烟气排放连续监测系统(CEMS)培训资料

功能
4.4 功能 4.4.1可编程逻辑控制器（PLC） PLC是CEM系统的数据采集、控制单元。提供24小时的记录 接口 系统，可以将加工过的数据传输给DAS，其控制指令通过 DAS激活。 ◆自动控制烟气抽取，将样气提供给分析仪 ◆执行分析仪的零点和量程校准 ◆自动反吹和冷凝液排放 ◆显示CEMS状态（采样/校零/反吹） ◆报警，计算，定义，扩展 ◆信号传输与DAS通讯
ULTRAMAT 23 操作简便
◆自解释简单文本菜单 ◆按钮操作 ◆选取所有内部功能和操作参数 ◆操作密码保护
ULTRAMAT 23显示 ––– 所有信息一目了然
◆大的,易读的显示器 ◆单位可选 (ppm, %, mg/m3) ◆具有报警,出错,限制,维护,泵,编码信 息 ◆记录
ULTRAMAT 23 分析装置 –––
特点
4.3 特点 PAS-DAS数据采集、控制系统软件软件是PAS 公司专门为火电厂的烟气连续监测（CEM）而设计开 发的中文版本。 PAS-DAS用来获取和处理来自各分析仪传输来 的数据，并进行实时而有效的控制和处理。对CEM厂 商的分析仪具有良好的兼容性。 PAS-DAS的开发充分参考了中国环境法规。能 满足中国环保局、电力行业对烟气连续监测系统的 关于数据、报表的要求。
5
样气出口
6
7 10 11 8 9
12
ULTRAMAT 23 单点自动标定
•M
在自动标定过程中,采样单元将泵
入空气. 这样产生最高检测信号 U0 (没有预先吸收)
•空气
•检测器信号
•Leabharlann Baidu•U0 • 基准
•洁净样品单元
•0
•浓度
•ppm / %
ULTRAMAT 23 独特的自动标定
•S =
•U0 - U •U0
性能的核心
•M
◆单光束不分光红外方法,气体充满检测器 ◆双层和三层检测器, 有最大的选择性 ◆自动标定功能 -- 用大气标定
部件组成及功能
1 2
M
4
1、红外光源 2、反射器
3
样气入口
3、切光片 4、马达 5、样品池 6、窗口 7、第一检测器 8、第二检测器 9、第三检测器（耦合器） 10、毛细管 11、微流量传感器 12、滑块
2.烟尘浓度监测系统 3.质量流量检测系统 流量：Qs 压力：P 温度：T 湿度：H2O 4.数据采集、处理及控制系统
SCS-900 series 结构示意图
烟气排放连续监测系统 SCS-900 series
采样单元
采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元。这期间不能发生尘埃 堵塞和形成酸雨。
烟气排放连续监测系统（CEMS）
培训资料
烟气连续监测系统
CEMS
火电厂烟囱排放
排放物：SO2,NOx, 尘埃,有毒气体 排放物构成了对环境、对人类的污 染、伤害。
中国烟气排放的有关法规
《火电厂大气污染物排放标准》 《中华人民共和国大气污染防治法》2000年9月1日起实施 《火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》 《火电厂烟气连续排放连续监测技术规程》 《固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法》 《烟气采样器技术条件》 《烟尘采样器技术条件》 《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》 《固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法》
2 1 4
连接信号420mA+
3 4
连接机壳
校准旋钮示意图
跨度调整
散热片 零点调整
校准旋钮示意图
Model 2030 技术特点
◆采用激光背散射原理，不怕烟道的机械振动及烟气温 度不均造成的折射率不均造成的光束摆动 ◆单端安装，无需对中 ◆采用标准0-20/4-20mA工业标准电流输出，连接方便 ◆仪器整体功耗非常小,大约5w左右 ◆在特殊的要求条件下测量区大小可以订制
衍射 光 吸收
发射光
后散射区域
前散射区域 90度区域
折射
从示意图中可以看到，颗粒物光散射强度的方式依次排列为前散射、后散射、 900散射，使用小角度比其他角度仪器更灵敏。
外置式后散射光颗粒物监测原理
光源 接收器 θ α θ θ 烟尘颗粒
光电接收器
光源
烟尘颗粒 β
透镜
将一光束射入烟道，光束与烟尘颗粒相互作用产生散射，散射光的强弱与总 散射截面成正比，当烟尘浓度升高时烟尘的总散射截面增大，散射光增强，通过 测量散射光的强弱，即可得到烟尘颗粒物的浓度。
电路部分、定标器、风室
电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放 大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。
定标器用于产生一稳定的光信号,对仪器进行零点 及跨度标定。
风室为一腔体,留有与清洁空气源连接的接口,用 于保护仪器不被烟气污染。
粉尘监测法—散射法示意图
反射
光捕集器区域 颗粒物粒子 光捕集器区域 散射光强度 光捕集器区域
其中：F——测孔处烟气截面积（M2） Vs——测孔处烟气截面湿烟气平均流速（ M/s)
标准状况下干烟气流量（排放量）
Ba+Ps 273 Qsn = Qs • ———— •———— • (1-Xsw) 101300 273+Ts 其中： Qsn——标准状况下干气排放量（M3 /h ） Qs ——湿烟气流量（M3 /h ） Ba ——大气压力（ Pa） Ps ——烟气静压（ Pa） Ts —— 烟气温度（ ℃ ） Xsw —— 烟气湿度（水含量百分比%）
尘埃浓度检测系统
2、尘埃浓度检测系统 浊度法：德国 DURAG D-R216 英国DO SM200
光散射法：Model 2030
尘埃浓度检测系统
外形图 光散射法： Model 2030 烟尘浓度监测仪
系统包括： 光学部分； 电路部分； 定标器； 风室； 定标器
光学部分
光学部分包括： 激光光源、功率控制器、光电传感器、散射光接收器。 激光光源及功率控制保证光源的稳定性,激光器发出的 650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用 产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号 进行处理。 测量区的大小由通过光栏、接受镜头参数及传感器大小和 光源的探角决定
——烟道某断面平均流速（m/s） ——各点测出的流速（m/s) Kp——皮托管修正系数 Ts ——排气温度（℃） Ms——湿排气分子量（Kg/Kmol) Ba——大气压力（Pa） Ps——排气静压（Pa） Pdi——排气动压（Pa）
烟气流量
3.2 烟气流量 湿烟气流量（在工况条件下） Qs = 3600FVs (M3/h)
系统连接图
防雨箱
法 兰
烟 囱 壁
可选吹 扫系统
过滤 器 吹 扫 风机
烟尘监测仪 本体 连接螺栓
连接管
系统原理图
接收镜头
光栏 排放源
光源
C h u a
传感器
预处理
n
调制
放大
解调
V/I转换
电流 环路
及功率 控 制
传 感
电气连接图
24V电源及4-20mA公共端 24V电源 +
1 2
3
+
_
+
24V DC 4~20 mA
湿度测量方法：
湿度测量方法： 直接测量法：利于湿度仪直接测含水量——电容法 近似计算法：测量干氧和湿氧含量 干氧——由U23直接测量 湿氧——用氧化锆分析仪测量 计算公式： O2%（湿氧） H2O %=100（1- ------------- ）+0.8% O2 % （干氧）
特点
较高的测量精度，稳定性 流量计无活动部件，可以在较恶劣条件下使用 适用范围广，使用寿命与测量量程之比为100:1 介质温度适用范围广，从-40 ℃ ——400 ℃
数据处理及控制子系统
4.4.2数据处理及控制子系统 数据采集 数据处理 数据保存 数据显示 数据打印 适应性强 系统操作 具有数据的安全性和保密性 数据传输 数据丢失处理
监测信号传输系统
4.4.3设备清单
显示器 电脑主机 显示器 RS232
1、主机
电脑主机 1台 1台 1台 1台 1套 1个 1个 10 M 显示器 打字机 UPS
CEMS - 加热采样探头
Bǘhler
样品预处理单元
样品预处理单元
将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、 含尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作： 样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量SO2、 NOx、 O2的含量。 气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然 后将水排出。 冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器 除去样气中含水量。 精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在0.5 μ m以下。 标 定： 定时对仪器进行零点和量程标定。 滞后所采取的措施。 流量调节：保证仪器的进样流量大于2L/min。 快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少
烟气排放连续监测系统 SCS-900 series
采样单元
烟气排放连续监测系统 SCS-900 series
采样器主要部件图
烟气排放连续监测系统 SCS-900 series
采样器及反吹系统示意图
烟气成份分析系统组成
反吹系统 为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵 塞影响样气流动，必须定时进行反吹。反吹周期时间根 据具体工况，由PLC进行控制。
烟气成份分析系统组成
采样管 采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。 采样管内温度控制在140-160℃，使得烟气中水含量以蒸气状态存 在，防止水结露与SO2生成酸，并有报警装置。
PT100测温电阻
∮8聚四氟乙烯管
样气管
温度范围140－160度 保温材料
电拌热带
∮50聚氯乙烯管
采样管内部结构示意图
GB13223-96
G-HB97-01 HJ/T-2000 GB/T16157-1996 HJ/T47-1999 HJ/T48-1999 HJ/T 75-2007 HJ/T 76-2007
CEMS 系统组成
烟气排放连续监测系统 SCS-900 series
1、烟气成份分析系统 1.1 分析对象：SO2,NOx, O2 1.2 系统构成 采样单元 样品预处理单元 分析仪表
质量、流量检测系统
3. 质量、流量检测系统 方法：差压法 结构：皮托管 差压变送器 原理：根据差压法测定烟气排放量。 利用压力传感器测定皮托管承受的 动压 和静压。动压和静压与被测烟气的 流速 成一定的比例关系，从而可定量烟 气的 流量。
计算公式
烟道断面各点（平均）流速计算公式
• • • • • • • •
样品预处理装置
样品预处理装置
预处理系统
仪表风
分析仪表柜
A1
排气
RV2
标气
冷凝水 排气 空气
冷凝水
预处理系统
预处理系统
膜式过滤器 压缩机制冷器 气水分离器
取样泵 精密过滤器
ULTRAMAT 23 经济的多组份气体分析仪
◆有三个不分光红外通道 ◆测氧探头 ◆用空气自动标定 ◆菜单式操作 ◆测量范围和输出信号可调
采样器
选用的是电加热直接抽取法，由下列几个部件组成：
＊采样头：ф35mm不锈钢管，伸进烟道1M处左右位置，样气通过此管进入采样器。 ＊碳化硅陶瓷过滤器：过滤精度为5-10μm，烟道中尘埃绝大部分被挡在过滤器之外 ＊电加热管：为防止在采样单元结水而建立的。电加热温度控制在180℃ ＊ ＊
左右。
法兰对接：采样单元法兰与工艺管口法兰相对接，完成采样单元安装。 金属固定支架外壳：采样单元各部件有机地连接在一起，达到防雨防尘的目的。
数据采集、处理和控制系统
4. 数据采集、处理和控制系统 4.1 检测数据 气体浓度参数 尘埃浓度参数 气体流量参数 检测信号传输 监测 湿度参数 温度、压力参数
CEMS系统图
分析室
烟 囱 环保局
样气预处理系统
分析柜
电控柜
CEMS系统图
组成
4.2 组成 可编程逻辑控制器（PLC） 数据处理及控制子系统（DAS） DELL计算机 显示器 打印机 UPS
•=
•F • U0 - F • U •F • U0
•=
•U0 - U •U0
•U
•U0 •F • U0 = U0‘
•U •F • U
•浓度
•洁净的 •被污染的
•c
6系列 and ULTRAMAT 23 适应SIPROM GA-网络
◆12个以上可编址的信道最多48个组件 ◆远程操作和编程 ◆通过调制解调器可远程维护和服务 ◆访问所有诊断数据 ◆修正两台分析仪之间的干扰
工业 手机
接收机
RS232 电脑主机
UPS
2、软件
附：软件加密狗
打字机 打字机
3、其他
RS232转换器 总线连接器 总线电缆
卖方
用户 环保部门