杭州聚光烟气在线监测系统CEMS说明书

杭州聚光科技烟气在线连续监测系统
操作说明书
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阅读说明
用户须知
非常感谢您选择使用本公司的CEMS-2000烟气排放连续监测系统（以下简称CEMS-2000系统）。

在使用本产品前，请仔细阅读本用户手册。

本手册涵盖产品使用的各项重要信息及数据，用户必须严格遵守其规定，方可保证CEMS-2000烟气排放连续监测系统的正常运行。

同时，相关信息可帮助用户正确使用该产品，并获得准确的分析结果，节省由于咨询等服务产生的额外成本。

概况
本手册所介绍的产品在出厂前均经过严格的检验，以确保产品具有一流品质。

同时为了保证其安全、优质的运行，获得正确的分析结果，用户必须严格按照制造商所述使用方法进行系统操作。

另外，恰当的运输、仓储和安装及合理的操作和维护都有助于系统的安全和正常运行。

本手册介绍了日常使用CEMS-2000系统的所有信息。

它为受过专门培训或具有仪器操作控制相关知识（例如自动化技术）的技术人员提供了准确的使用参考。

了解本手册所涉及的安全信息和警告信息，以及如何从技术上对错误进行修正，是对所述产品顺利进行“零危险”安装、试运转和安全运行、维护的先决条件。

本手册对CEMS-2000烟气排放连续监测系统的组成、调试、操作和维护等内容作了详细的说明，同时也简单介绍了CEMS-2000烟气排放连续监测系统内各子系统的原理、构成和性能特点。

各子系统的详细资料，请参考相应得手册或说明书。

注意事项
本手册介绍了CEMS-2000系统的具体应用，以及如何启动、操作和维护。

需特别指出的是，本手册中的警告和安全信息至关重要，能有效地避免不恰当的操作。

本手册所述产品的开发、制造、测试都把适当的安全标准放在首位。

因此，如果用户按照本手册指导进行装配、核准使用和维护，可避免因操作不当而造成的常规使用中的财产损失和人身危害。

危险信息
为确保用户在使用和维护本仪器时的人身安全，避免财产损失，在本手册中有相关安全及警告信息。

此类信息以特定图标显示，并附有相应的解释文字。

本手册所使用术语释意如下：
NOTE
注意标记——表示在产品使用过程中需注意的重要信息，或本手册中需特别关注的部分。

WARNING
警告标记——表示在产品使用中，若没有遵守适当的安全措施，将会造成系统无法正确测量，特别严重的情况可能会造成重大人身伤亡或财产损坏事故。

供货和运输
具体装运要求依照订购合同上相应条款。

开箱时请认真阅读包装材料上的相应信息，确保开箱货物的完整与无损。

请尽量保留产品外包装，以便在需要返退仪器时使用。

公司联系方式
本公司的技术支持部门的联系方式为：
电话：7
传真：5
E-MAIL
网址：
一、系统介绍
遵循标准
CEMS-2000烟气排放连续监测系统符合以下标准的要求：
GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》
HJ/T76-2001 《固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法》
HJ/T75-2001 《火电厂烟气排放连续检测技术规范》
GB/T16157-1996 《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》
HJ/T48 《烟尘采样器技术条件》
HJ/T47 《烟气采样器技术条件》
环办（2003）49号《环境监测技术路线》
GB12519-1990 《分析仪器通用技术条件》
Q/FPI04—2006《烟气分析系统企业标准》
系统简介
CEMS-2000烟气排放连续监测系统是聚光科技（杭州）有限公司为了满足我国日益严格的烟气监测要求，基于自身在工业领域的丰富经验，推出的可广泛应用于火力发电厂、各种工业窑炉/锅炉、化学工业、钢铁烧结/炼钢厂、水泥工业、垃圾焚化厂、石油工业等场合的烟气排放连续监测系统。

CEMS-2000烟气排放连续监测系统由气态污染物（SO2、NO X、O2、CO、CO2、HCl、HF等）监测子系统、烟尘（颗粒物）监测子系统、烟气参数（流速、温度、压力、湿度等）监测子系统以及数据采集与处理子系统构成。

气态污染物监测子系统根据用户的需求采用OMA-2000分光光谱气体分析仪（与具有专利技术的采样预处理系统结合，测量SO2、NO X、O2、CO、CO2等气体）和LGA-4000激光气体分析系统（测量HCl、HF）实现，覆盖了在烟气排放连续监测系统领域内的所有需求。

烟尘监测子系统采用LDM-100激光粉尘仪，利用激光透射法测量烟气中粉尘的浓度。

烟气参数监测子系统包括烟气流速、烟气静压、烟气温度和烟气湿度的测量。

烟气流速和烟气压力采用差压变送器同时测量，通过测量烟气流动中的全压和静压，得到烟气的流速。

烟气温度采用铂电阻温度传感器测量。

烟气湿度采用CEMS专用的烟气水分仪进行测量。

数据采集与处理子系统由SC-100集线箱、高端一体化工作站、CEMSMonitor监测软件、企业DCS接口模块等构成。

SC-100集线箱安装在户外的平台上，平台上的所有设备均由
SC-100进行供电，同时SC-100接收所有设备的信号输出，通过内部的处理单元转换为工业现场经常使用的RS-485与仪表间机柜内的工作站进行通信。

工作站与CEMSMonitor监测软件汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，具有生成报表、存储数据、查询历史记录、与环保部门联网通信等功能。

CEMS-2000烟气排放连续监测系统如下如所示：
图系统示意图
各子系统原理及特点
1.3.1气态污染物监测子系统
1.3.1.1 采样预处理系统
CEMS-2000烟气排放连续监测系统预处理的流程如下图所示。

烟气经过高温采样探头和伴热管到达气体测量池，测量池放在加热盒中，这样就保证了在采样过程中烟气处于高温状态，因此没有冷凝水析出，SO2、NO2等水溶性气体也就不会有损失，并且保证了设备没有酸性溶液的腐蚀和测量结果的准确性。

通过前面板的温控表，可以根据工况将采样探头、伴热管和加热盒设置在不同的温度。

通过测量池的烟气，进入冷凝器冷却除水，得到干燥的烟
气。

干燥的烟气可以送往仪表分析CO、CO2、
O2等非水溶性气体。

整个测量完成后，烟气通
过排空管路排空。

整个预处理采样通过高性
能真空泵实现，真空泵放在冷凝器之后，保证
了其工作温度，延长了使用寿命。

1.3.1.2 气态污染物浓度测量
气态污染物的测量采用OMA-2000分光光谱气体分析仪（可测量SO2、NO X、O2、CO、CO2）和LGA-4000半导体激光气体分析仪（可测量HCl、HF）实现。

OMA-2000的测量分为2步：采样得到的湿热样气，没有水溶性气体损失，使用差分光学吸收光谱法对其中的SO2、NOx 浓度进行测量；测量完毕后，湿热气体经过冷凝装置，变为常温干燥气体，采用电化学法和红外法测量O2、CO、CO2等气体的浓度。

LGA-4000为在位式测量，直接安装在烟道或者烟囱上。

有关OMA-2000和LGA-4000仪表的详细信息请参考《OMA-2000分光光谱气体分析仪用户手册》、《LGA-4000半导体激光气体分析仪》。

1.3.2颗粒物监测子系统
图 LDM-100激光粉尘仪示意图
LDM-100激光粉尘仪主要由发射单元和反射单元构成（见图）。

发射单元驱动半导体激光器发射出探测激光，穿过被测环境后，由反射单元的光学单元将激光束反射至发射单元的传感模块，进行光电转换后经过微处理器分析，计算得到测量结果。

基于激光透射式检测技术的LDM-100激光粉尘仪具有响应速度快、检测灵敏度高等诸多
优势，其检测方式为原位（In-Situ）测量，LDM-100激光粉尘仪的发射单元和反射单元通过连接单元直接安装在烟道上。

有关LDM-100的详细信息请参考《LDM-100用户手册》。

1.3.3烟气参数监测子系统
烟气参数监测子系统，主要包括烟气流速、温度、压力、湿度的测量。

烟气流速采用皮托管差压变送器原理测量，湿度采用电容式湿度变送器实现。

流速、温度和压力变送器的详细信息请参考《PT1系列毕托管使用说明书》，湿度变送器请参考《HMS535C烟气水分仪》。

1.3.4数据采集与处理子系统
数据采集与处理子系统由集线箱、上位机、监测软件、企业DCS联网单元、数据远传单元等构成。

集线箱安装在户外的平台上，平台上的所有设备均由集线箱进行供电，同时集线箱接收所有设备的信号输出，通过内部的处理单元转换为工业现场经常使用的RS-485协议传输到上位机。

通过安装在上位机上的在线监控软件监控查询所有测量信息和仪表工作状态信息。

上位机软件同时生成国家环保部门要求的报表通过数据远传单元（GPRS、Internet 等）传送到环保行政主管部门，上位机也可以连接DCS联网单元实现与企业内部的DCS联网。

本手册第三章详细描述了监测软件的功能和操作方法。

系统特点
CEMS-2000烟气排放连续检测系统采用了多项具有独创性的技术，系统主要具有以下特点：
可靠性高
气体分析仪采用氙灯光源，寿命达10年；
气体分析仪采用全息光栅分光和阵列传感，无运动部件，可靠性高；
粉尘检测仪采用一体化设计，结构紧凑、可靠性高。

维护方便、维护成本低
探头采用独有叠孔式过滤器，对采样烟气过滤，过滤效果好，反吹效率高，探头维护周期长；
采样信号通过集线器汇集接入上位机，系统布线简洁，安装维护方便；
气体分析仪中光源、气体室和光谱仪之间采用光纤连接，各部件维护和更换简单、成本低。

测量精度高
采用热湿法（温度在120℃～200℃之间可设）测量SO2、NOX，避免冷凝水吸收SO2造成测量不准。

以及形成的亚硫酸对冷凝装置、采样泵和仪表的腐蚀；
气体分析采用紫外差分光学吸收光谱技术，有效解决了水、粉尘及其他因素对测量精度的影响；
粉尘仪采用原位激光透射原理，检测灵敏度高、响应速度快、内置自校正功能、测量准确、稳定性好。

支持远程监控和诊断
采用GPRS技术，实现系统的远程监控、远程诊断、远程维护；
可配置多路检测功能
每套系统可配置为多路CEMS 系统，采用“一拖二”或“一拖三”方式，同时对两个或多个污染源的烟气排放进行连续监测。

系统主要技术参数
表 CEMS-2000系统的主要技术参数
注1：还可测量用户指定的其他气体组分
注2：具体测量量程可根据用户需求和应用工况确定
二、系统常规操作
操作区域概述
仪表日常维护所涉及的操作主要有以下两个区域：
（1）采样预处理机柜前后面板，能够完成仪表维护的手动校准、手动反吹等操作。

（2）OMA-2000用户界面的操作，可以完成参数设定、自动功能设置、仪表校准等。

图(a)是机柜前部可见的各个部件和仪器的名称，(b)是打开机柜的后门可见的部件和仪器。

机柜的顶端还装有用于散热的风扇，用于系统的散热。

机柜背面底部设有通入标气、零气、反吹气以及仪表排空的通气孔。

通气口用于通入标气、零气，反吹气，以及气路中气体的排空，图是7个通气口所通入
气体的具体设置。

反吹N 2SO 2NO 排水排空排空
图(a) 机柜的前部 风扇 工控机 OMA-2000
预处理控制面板 加热盒
电气控制板
图(b) 机柜的背面
OMA-2000后
面板
气路连接
通气口
采样泵
图 通气口设置（标准配置）
机柜正面板上设有提供手动操作的预处理控制面板。

预处理控制面板上设有温度控制器、报警灯、控制开关、按钮等，用于对系统的监控和手动操作。

图是预处理控制面板的各项设置的示意图。

温控器
指示灯
按钮
标气流量调节
提速排空
图预处理控制面板示意图（一拖一标准配置）
温控器
指示灯
按钮
标气流量调节
提速排空
图预处理控制面板示意图（一拖二标准配置）
系统运行前的准备工作
2.2.1 上电前的检查
一般来讲，在系统上电前主要检查以下几点：
a)系统应该接地良好；
b)反吹的气体（≤）是否准备并连接好；
c)光纤应连接牢固并且它的弯曲半径大于8cm;
d)系统的排气出口应该用气管引出室外；
e)系统的排水口应该用气管引出室外。

2.2.2 上电的顺序
系统的上电开关位于CEMS-2000机柜的后背板预处理电控部分。

图3-1中是CEMS-2000预处理电控部分的全局图，图3-2是系统上电开关局部图，上电时，先打开总开关，再依次打开各分开关。

图3-1: CEMS-2000预处理电控部分全局图（后背板）
图3-2: 上电开关
2.2.3设置温度显示模块
在介绍温控模块的设置前，先来介绍一下CEMS-2000的前面板。

图3-3是 CEMS-2000前面板控制部分的实物图。

左上部是3个温控模块，分别是控制加热盒的温度、采样探头的温度、拌热管的温度。

右上部4个红色指示灯是用于报警提示，当有报警时，相关的指示灯会亮。

中间一排是一些操作按钮，诸如手动标零、手动标满以及反吹等。

再下面的是流量计和2个针阀，它们都是控制流量的，前者是控制标定时的气体流量，而2个针阀则分别是控制采样气的流量、提速排空的流量。

对于温控器的设置，详细信息请参考《TZN系列温度控制器使用说明》。

以下是温控器常用的设置：
（1）同时按温控器“MD”和向上钮“∧”三秒钟以上，调出第二组设定：设置“IN-T”
为“DPTH”；设置“EU-1”为“AL-3”，按住“MD”三秒钟以上确认设置成功。

（2）按住温控器“MD”三秒钟以上，调出第一组设定：“AL-1”为20，按住“MD”
三秒钟以上确认设置成功。

有关温控器的。

图3-3: CEMS-2000前面板控制部分的实物图
OMA-2000 表的操作
这里只是涉及到OMA-2000使用频率较高的操作，详细的操作信息请参考《OMA-2000分光光谱气体分析仪用户操作手册》。

2.3.1 主要参数的设置
在系统参数界面中，可以查询和设置仪器的参数，包括光谱仪参数和温度压力两个选项卡，每个选项卡又包括若干种参数设置。

光谱仪参数：与光谱仪测量相关的参数项包含氙灯强度控制、光谱平均次数、氙灯脉冲次数和积分时间。

图3-4：光谱仪参数
点击文本框可弹出软键盘，输入数字后点击“设置”完成参数设置。

温度压力：温度压力的获取方式包括三种：内部测量、外部测量和手动输入。

分别如下图所示。

图3-5: 温度压力（内部测量）
当用户选择为内部测试时，系统通过内部的温度、压力传感器测量温度和压力参数，当用户选择为外部测试时，系统通过外部的温度压力传感器测量温度和压力参数。

这两种模式下温度和压力输入框为灰色，显示当前测量值。

当用户选择为手动输入时，温度和压力输入框为白色，用户可手动输入当前的温度、压力数值。

2.3.2 系统报警参数与气态污染物浓度报警限值的设置
系统报警设置包括仪表机箱温度、测量池温度、仪表机箱压力三种参数报警值的设置：
机箱温度：显示当前测量的机箱温度以及报警限值，并可设置其报警限值。

气室温度：显示当前测量的气室温度以及报警限值，并可设置其报警限值。

机箱压力：显示当前测量的机箱压力以及报警限值，并可设置其报警限值。

图3-6: 系统报警参数设置
气体报警限值的设置
对每种气体污染物，在其各自的报警限值界面中可设置该气体的报警上限值，包括一级报警值和二级报警值（一级报警限值高于二级报警限值）。

可以通过软键盘在相应的输入框中输入正确数值。

点击“设置”按键设置，或者点击“返回”按键取消设置。

图3-7: 气体浓度报警限的设置(以组分SO2为例)
2.3.3 在OMA-2000表上进行校准
校准也就是对仪表进行调零标定，调零时需要通入零气（N2），标定时需要通入相应量程的量程浓度气体。

在这里顺便讲一下气瓶的操作方法。

如图3-8示，一般气瓶内装的是高压气体，因此使用气体时需要在气瓶出口（由气瓶旋钮控制）处连接一个“两级压力调节器”进行减压后才能使用。

“两级压力调节器”有两个
表头，靠近气瓶的是“高压表头”，气瓶旋开后它能自动显示气瓶内的当前压力，远离气瓶的是“低压表头”，通过它能调节所需要输出的气体压力值。

开气瓶：开气瓶顺序是先开气瓶开关（逆时针方向）、再慢慢打开“两级压力调节器”至相应的压力，一般调节“低压表头”（顺时针方向）的示值保持在接近“0.2M”Pa 即可。

关气瓶：关气瓶的顺序是先关气瓶开关（顺时针方向），再关“气体压力二级减压阀”中的开关（逆时针方向），当“低压表头”的示值将为“0”MP即可。

图3-8: 高压气瓶实物图
2.3.3.1 OMA-2000表上进行的调零
在OMA-2000表上进行调零有两种方式，一种是手动调零，一种是自动调零，它们操作界面如图3-9示。

其中自动调零的周期需要设置，到时间系统即自行调零；而手动调零需在当前窗口点击“开始调零”后才开始调零。

图3-9：组分调零界面（以组分SO2为例）
图3-9：组分调零界面（以组分SO2为例）
2.3.3.2 OMA-2000表上进行的标定
在OMA-2000表上进行标定也有两种方式，一种是手动标定，一种是自动标定。

标定操作与调零操作相比，唯一不同在于在进行标定前需要输入被标定气体组分的标气浓度，具体操作在此不再赘述。

图3-10：输入标气浓度界面
图3-11：组分标定界面（以组分SO2为例）
手动校准、反吹等的操作
这部分主要是有关CEMS-2000机柜前面板的一些手动操作。

2.4.1 前面板的手动调零
按下预处理控制面板上的“手动标零”按钮，能手动触发OMA-2000进入标零状态。

操作时确定已通入零气（N2）后，按下“手动标零”或手动标满按钮，OMA-2000进入如图3-12所示的界面，开始进行调零。

图3-12 按下“手动标零”后的OMA-2000界面
2.4.2前面板的手动标定
按下预处理控制面板上的“手动标满”按钮，能手动触发OMA-2000进入标定状态。

操作时确定所有标气瓶都已经连接好后，按下“手动标满”按钮，OMA-2000进入如图3-13所示的界面，开始进行标定。

图3-13: 按下“手动标满”后的OMA-2000界面
2.4.3 前面板的手动反吹
前面板上的反吹分为流速反吹、探头反吹，前是对CEMS-2000的流速变送器进行反吹以防堵塞，后者是对探头进行反吹。

两者的操作是类似的，都需要先扳动“系统维护”旋钮后再按下对应的反吹按钮。

2.4.4 调节标气流量
系统前面板左下方有一个控制校表气体流量的流量计，在调零、标定过程中依靠此流量计来进行调节流量（通过调节流量计的旋钮来调节气体流量），CEMS-2000系统的流量一般控制在～2 L/min。

2.4.5 样气流量的调节
在前面板上，调节“样气流量调节”针阀可以调节采样气的流量大小。

2.4.6 提速排空流量的调节
在前面板上，调节“提速排空调节”针阀可以调节排空气体的流量大小。

三、数据报表管理
软件简介
CEMSMonitor在线监控软件，具有如下功能：
数据输监控和转换功能
显示各测量值的干基值、湿基值和折算值。

画面能显示过程变量的实时数据和设备运行状态。

具备按照环保标准制表和打印日报、月报、年报表功能。

数据的存储和检索功能
数据库能存储不低于10年以上的分钟数据报表、小时数据报表、日报表、月报表、
系统报警记录和系统操作记录。

能够检索任意时间点的监测数据和任意时间段的报表。

监测参数设置功能
◆可设置各测量数据的报警上下限
◆可设置4-20mA模拟输入量有关参数和数据输入开关量所代表报警含义
◆可设置管道横断面面积
◆系统具有多级管理权限，可以根据需要设置管理权限和登陆密码。

数据远传功能
◆选择合适数据远传单元，利用当地网络与环保局环保信息平台通信，上报监测数据
与企业内部DCS联网
与DCS联网单元结合，向企业内部的DCS输送浓度数据和报警信息
软件安装说明
以下是安装CEMS-Monitor 软件的步骤说明：
1、检查系统是否已经安装了MySQL-Front、MySQL-ODBC、MySQL-Server，如果没有安装，点击安装数据库相关软件，如果已经安装好上述软件直接进入步骤2；
2、点击进入污染源在线监控管理系统安装界面，如图3-14所示。

图3-14 : CEMS安装界面
3、点击“下一步”按钮，在出现的界面中选择工控机软件的安装路径，如图3-15所示。

图3-15: 安装路径选择界面
4、点击“下一步”按钮，接受默认设置，直到完成安装。

5、CEMS软件的卸载。

在已安装CEMS软件的机器中运行，出现如图所示安装向导，用户可选择对已安装的CEMS软件进行修复或移除。

点击“完成”按钮即可完成修复或卸载。

图3-16: CEMS程序卸载界面
软件使用说明
软件安装成功后会在桌面上形成快捷方式，点击此快捷方式就可以进入污染源在线监控管理系统（CEMS-Monitor ），系统主界面如图所示，界面各部分功能如下：
●菜单栏：为所有界面所共有，提供了系统管理、数据测量、报表系统、参数设置和帮助
等功能；
●子菜单栏：各菜单的子菜单项，不同的菜单选项的子菜单内容不同；
●主显示区：根据不同的子菜单项显示不同的内容；
●当前用户信息提示区：提示当前用户的管理权限，管理权限分为操作员和管理员两种，各菜单和子菜单针对不同的管理权限提供的选项不同，管理员权限高于操作员；
●测量点显示区：显示当前测量点的名称或编号；
●OMA状态显示区：显示OMA-2000当前状态，分为仪器测量、仪器调零、仪器标定、预处理失效和系统维护五种状态；
● 报警信息区：提示当前仪器状态，如果没有报警，显示区域显示“无报警”，如果有报警信息则显示当前报警信息。

图3-17: 软件主界面
以下是菜单栏中各个主菜单及其子菜单的介绍
3.3.1系统管理菜单
系统管理菜单提供用户权限管理和密码修改的功能，点击系统管理菜单在界面的左侧的子菜单栏中将显示其子菜单，子菜单包括了用户登入、密码修改和退出系统。

用户登入子菜单
用户登入菜单提供用户登入的功能，系统用户分为管理员和操作员两种权限，默认的用户为操作员，用户可以通过用户登入对话框选择用户名及输入相应的密码登录。

其界面如图所示。

菜单栏 主显示区
当前用户区 子菜单栏 测量点区 报警信息区
OMA 状态显示区
图3-18: 用户登入界面
密码修改子菜单
进入密码修改界面可以设置和修改不同权限用户的密码，包括操作员级的操作密码和管理员级的管理密码两种。

其中管理员权限高于操作员，可以在不提供操作员旧密码的情况下直接修改操作员密码。

密码修改界面如图3-19所示。

图3-19: 密码修改界面
退出系统子菜单
退出系统菜单提供用户退出系统功能，其界面如图3-20所示。

图3-20: 退出系统界面
3.3.2数据测量菜单
数据测量菜单提供用户查看当前数据值、数据曲线和查询历史数据的功能，包括数据、曲线和历史数据查询三个子菜单。

数据子菜单
用户进入系统时的默认界面即为数据测量菜单下的数据界面，如图3-17所示。

其中测。