垃圾焚烧烟气在线系统(MCS100EHW)技术规范书

垃圾焚烧烟气在线系统(MCS100EHW)

技

术

规

范

书

西克麦哈克（北京）仪器有限公司垃圾焚烧行业

2009年10月

目录

一、技术方案说明 (3)

1.1系统作用 (3)

1.2 系统组成 (3)

1.3 系统方案介绍 (4)

1.4 各监测子系统的分析原理 (4)

二、各仪器设备的技术指标 (10)

三、技术要求响应 (15)

四、系统维护及寿命预期值 (16)

五、MCS100EHW维护周期表 (17)

六、本公司及烟气在线监测设备的优特点 (17)

七、MSC100EHW设备与其它产品的比较 (18)

一、技术方案说明

1.1系统作用

整个气体分析系统在本项目中起到两个作用：

1.1.1酸控制

进行电厂脱酸效果的监测与控制，以最大化地减少脱酸剂的使用量，降低生产成本。垃圾燃烧产生酸性废气有SO2、HCl、HF、NOx。其中，氯化氢（HCl）是垃圾中有机氯化物燃烧产生，如PVC塑料及漂白纸张为垃圾中含氯最高之物质，为HCl主要来源，由于流化床炉焚烧温度较高，因此HCl炉内生成量约为900mg/Nm3。氟化物（HF）主要来自含氟碳化物的燃烧，HF其化学特性与HCl类似，形成的机理类同，但炉内生成量少，约为1-50mg/Nm3。SO2来自垃圾无机硫化物还原和含硫化物的燃烧生成，炉内生成量约为400mg/Nm3。

一般采用半干法酸性气体脱除反应器时，对HCl去除吸收效率达93.9%，半干法酸性气体脱除反应器系统对SO2去除率大于50%，HCl、SO2、HF的最大排放浓度可分别控制在55mg/Nm3、200mg/Nm3、0.5mg/Nm3。

本项目在脱酸控制中可选用的目标监测气体：SO2/HCl。

1.1.2 对电厂烟气的排放总量进行监测

鉴于脱酸中目标监测其他不一样，最终对整个配置也是有不同的要求，但是排放总量监测时的要求不变，需要监测的成分不变。主要监测：HCl、SO2、NO X、CO、HF、H2O、O2，还包括粉尘、流速、温度压力。

1.2 系统组成

系统包括：每台炉的烟道/烟囱采用1对1的形式对脱酸效果进行监控，并满足环保监测要求；此时每个烟道/烟囱需要一套脱酸气体监测系统，共2套；烟囱总排放口烟气在线监测系统（简称CEMS）由气态参数（HCl、SO2、NO X、CO、HF、H2O、O2）监测子系统、烟尘监测子系统、烟气排放参数（温度、压力、流量）监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统组成。

1.3 系统方案介绍

因为环保法规不要求对HF进行监测，即便监测也只能使用激光高精度的HF分析仪，傅立叶红外和其他红外方法（包括滤波红外，如SICK和ESA产品）无法监测脱酸后小于1ppm的HF含量，故以下方案采用激光方法测量HF含量。如果需要真正监测低浓度的HF含量，建议选用我公司的高精度的激光GM700 HF分析仪。

此时需要监测2根烟囱的HCl、SO2、NO X、CO、HF、H2O、O2的含量，脱酸效果监测采用“1拖1”的高温滤波红外分析仪：即2根烟囱用2套气体分析仪表，在2个烟囱分别安装一台高温滤波红外分析仪表。针对HF的测量采用激光法测量微量HF含量，每个烟囱安装1套高精度激光HF监测仪（GM700）。

鉴于垃圾电厂中气体成分的复杂性：含有HCl,NOx,SO2,以及NH3，使用常用的常温分析方法时，需要将气体温度降低到常温，此时水已经变成液态，即便在快速冷凝后，也会有少量水生成，大部分酸性气体此时也在酸的露点以下，容易生成腐蚀性极强的混合酸，将分析气室腐蚀，极大地降低了分析仪表的使用寿命；在此温度条件下，酸性气体也容易与NH3反应生成固体铵盐，使管路极其容易堵塞，维护量极大。故建议使用高温分析仪表，高温分析仪表在高温条件下采样，使用高温伴热管线，全程温控在180℃以上，并在此温度时进行直接分析，控制气体在酸的露点和水的露点之上，不会生成酸，对仪表不会产生腐蚀和堵塞。

烟尘仪、流量计、温度/压力仪测量后数据以4-20mA信号输入数据采集系统；气态参数监测子系统为全过程高温抽取法，即烟气经由加热探杆和高温探头抽取，经过滤粉尘后进入高温输气管线、流量调节后进入高温多组分红外分析仪进行测量，测量结果在仪表上就有显示，另外也有4-20mA信号输入数据采集系统；系统控制及数据采集处理子系统可采集测量信号，并进行运算、统计、存贮、事件分类处理（电源故障、排放源停运、校准、维护、排放超标、缺失数据、超测定上限、仪器故障等等，事件分辨率≤20ms）、数据合理性检查和可以删除指定的记录等。另外各被测组分的信号也送到DCS（模拟量或RS485）。

1.4 各监测子系统的分析原理

1.4.1 气态参数监测子系统的分析原理

（一）：MCS100E HW高温多组分分析系统

高温测量系统包括在高温下取样和进行气体予处理的取样系统和能够在高温下进行测量的红外分析仪器。

MCS100E HW高温取样系统示意图如图2。

图2.MCS100E HW高温取样系统示意图

图2中的取样部分包括加热取样探杆和加热的过滤器部件。标气和反吹气都是经过加热后才达到过滤器上，防止出现冷凝。取样泵、流量计、内部过滤器和内部管线也都是加热到180C以上，在高温下工作，远远高于HCL和SO2的酸露点（150C左右），因此高温取样技术能够完全避免出现酸性气体冷凝结露而导致腐蚀设备并使被测组分损耗的灾难性后果。

MCS100E是能够在高温下进行测量的高温红外多组份分析仪器。其工作气室可以在180 C下长期工作。MCS100E的可在高温下工作的多次反射气室的光路长度分3.18m和6.36m 两种。测量的气体包括SO2，NO，NO2，N2O，CO，CO2，HCl，CH4，H2O等。

MCS100E采用单光束双波长和气体滤波相关技术。通过计算机程序控制进行多波长扫描，将接收到的信号进行处理，计算出各个气体的浓度值。下面对其工作原理做较详细的介绍：

测量原理

MCS100是单光束双波长红外多组分光度计，根据如图3所示的光透射技术。

光源测量室滤光器检测器

图3光度计光透射测量原理

由比尔-朗伯原理测量组分浓度：

A = logI0/I = e×c×d （1）

式（1）中：

A --- 吸光度（被测气体吸收后的光强衰减）

I0——发射光的原始光强

I——被测气体吸收后的光强