號通過電纜傳輸至分析機柜內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；置于分析機柜內(nèi)部的工控系統(tǒng)可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的顯示、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)儲存、歷史數(shù)據(jù)查詢、圖形數(shù)據(jù)分析、報表統(tǒng)計等功能。標準氣體用于校準分析儀表。

一、采樣探頭

采樣探頭包括采樣探桿、采樣腔、加熱裝置、溫控裝置、探頭濾芯、主體機殼等，避免出現(xiàn)冷凝，確保樣氣正常進入預(yù)處理系統(tǒng)。
采樣探頭特點：
1、采用加熱自動調(diào)節(jié)單元，加熱溫度維持至150℃左右，避免冷凝。
2、探頭濾芯采用2um氣孔的鎳鈦合金，有效去除樣氣中的煙塵。
3、探頭具備反吹功能，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動反吹，較大限度克服阻塞問題，減少維護量。
4、與煙氣接觸部分、法蘭等均采用316L不銹鋼材質(zhì)，避免長時間使用后帶來的材質(zhì)腐蝕、測量誤差等問題。
5、探頭主體機殼部分采用烤漆處理。

二、煙氣伴熱管

煙氣伴熱管連接采樣探頭和預(yù)處理系統(tǒng)，是由兩組耐腐高性能四氟乙烯導(dǎo)管輔以高溫恒功率電熱帶以及補償線纜組成內(nèi)芯，外加進口原料保溫層，較后敷以聚乙烯（PE）保護外套復(fù)合而成。采樣管內(nèi)溫度控制在120℃左右，使得煙氣中水含量以蒸氣狀態(tài)存在，防止水結(jié)露與SO₂生成酸。

三、預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)包括氣體冷凝器、細過濾組合、疏水過濾器、蠕動泵、調(diào)節(jié)閥等，完成樣氣的除塵、除水，保證干凈、流量穩(wěn)定的樣氣進去氣體分析儀，確保分析儀器的準確性和可靠性。
預(yù)處理系統(tǒng)流程：
樣氣進入機柜時經(jīng)過一個截止閥，通常截止閥是打開狀態(tài)，當吹掃時，截止閥關(guān)閉，防止吹掃氣進入機柜，保護預(yù)處理系統(tǒng)；然后進入制冷器除去濕氣，冷凝液集結(jié)在制冷器的下方，通過排液蠕動泵排除；接著氣體經(jīng)過一個保護過濾器除塵；然后經(jīng)過一個兩位一通電磁閥，自動校零時潔凈的空氣通過此閥,經(jīng)取樣泵采出，對分析儀零點進行校準；接著氣體進入二級制冷器進一步除濕，除濕后的氣體通過取樣泵，然后通過一個手動三通閥，通過它注入標準氣來校準儀表量程，再經(jīng)過阻水過濾器對樣氣進一步除水，較后進入分析儀。
預(yù)處理系統(tǒng)特點：
1、 預(yù)處理系統(tǒng)置于分析機柜內(nèi)部，布局合理美觀，預(yù)留空間大，便于檢修。
2、 兩級制冷器，增強制冷效果，有效排除樣氣中的水分。
3、 兩級細過濾組合，增強樣氣凈化效果。
4、 兩個蠕動泵，樣氣水分較重時確保排水效果。
5、 增加疏水過濾器，增強對分析儀的防護。

四、SO₂、NOx測量單元

氣體分析儀的工作原理基于朗伯-比爾定律，其分析方法屬于紫外吸收光譜法。分析儀的測量單元，由光源、氣體室、光纖和光譜儀（含光闌、全息光柵、線陣檢測器）等組件構(gòu)成。
 
分析儀光電原理示意圖
光源發(fā)出的紫外光經(jīng)光學(xué)視窗進入氣體室，被流經(jīng)氣體室的被測樣氣所吸收，攜帶被測樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦合入光纖，經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進行分光處理，即可得到氣體的吸收光譜。
通過對光譜進行差分分析，并結(jié)合化學(xué)計量學(xué)算法，可以得出氣體中相關(guān)組分的濃度。
1、技術(shù)特點
● 采用紫外光譜分析技術(shù)，排除了交叉干擾，可同時測量多種氣體的濃度；
● 采用差分吸收光譜算法，消除了煙塵、水分、光源變化等影響因素，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性；
● 利用氣體在不同波段的吸收強弱不同，可實現(xiàn)量程切換，動態(tài)范圍大；
● 光源、測量室、光譜儀之間采用光纖連接，無運動部件，可靠性好、安裝維護方便；
● 采用脈沖氙燈光源，壽命超過五年，無需預(yù)熱時間，穩(wěn)定性好；
● 每天自動進行儀器校正，增強了數(shù)據(jù)的可靠性；
● 具有故障、斷電和檢測數(shù)據(jù)超標等異常等情況下的自動報警及記錄功能； 
● 觸摸屏顯示，操作簡單方便，界面友好。

五、氧含量測量單元

測量方法：電化學(xué)法
較大量程：（0～25）%
輸出信號分辨率：<輸出信號范圍的0.2%
重復(fù)性：&le;0.05%O₂
偏差：在有自動標定的情況，可以忽略；在無自動標定的情況下，暴露于空氣中1年的典型值是1%O₂/年

六、粉塵測量單元

采用激光背散射原理，分辨率高，可適用于低濃度排放的監(jiān)測要求，也可適用與高濃度排放的監(jiān)測；結(jié)構(gòu)上采用單端安裝，無需光路對中，不怕煙道的機械振動及煙氣溫度不均造成的折射率不均引起的光束擺動；儀器設(shè)計過程較大限度地降低現(xiàn)場安裝的復(fù)雜度，安裝維護極其簡單，較大限度地減少由于現(xiàn)場安裝調(diào)試帶來的諸多問題；采用標準4-20mA工業(yè)標準電流輸出，連接方便；儀器整體功耗非常小,大約5W左右；校準器就地放置，避免混淆及丟失；非點測量，具有較大的取樣區(qū)，可適用各種直徑煙囪的使用。
粉塵儀包括激光光源及功率控制單元、光電傳感與小信號預(yù)處理單元、散射光接收單元、顯示與輸入單元、輸出驅(qū)動單元、主控單元。激光器發(fā)出的650nm束以一個微小的角度射入排放源,激光束與煙塵粒子作用產(chǎn)生散射光,背向散射光通過接受系統(tǒng)進入傳感器轉(zhuǎn)變成電信號進行處理。電路部分實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、激光束的調(diào)制、信號放大、解調(diào)、光源的功率控制、V/I轉(zhuǎn)換功能。整個系統(tǒng)的構(gòu)成包括主機及校準系統(tǒng)、吹掃系統(tǒng)、連接附件及防雨箱。

 系統(tǒng)原理圖
1、技術(shù)特點
● 采用激光背散射原理,不怕煙道的機械振動及煙氣溫度不均造成的折射率不均造成的光束擺動。
● 單端安裝,無需光路對中。
● 激光束經(jīng)過調(diào)制后，使得系統(tǒng)的抗干擾能力得以大幅度提升。
● 儀器設(shè)計貫徹“無工具”現(xiàn)場安裝的思路，較大限度地降低現(xiàn)場安裝的復(fù)雜度。
● 采用標準(4-20)mA工業(yè)標準電流輸出,連接方便。
● 儀器整體功耗非常小,大約5w左右。

七、溫壓流測量單元

1、流速

測量原理： 皮托管
測量范圍：0～40m/s。              
測量精度：&le;&plusmn;2%F.S.
輸入電壓：220VDC
輸出電流：兩線制4～20mA

2、溫度

測量原理：溫度傳感器

測量范圍：0～150℃。（標準量程：0-400℃）
測量精度：&plusmn;0.5%
輸入電壓：220VDC
輸出電流：兩線制4～20mA

3壓力

測量原理：壓力傳感器
測量范圍：-1～1Kpa。（標準量程-10kPa- +10kPa）
測量精度：&plusmn;0.5%
輸入電壓：220VDC
輸出電流：兩線制4～20mA

八 、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)用來獲取和處理來自各分析儀傳輸來的數(shù)據(jù)，并進行實時而有效的控制和處理，具有高可靠性和高穩(wěn)定性，該系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器（PLC）和數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)。
PLC是CEMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、控制單元。與常規(guī)的控制方式不同，PLC提供了更為豐富的功能和更高的可靠性、擴展能力。在CEMS系統(tǒng)中， PLC提供了各種模擬量數(shù)字量的輸入輸出信號，并通過軟件進行深度處理，PLC提供了24小時的記錄接口系統(tǒng)，可以將加工過的數(shù)據(jù)傳輸給DAS，其控制指令通過DAS激活。
數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)實時顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、圖形數(shù)據(jù)分析、報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)傳輸、控制校準、反吹等功能。

 
1、實時顯示界面
 
2、參數(shù)設(shè)置界面
 
 
3、實時曲線界面
 
4、歷史數(shù)據(jù)界面
  
5、報表菜單界面
 
6、運行記錄界面
  
7、計算公式界面
 
8、 通訊協(xié)議界面
   
第三章 系統(tǒng)安裝

一、系統(tǒng)安裝要求

1、監(jiān)測點選擇要求
監(jiān)測點位置應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于4倍直徑，和距上述部件上游方向不小于2倍直徑處。對矩形煙道，其當量直徑D=2AB/（A+B），式中A、B為邊長。如果不能達到這樣的條件，以采樣管安裝孔為界按距離入口2/3，距離出口1/3的比率安裝。也可安裝在煙氣總排放的垂直煙囪上，一般安裝在煙囪總高度距地面的三分之一處（磚煙囪），但以安裝在煙氣排放氣流平穩(wěn)處為主。
具體要求應(yīng)滿足HJ/T75-2017 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范中第6條要求以及HJ/T76-2017 固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)要求及監(jiān)測方法中第6條要求。概述如下：
1） 位于固定污染源排放控制設(shè)備下游。
2） 人員易于到達，有足夠空間。當平臺高度>5m時，應(yīng)提供Z梯/旋梯/升降梯。
3） 應(yīng)優(yōu)先選擇垂直管段和煙道負壓區(qū)。
4） 監(jiān)測點應(yīng)避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。
5） 每臺固定污染源排放設(shè)備應(yīng)安裝一套煙氣CEMS。
6） 若一個固定污染源排氣先通過多個煙道后進入該固定污染源總排放口時，應(yīng)盡可能將煙氣CEMS安裝在總排放口上。
7） 點測量CEMS的監(jiān)測點應(yīng)離煙道壁的距離大于煙道直徑的30%，且不小1m，位于或接近煙道截面積的矩心區(qū)。
2、安裝平臺準備
1） 檢修平臺一般按400kg/m²等效均布荷載設(shè)計，大于此值時應(yīng)按實際要求或相鄰的樓面荷載系數(shù)設(shè)計。
2） 鋼平臺的其他構(gòu)件設(shè)計應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》。
3） 平臺采用機械性能高于于A3F的鋼材制作。
4） 平臺一切敞開的邊緣均應(yīng)設(shè)置安全防護欄桿。防護欄桿的設(shè)計應(yīng)符          GB 4053.3-83《固定式工業(yè)防護欄桿》的要求。
5） 平臺鋪板應(yīng)采用大于4mm厚的經(jīng)防滑處理的鋼板或者采用&Phi;16的圓鋼制作踏棍，考慮雨天，平臺不得積水。
6） 平臺應(yīng)安裝在牢固可靠的支撐結(jié)構(gòu)上，并與其剛性連接；梯間平臺不得懸掛在梯段上。
7） 平臺全部采用焊接，焊接要求應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》。
8） 平臺鋼梁應(yīng)平直，鋪板應(yīng)平整，不得有斜扭、翹曲等缺陷。
9） 制成后的平臺應(yīng)涂防銹漆和面漆。
10）平臺外邊緣到煙囪外壁的距離不得小于1200mm。

1） 防護欄桿的高度不得低于1200mm。
2） 欄桿的全部構(gòu)件采用性能不低于Q235-A&middot;F的鋼材制造。
3） 欄桿的結(jié)構(gòu)宜采用焊接，焊接的要求應(yīng)符合GBJ 205的技術(shù)規(guī)定。
4） 扶手宜采用外徑&Phi;33.5～50mm的鋼管，立柱宜采用大于等于50&times;50&times;4角鋼或&Phi;33.5～50mm的鋼管，立柱間隙宜為1200mm（外直徑）。
5） 橫桿采用大于等于25&times;4扁鋼或&Phi;16的圓鋼。橫桿與上、下構(gòu)件的凈距離小于等于380mm。
6） 擋板宜采用大于等于100&times;2扁鋼制造。如果平臺設(shè)有滿足擋板功能及強度要求的其他結(jié)構(gòu)邊沿時，允許不另設(shè)擋板。
7） 室外欄桿、擋板與平臺間隙為10～20mm，室內(nèi)不留間隙。
8） 所有結(jié)構(gòu)表面應(yīng)光滑、無毛刺，安裝后不應(yīng)有歪斜、扭曲、變形及其他缺陷。
9） 欄桿表面必須認真除銹，并做防腐涂裝。
10）欄桿的設(shè)計，必須保證其扶手所能承受水平方向垂直施加的載荷大于等于
500N/m。
3、監(jiān)測室的準備  
3.1、監(jiān)測室要求
1）監(jiān)測室尺寸不低于3000mm（長）&times;3000mm（寬）&times;3000mm（高），門尺寸不低于1000mm（寬）&times;2200mm（高）。
2） 監(jiān)測室設(shè)有窗戶，尺寸不低于1500mm（寬）&times;1000mm（高）。
3） 儀器室內(nèi)配置配電箱一個，配220V/8KW交流電源，配1個總空開（40A），2個20A空開，1個10A空開，空開必須有獨立接地。
4） 監(jiān)測室內(nèi)須設(shè)有照明系統(tǒng)，配備冷暖空調(diào)，保證室內(nèi)溫度在20℃～30℃，濕度保持在90%以下，無震動。
5） 監(jiān)測室內(nèi)須配備除水除油氣源，氣源壓力達到0.4～0.8Mp。
6） 監(jiān)測室內(nèi)距地面高度2500mm處，為煙氣伴熱管和電纜管路等開孔鋪設(shè)橋架，橋架尺寸為100mm（寬）&times;50mm（高），機柜背面墻壁靠近地面位置開一Ф30mm孔，用于排放廢氣廢水。
7） 監(jiān)測室做好防漏、防雷工作，地面做好防潮、防塵工作，提供良好可靠接地點，接地電阻小于4&Omega;。
8） 監(jiān)測室地面須比室外地面高10cm，以免雨水倒灌，同時應(yīng)使用角度較小的坡道，以便搬運機柜。

二、系統(tǒng)的安裝

1、監(jiān)測孔開孔
    監(jiān)測孔共四個（以測量：SO₂、NO_X、氧含量、溫度、壓力、流速、粉塵濃度為準），其中采樣孔一個，溫壓流監(jiān)測孔一個，粉塵濃度監(jiān)測孔一個，手工比對監(jiān)測孔一個。 
監(jiān)測孔說明：
1）孔1為粉塵濃度監(jiān)測孔，孔2為采樣孔，孔3為手工比對監(jiān)測孔，孔4為溫壓流監(jiān)測孔。
2） 各孔尺寸均為Ф75mm。
3） 孔2開孔時應(yīng)由外至內(nèi)斜向下開孔，傾斜角度為20&deg;，其余孔均垂直于煙囪壁開孔。
4） 孔3、孔4位于氣流上游，在一個水平層面；孔1、孔2在一個水平層面，兩層面相距500mm。
5） 孔3開孔后須配備法蘭密封端，手工比對時開啟，平時密封。
2、法蘭安裝
對于鋼結(jié)構(gòu)的煙囪（煙道），法蘭可直接焊接到煙囪（煙道）上；對于磚混或水泥結(jié)構(gòu)的煙囪（煙道），法蘭通過膨脹螺栓安裝。
3、采樣探頭、皮托管、粉塵儀安裝
采樣探頭、皮托管、粉塵儀均通過螺栓連接到法蘭上，緊固螺栓即可。
4、管路、線纜鋪設(shè)
1）選擇由監(jiān)測平臺至監(jiān)測室較短距離鋪設(shè)，杜絕出現(xiàn)架空線無防護的走線方式。
2） 遠離高壓、強電、強磁、避雷器等。
3） 電纜在室外不得裸露，須放置到橋架、金屬管或PVC管內(nèi)，管的較小直徑不小于&Phi;25。
4） 煙氣伴熱管不得出現(xiàn)死彎、U型彎現(xiàn)象，從機柜上方近方進入機柜，走線過程中須定點緊固，避免出現(xiàn)磨損。