島津CEMS培訓(xùn)標準教材課件

1、煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS培訓(xùn)教材島津國際貿(mào)易（上海）有限公司環(huán)境儀器部煙氣在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)CEMS培訓(xùn)教材島津國際貿(mào)易（上海） 一、前言 一、前言CEMS介紹1、CEMS(Continuous Emission Monitoring System)是煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)的英文縮寫，即污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)?？蓪潭ㄎ廴驹撮L時間在線連續(xù)監(jiān)測。2、CEMS系統(tǒng)由顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集處理與通訊子系統(tǒng)等組成。它能夠監(jiān)測并計算出瞬時、當天及一月、一年的積累值，提供環(huán)保局要求的數(shù)據(jù)報表。CEMS系統(tǒng)還可以輔助控制除塵、脫硫設(shè)備，優(yōu)化燃燒的作用。 CEMS

2、介紹1、CEMS(Continuous Emissi島津公司CEMS組成島津公司CEMS組成島津公司CEMS結(jié)構(gòu)示意圖：流量計煙塵計氣體采樣探頭煙道加熱導(dǎo)管氣體測試裝置 DAS系統(tǒng)前處理器紅外氣體分析儀測試項目：NOx、SO2、CO、CO2、O2煙塵流量溫度壓力水份標準氣瓶水份儀島津公司CEMS結(jié)構(gòu)示意圖：流量計煙塵計氣體采樣探頭煙道加熱CEMS采樣方式介紹CEMS采樣方式介紹二、NSA-3080介紹二、NSA-3080介紹NSA-3080內(nèi)部組件排液分離器前冷凝器NO轉(zhuǎn)換器霧吸收器DFU過濾器采樣泵主冷凝器排液鍋紅外氣體分析儀PLC組件NSA-3080內(nèi)部組件排液分離器NSA-3080內(nèi)部組

3、件排液分離器：煙氣冷凝和煙塵過濾前冷凝器：低于環(huán)境溫度5攝氏度NO轉(zhuǎn)換器：將NO2還原成NO霧吸收器：去除煙氣中的SO3成份DFU過濾器：過濾微塵，1微米采樣泵：抽取煙氣主冷凝器：12攝氏度排液鍋：收集和排放煙氣冷凝水紅外氣體分析儀：煙氣濃度分析PLC組件：采集數(shù)據(jù)，系統(tǒng)控制NSA-3080內(nèi)部組件排液分離器：煙氣冷凝和煙塵過濾氣體采樣探頭氣體采樣探頭加熱導(dǎo)管結(jié)構(gòu)如圖所示：1、加熱絲，鎳鉻合金2、PFA特氟龍采樣管3、鋁箔4、玻璃纖維5、鋁箔包裹層6、黑色PVC外皮加熱導(dǎo)管結(jié)構(gòu)如圖所示：加熱導(dǎo)管的加熱原理 加熱導(dǎo)管的加熱線與使用長度無關(guān)，只要加上AC220V的電壓，每就能得到40W的電力。這是

4、由于加熱線形成并聯(lián)回路。即使某段不加熱也不會影響整體的伴熱。 ACACC回路圖加熱導(dǎo)管的加熱原理 加熱導(dǎo)管的加熱線與使用長度無關(guān)，只要加氣體分析儀URA-208測量原理 紅外測定原理 根據(jù)Lambert-Beers 定律，樣品氣體吸收的紅外線與其濃度度成正比，所以測量樣品氣體吸收的紅外線即可得到樣品氣體之濃度。例如：SO2,NO,CO,CO2,CH4. 吸收紅外光 N2,H2,O2不吸收紅外光I2 = I1 e -()L I1 :入射光強 L I2 :出射光強 :樣品氣體密度 L: 測量池長度 ():由紅外波長決定的常數(shù) I1I2 氣體分析儀URA-208測量原理 紅外測定原理 I1I2 Fi

5、gure of Sector Main Amp.Pre-Amp.CondenserDetectorMeasuring CellReference CellSectorLight sourceMotorCPUDisplayRatio-NDIR method R0M0MsSR0M0MsSignal of DetectorRef. SignalMeas. SignalRef. SignalMeas. SignalFigure of Sector Main Amp.Pre-非分散紅外測量技術(shù) NDIR技術(shù)稱非分散紅外測量技術(shù)，英文全稱為Non-Dispersive Infrared Radiation

6、. 其光源所發(fā)出的紅外線是兩道平行的光線，一道通過樣品池，稱為測量光路；另一道通過參比池，稱為參比光路。樣品池內(nèi)的氣體來自于樣品氣體，紅外線通過時會被樣品氣體吸收；而參比池內(nèi)的氣體為N2，紅外線可完全通過，不被吸收。紅外檢測器內(nèi)部被金屬隔板分成兩個氣室。光源所發(fā)出的兩道光線通過樣品池及參比池后，分別進入檢測器內(nèi)部的兩個氣室。樣品氣體吸收紅外線并轉(zhuǎn)為熱能，由于兩室熱能不同而有溫度差或壓力差，此壓力差會使金屬隔板產(chǎn)生變形而改變電容器（由金屬隔板及抗電極所組成）的電容，進而改變電壓。電壓信號通過前置放大器放大、整流，再將信號傳至CPU板，計算出相應(yīng)的氣體濃度。非分散紅外測量技術(shù)各種氣體的紅外吸收波長

7、SO2: 7.3umNO: 5.3umCO2： 4.3umCO: 4.7um各種氣體的紅外吸收波長SO2: 7.3um磁風法O2分析儀原理 利用O2分子較其它氣體分子容易被磁化的特性，向磁場方向運動從而在有強磁場的氣室中形成磁流風，導(dǎo)致這一氣室中的加熱組件的溫度變化，進而電阻值變化，打破惠斯頓電橋的平衡，輸出電壓值。磁風法O2分析儀原理 利用O2分子較其它氣體分子容易被磁化的磁風法O2分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)R1R2MagnetMagnet加熱組件 W2加熱組件 W1自然對流狀態(tài)磁風流樣品氣體入口環(huán)型加熱裝置 惠斯頓平衡電橋 400mA 去除CO2干涉裝置磁風法O2分析儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)R1R2MagnetMa

8、gnet加熱磁風法O2分析儀原理R1R2R3R4Wheatstone BridgeR1 R2R3 R4=磁風法O2分析儀原理R1R2R3R4Wheatstone NSA-3080規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測定成分NOx，SO2，CO，CO2，O2最多為種成份測定范圍SO2，NOx，CO：2002500ppmCO2：520vol%O2：25vol%重現(xiàn)性0.5%FS以內(nèi)零點漂移%FS周以內(nèi)跨度漂移%FS周以內(nèi)線性%FS響應(yīng)時間（TdT90）NOx，CO，CO2，O2 ：100秒以內(nèi)SO2：240秒以內(nèi)傳送輸出4-20mA DC或者0-16mA DC樣品氣采集量約1.5L/min環(huán)境溫度條件溫度：540自動

9、校正小時周期校正或者星期周期校正所需電源AC220V10%，50-60Hz共用，約1KVA防護等級相當于IP43NSA-3080規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測定成分NOx，SO2，CO三、DOA-3030介紹三、DOA-3030介紹煙塵計DOA-3030測量原理 煙道氣中顆粒物采用光透射法進行連續(xù)監(jiān)測。當含煙塵的煙氣通過光束時，由于煙塵對光的吸收和散射作用，造成光量衰減。本設(shè)備就是根據(jù)光量的衰減量，利用吸光度同煙塵濃度的關(guān)系從而計算出煙塵濃度: Conc = K1K2Abs + K3 K1、K2、K3 為常數(shù)，其中出廠時 K1=1416.00, K2 = 1.0, K3 = 0煙塵計DOA-3030測量原

10、理 煙道氣中顆粒物采用光透射法煙塵計DOA-3030測量光路煙塵計DOA-3030測量光路煙塵計測量部分發(fā)射和反射單元煙塵計測量部分發(fā)射和反射單元煙塵計系統(tǒng)組成煙塵計系統(tǒng)組成煙塵計光路圖煙塵計光路圖煙塵計規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測光方式雙光束個檢測器同時測光的方式可以測定的光路長可以測定的煙塵濃度范圍從0200到04000mg/Nm3（煙道距離：1m的情況）從020到0400mg/Nm3（煙道距離：10m的情況）重現(xiàn)性0.5%FS以內(nèi)線性%FS以內(nèi)零點漂移1%FS/30天跨度漂移1%FS/30天響應(yīng)時間sec以內(nèi)傳送輸出4-20mA 直流環(huán)境溫度條件-20+55所需電源AC200240V，50Hz功率

11、47W防護等級煙塵計規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測光方式雙光束個檢測器同時測光的方四、DLTP-4000介紹四、DLTP-4000介紹流量計DLTP-4000測量原理1、壓差：傳感器方法，直接測出壓差。然后再 根據(jù)壓差計算出流速、進而算出流量。2、絕對壓力：壓力傳感器法，直接計算出煙道內(nèi)部的絕對壓力。3、溫度：熱電偶法。PT100熱電偶。流量計DLTP-4000測量原理1、壓差：傳感器方法，直接測流量計壓差棒內(nèi)置溫度計絕對壓力計流量計壓差棒內(nèi)置溫度計流量計測量原理+-p流速(V) 煙囪截面積 (A) 溫度傳感器 壓差 壓力傳感器 流量計測量原理+-p流速(V) 煙囪截面積 (A) 溫度流量計算方法用壓差棒

12、檢測出煙道中的平均動壓和靜壓，再將壓力差帶入以下公式求出流量：PPm（0）1/2：壓差：動壓：靜壓：流量 ：流速：測定場所的截面積 0：在標準狀態(tài)下的氣體密度：相關(guān)系數(shù)流量計算方法用壓差棒檢測出煙道中的平均動壓和靜壓，再將壓力差流量計規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測定原理用壓差棒進行壓差測定測定范圍030m/s最小檢測流速3m/s煙氣溫度下限：氣體的露點上限：400壓差棒材質(zhì)SUS-316所需電源AC90240V0.1KVA信號輸出4-20mA DC：壓差，溫度，絕對壓（選配件）環(huán)境溫度條件-2050溫度傳感器的種類測溫阻體溫度測定范圍0400絕對壓力測定范圍9001300hPa（選配件7001100hPa

13、）測定誤差壓差3%FS， 溫度2%FS，絕對壓 3%FS保護等級流量計規(guī)格規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格測定原理用壓差棒進行壓差測定測定范圍0五、AS-210介紹五、AS-210介紹煙道氣體中水分的測量氧氣測試換算法(島津采用)對煙道中的氧(WET測試)以及采樣除濕后的氧(DRY測試)都要進行測試,利用濃度差算出水分量DRY氧濃度是與NOxSO2儀一樣是由設(shè)置在氣體測試裝置內(nèi)的分析儀來測試各個測定值,通過DAS傳送到數(shù)據(jù)處理計算機而算出水分濃度H20%=100(1-O2wet%O2dry%）煙道氣體中水分的測量氧氣測試換算法(島津采用)水份計的安裝加熱導(dǎo)管Teflon管Wet O2探頭單元氧化鋯探頭 水份計的安

14、裝加熱導(dǎo)管Teflon管Wet O2探頭單元氧化鋯氧化鋯測量原理氧化鋯氧量分析儀(又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分析儀、氧化鋯氧量計、氧化鋯氧量表)，主要用于測量燃燒過程中煙氣的含氧濃度，同樣也適用于非燃燒氣體氧濃度測量。在傳感器內(nèi)溫度恒定的電化學(xué)電池(氧濃差電池，也簡稱鋯頭)產(chǎn)生一個毫伏電勢，這個電勢直接反應(yīng)出煙氣中含氧濃度值。在額定的溫度下，電池輸出電勢用下面的公式計算（Nernst方程）： 1 - - 2 式中1在電池內(nèi)側(cè)參比氣體(如空氣)的氧分壓；2在電池外側(cè)被測氣體(如煙氣)的氧分壓；-氣體常數(shù)；-法拉第常數(shù)；-絕對溫度=( 273 + t )；-電池常數(shù)。 在參比氣側(cè)與被測氣體側(cè)氧濃度

15、不同時，氧離子從高的一側(cè)遷移到低的一側(cè)。電池輸出就以對數(shù)的規(guī)律反應(yīng)出被測氣體中的氧濃度值。氧化鋯測量原理氧化鋯氧量分析儀(又稱氧化鋯氧分析儀、氧化鋯分氧化鋯探頭結(jié)構(gòu)加熱控制器 190 O2-O2-氣體 氣體 測量池參比池 (O2=100vl%) 氣孔 氧化鋯探頭結(jié)構(gòu)加熱控制器 190 O2-O2-氣體 氣氧化鋯探頭氧化鋯探頭水份計校準到 NSA-3080O2 標準氣體O2 sensor box流量計1-2L/min針型閥，常閉 氣體采樣探頭水份計校準到 NSA-3080O2 標準氣體O2 senso六、CEMS安裝調(diào)試六、CEMS安裝調(diào)試安裝前的準備工作1、平臺尺寸要符合國標要求，作業(yè)空間盡量

16、大。2、確認儀器室里的配電、空調(diào)、壓縮氣源等是否滿足系統(tǒng)要求，接地可靠，儀器室要避雷。3、要求用戶按照一定坡度搭建電纜橋架，鋪設(shè)電纜線和加熱導(dǎo)管，既安全又美觀。4、測點位置要滿足當?shù)丨h(huán)保局要求，預(yù)埋管的尺寸要嚴格要求，固定時要加支撐。安裝前的準備工作1、平臺尺寸要符合國標要求，作業(yè)空間盡量大。CEMS系統(tǒng)的安裝1、 NSA-3080的安裝2、探頭的安裝：包括氣體采樣探頭，流量計，煙塵計等。3、管線的連接：包括電纜線、加熱導(dǎo)管等。4、數(shù)據(jù)采集裝置：PC機和DAS軟件安裝，確定數(shù)據(jù)的傳輸方式等。CEMS系統(tǒng)的安裝1、 NSA-3080的安裝NSA-3080調(diào)試1、要有足夠的預(yù)熱時間，O2需要3小時

17、2、NDIR溫度：60度，O2分析儀溫度：62度3、NDIR信號值，150000250000左右4、URA-208菜單設(shè)置，設(shè)定校準條件5、校準前確認標準氣體的壓力范圍：0.05- 0.07 MPa6、零點和跨度校準NSA-3080調(diào)試1、要有足夠的預(yù)熱時間，O2需要3小時流量計DLTP-4000調(diào)試1、高低壓配管的連接2、壓差計零點校準3、PCB板三個輸出通道的檢查， TP1,TP2,TP3測試點為0.42V，對應(yīng) 輸出420mA流量計DLTP-4000調(diào)試1、高低壓配管的連接煙塵計DOA-3030調(diào)試1、確認反吹風機工作正常2、光路準直，首先根據(jù)預(yù)埋管的位置， 固定反射單元，然后調(diào)節(jié)發(fā)射單

18、元。3、煙塵計控制箱菜單的設(shè)定煙塵計DOA-3030調(diào)試1、確認反吹風機工作正常水份計AS-210調(diào)試1、確認氧化鋯探頭的溫度是否正常。2、校準，主要進行跨度校準。水份計AS-210調(diào)試1、確認氧化鋯探頭的溫度是否正常。數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸1、確認傳輸距離和傳輸方式。 RS232C:10米以內(nèi) RS485 :10米1000米2、現(xiàn)場DAS軟件的安裝和調(diào)試。數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸1、確認傳輸距離和傳輸方式。DAS軟件對于PC系統(tǒng)要求CPU：PIII 1GHz以上內(nèi)存：256M以上硬盤：20G以上CDROM顯卡：1024 x 768串口：3個以上DAS軟件對于PC系統(tǒng)要求CPU：PIII 1GHz以上D

19、AS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SO2NOxO2加熱導(dǎo)管URA208PLC4-20 mAI/ONSA3080煙塵壓差溫度.靜壓.PCRS232CDAS數(shù)據(jù)處理RS232C環(huán)保局GPRSRS232C校正數(shù)據(jù)DAS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)SO2加熱導(dǎo)管URA208PLC4-20通訊線的接線方法及使用PC-URA cable9pin 25pin (DB25 公)2 23 35 77 48 5PLC-PC(DAS)9pin (DB9 母) 9pin 1 2 3 4 5 6 7 8 9通訊線的接線方法及使用PC-URA cabl 軟件設(shè)置一、通訊設(shè)置 PLC端口參數(shù)：9600，e，8，1二、運行設(shè)置三、通道設(shè)置 設(shè)置各個測定參數(shù)通

20、訊通道 軟件設(shè)置實時監(jiān)測功能菜單各流路測定成份的實時數(shù)據(jù)測定成份的的百分比曲線軟件運行及操作記錄通訊狀態(tài)顯示預(yù)計下次采集時間顯示測定流路顯示測定系統(tǒng)狀態(tài)顯示實時監(jiān)測功能菜單數(shù)據(jù)瀏覽各流路測定成份數(shù)據(jù)瀏覽各流路日報、月報、年報各流路校驗記錄表數(shù)據(jù)查詢及報表數(shù)據(jù)生成報表輸出（打印輸出及Excel文件輸出）數(shù)據(jù)圖表數(shù)據(jù)瀏覽各流路測定成份數(shù)據(jù)瀏覽控制面板模式切換手動吹掃手動校準控制面板模式切換報警信息故障記錄超標記錄校準記錄報警信息故障記錄系統(tǒng)設(shè)置設(shè)置向?qū)Щ驹O(shè)置通訊設(shè)置運行設(shè)置定時校準流路 x報警信息設(shè)置校準記錄通訊監(jiān)視用戶sa添加新用戶標氣有效期報表有效數(shù)據(jù)數(shù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)清除數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)置設(shè)置向

21、導(dǎo)用戶sa 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)在文件菜單里導(dǎo)出備份數(shù)據(jù)庫文件。在系統(tǒng)設(shè)置里通過導(dǎo)出數(shù)據(jù)備份數(shù)據(jù)。在文件菜單里導(dǎo)入備份數(shù)據(jù)庫文件對數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。在系統(tǒng)設(shè)置里通過導(dǎo)入數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)進行恢復(fù)。通過系統(tǒng)設(shè)置里的導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)必須使用文件菜單里導(dǎo)出的數(shù)據(jù)庫文件。 數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)在文件菜單里導(dǎo)出備份數(shù)據(jù)庫文件。CSV文件輸出CSV文件為DAS軟件為第三方軟件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享而產(chǎn)生的。中央控制計算機可以通過網(wǎng)絡(luò)共享來訪問CSV數(shù)據(jù)文件，取得NSA系統(tǒng)測定的實時數(shù)據(jù)。 文件名為： RYY-MM-DD.CSV。每天一個文件，刷新周期=數(shù)據(jù)采集周期，每寫入1個實時數(shù)據(jù)則增加1行。 CSV文件輸出CSV文件為DAS軟件為第三

22、方軟件實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)相關(guān)計算 流量計算 NOx、NO、NO2的計算 水分的計算相關(guān)計算 流量計算七、CEMS日常維護七、CEMS日常維護NSA-3080日常維護1檢查汽水分離器環(huán)型過濾片的污染情況肉眼觀察，污染時更換2檢查前冷凝器散熱片的發(fā)熱情況 用手觸摸時溫度高于環(huán)境溫度 3檢查主冷卻器的溫度信號燈閃爍情況肉眼觀察綠燈在閃爍4檢查NO轉(zhuǎn)換器的加熱情況用手觸摸外殼時溫度略高于環(huán)境溫度5檢查流量計的流量是否準確0.7L/min 左右6檢查排液鍋的水位不足時需加滿（加水時關(guān)掉采樣泵電源）7檢查風扇工作情況春、夏溫度高時需要8標準氣校準零點和量程的校準9記錄NDIR的信號值信號值應(yīng)該在許可的范圍內(nèi)10

23、檢查反吹氣的壓力及反吹情況進口壓力為0.30.7 MPa，出口為0.4MPa左右11清潔反吹氣源的過濾器肉眼觀察過濾器是否被污染12檢查氣體采樣探頭加熱器的加熱情況高溫13檢查氣體采樣探頭的氣密性用扳手擰緊14檢查采樣泵的工作情況無異響、無異常震動15檢查采樣加熱導(dǎo)管的加熱情況用手觸摸時溫度略高于環(huán)境溫度16檢查NSA的排氣管和排液管是否通暢肉眼觀察有無阻塞現(xiàn)象NSA-3080日常維護1檢查汽水分離器環(huán)型過濾片的污染情況煙塵計DOA-3030日常維護1檢查反吹風機的工作及反吹情況觀察和觸摸2清潔反吹氣源的過濾器取出清理3檢查激光光路的準直情況提供觀察孔進行觀察，綠色光斑是否在中央位置4檢查零反射鏡的驅(qū)動部分儀器進行自動零點校準時，零反射鏡動作是否到位5檢查煙塵計發(fā)射鏡片和反射鏡片一般13個月清潔一次，根據(jù)工況條件6檢查反吹系統(tǒng)的管道配管是否泄漏肉眼觀察和觸摸煙