烟气超低排放CEMS技术方案书
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特点是：
1、采用渗透管除水，可以防止 SO2 或 NH3 结晶； 2、系统自带水分报警功能，可以有效的进行预警； 3、系统基本不需要带冷凝器，避免气体在冷凝除水过程中 SO2 被冷凝水 带走。 对于气体分析仪选用德国 ABB 公司的气体分析仪 AO2000，最低的配置量 程为
4
SO2：0
-
3
75mg/m
E
Bau und Betrieb GmbH
AO2000 Series
E
Infrared Analyzer Module
T
Uras14
R
Manufacturer: ABB Automation Products GmbH, Frankfurt, Germany
A
TÜV Süddeutschland Bau und Betrieb GmbH hereby certifies that AO2000-Uras14 has achieved the following results for emission monitoring at a waste incinerator and meets the requirements for T facilities requiring authorization and to German 27th BImSchV
(interval 24 h) and span point with calibration cells
I
(interval I Zweereokplyo)i:nt drift: < 2 % of span per year
End point drift: < 4 % of set point per year
2
NO 0.3 % f.s.
T
2
2
Report number 170 608
E
E
Dr. A. Brandl
Munich, March 2003
Dipl.-Ing. H.-J. Eisenberger
TÜV Süddeutschland Bau und Betrieb GmbH, 80686 Munich, Germany
Availability
> 98 % over a 3 month period for two independent
F
systems
including sample conditioning
Drift:
F
With internal automatic calibration of zero point with ambient air
● 仅去除水蒸气和微粒（过滤精度≤0.1μ） ● 内置的无热干燥器用于净化空气 ● Nema 4X 外壳可直接安装在烟道上 ● 样品流的流量大小为 1 lpm 至 5 lmp ● 可产出最低露点为-15℃的样气 ● 100%保留 NOx、SO2、CO、CO2、O2、HCl、HF 和酸性气体
客户问题 Problem：
C (waste incineration plants, large furnaces and others): Smallest measurement ranges tested:
CO 0-75 mg/m³
NO 0-200 mg/m³
I
I SO 0-75 mg/m³
O 0-10 / 25 Vol.-%
公司的高温抽取法的前散射烟尘监测仪，仪器的资料附后。通过把烟气抽取过来， 然后高温气化，使得测量的烟气为高于 100℃的烟气，然后使用高精度的前散射 烟尘监测仪测量烟尘浓度，这样可以避免水分对烟尘浓度的干扰，保证测量的准 确性。该仪器目前已经在北仑电厂、国华惠州应用，使用效果非常好。
三、 统的基本配置
火电厂 烟气脱硫工程脱硫出口
超低排放 烟气连续监测系统
技术方案书
中机国际(湖南)环保科技有限公司 2014 年 12 月 20 日
目录
一、目前超低排放 CEMS 监测设备的基本要求和存在的问题 .....3 二、配置的技术方案 ..........................................................................4 三、系统的基本配置 ..........................................................................5 附件
该方案优点 Advantages:
↘ Nafion 管除湿技术 ↘ 采用的是加热 PD 管(多根 Nafion 管)，处理流量大且干燥效果好. ↘ 内置加热过滤器，可以有效去除颗粒物和酸雾，过滤精度 0.1µ 。 ↘ 单独吹扫气源，除湿效率高。 ↘ 内置反吹气干燥器(双路自动切换,可自动再生)，可使吹扫气露
当电厂达到超低排放标准时，其 SO2 浓度是低于 20μmol/mol（20ppm，即浓
度小于
3
58mg/m
），其测
量误差不能超过±6μmol/mol（6ppm，即±17
mg/m
）3 ；
其 NO 浓度是＞20μmol/mol～≤250μmol/mol （即浓度在 25mg/m3 -312 mg/m3 ），
综上所述，超低排放对于 CEMS 来说需要针对工况条件进行特殊的设计， 否则会导致极大的测量误差，根本无法为环保监测部门提供准确的测量数据。
3
二、 置的技术方案
1、 气态污染物监测系统 针对目前超低排放的工况，我们特设计如下技术方案：
取样探头 探杆加热型
电伴热 取样管线
渗透管 除水器
抽气泵
气体 分析仪
序号
设备名称
规格型号
一 气态污染物监测系统 FGAS-06
1 探杆加热型取样探头 GSP-HH
2
伴热取样管线
SWG
3
渗透管除水器
GAS
4
抽气泵
N86
5
校准单元
6
气体分析仪
AO2020
7
主机柜
二
烟尘监测仪
181WS
三
流量温度压力
HSPT-01
四
湿度监测仪
HMS545C
五 数据采集处理系统 HE-DAS
硫系统都没有 GGH 进行脱水，这就使得脱硫出口的烟气中含有很高的水分、而
且烟气温 度偏低（基本都是低于 80℃）。对于在这种工况下分析 SO2 来说显得非 常的困难，水分容易对 SO2 的分析仪产生干扰，在对样气进行冷凝除水时很难做 到把水分完全脱离干净，这样就会残余一部分的水分，容易对测量产生极大的测
相对误差不超过±20%，即偏差不超过
10
3
mg/m
而颗粒物含量在 5 毫克/立方米以下，对于目前的后散射、前散射和浊度法、
电荷法烟尘仪来说，都面临非常大的挑战。
目前超低排放对于 CEMS 来说主要的困难在于以下三点：
（一）、很多的现有气体分析仪都是针对脱硫系统使用 ，其测量量程明显偏
大；
（二）、由于涉及建设周期、建设成本和运行成本，目 前中国几乎所有的脱
分颗粒当做烟尘颗粒来测量，这样对于浓度非常低的烟尘颗粒物来说传统的测量
方法根本无法满足测量需求；
（三）多数的脱硫出口气态污染物监测系统的配置不合理。由于位置空间的
限制，多数的监测系统中现场取样探头到分析仪之间的距离过长，一旦管线长度
超过 20 米，那么伴热取样管线就容易存在不保温或温度不够高的情况，造成在 管路中有液态水形成，导致极大的测量稳定性和测量误差。
山东某电厂用户 CEMS 系统采样点位于脱硫系统入口,样气湿度很高（>80%），SO2 浓度很大(>2000)，系统 工作不正常，分析仪经常出现湿度报警甚至进水腐蚀。
解决方案 Solution：
博纯公司为其提供了基于 Nafion 干燥技术的解决方案：INDI-GASS。该系统专门为亚洲市场设计，适合当地工 况,效果很好，被称为”Cooler killer”(冷凝器终结者)。
分析系统主机柜中
图 1 系统分析流程图
一般来说气体分析系统的测量误差会比气体分析仪的测量误差大，其最大的 原因就是 在烟气采样和预处理过程中，由于处理不善，导致烟气成分的损失，从 而导致测 量误差。特别是对于实施超低排放的脱硫工程来说，其烟气温度低、水 分含量高 ，而且 SO2 成分浓度低，如果还是使用原有的冷凝除水的办法就容易导 致 SO2 随着冷凝器出来的水分损失掉，导致分析仪器测量的浓度明显偏低。因此 我的技术方案中：
为了改善设备性能及降低价格，博纯完全重新设计了 GASS™模 块。全新的 Indi-GASS™可去除气体样品中的水蒸气、微粒及可凝聚 液体，同时保留水溶性酸性气体，例如 SO2、NOx 和 HCl 从而使测量 更加准确。Indi-GASSTM 是一种即插即用系统，其 1-5 lpm 的处理流 量和 10-20%的适中的水分范围专用于日常的 CEMS 应用。 Indi-GASS™内置于 Nema 4X 外壳中，可直接安装于烟道外部紧挨着 采样探头的位置。这样就无需昂贵的、长时间加热的取样管线，从而 降低了 CEMS 的总成本。
单位 套 套 米 套 台 套 台 台 台 套 台 套
数量 生产厂家
1 厦门 HEPEC
1
20
1
美国博纯
1
德国 KNF
1
1
德国 ABB
1
1 英国 PCME
1 厦门 HEPEC
1
南京埃森
1 厦门 HEPEC
备注
中机国际(湖南)环保科技有限公司
2014 年 12 月 20 日
5
C
TÜV Süddeutschland
点最低降至-20℃ ↘ 不需使用原有压缩机（电子）冷凝器 ↘ 可直接采用现场仪表气,不需进行干燥处理. ↘ 一步到位，气路简单,维护工作量极少。
结果 Result: 该系统使用半年多来，工作一直正常，没有进行任何维护维修，系统也没有了进水腐蚀和堵
塞等现象，提高了系统可靠性，也极大的降低了运维成本。”
1、取样探头的探杆带加热 功能。保证样气在采样和传输过程中 温度保持在 120-150℃，以保证 SO2 在采样过程中不损失。
2、在取样探头后伴热管线 后使用渗透管除水器，这样就可以保 证在除水过 程中 SO2 不损失，而且水分会除得非常彻底，渗透管后的烟气露点保持在-15℃ 以下。
3、在原有系统增加湿度报 警和系统连锁功能，这样就能保证在 有水分干扰 的情况下对系统进行维护检查。
2
一、 前超低排放CEMS 监测设备的基本要求和存在的问题
根据国家最近的超低排放要求：燃煤电厂烟气排放二氧化硫不超过 35 毫克/ 立方米、氮氧化合物不超过 50 毫克/立方米，颗粒物含量在 5 毫克/立方米以下，
烟气排放可以达到天然气机组排放标准。
根据中华人民共和国环境保护行业标准-《固定污染源烟气排放连续监测技 术规范》（编号：HJ/T 75—2007）中关于环保验收的标准：
C
The automatic calibration unit for zero and span point must
be
checked yearly. T Sum of all cross sensitivities for above mentioned
cCormபைடு நூலகம்pssonsentssitivity:
against SO , NO, O , CO , NH , NO , CH , N O, CO and H O in
A
typical flue gas concentrations< 4 % of measurement range.
R Detection limit: CO 0.2 % f.s.
量 误差；加 上超低排 放使用湿式 除尘器， 烟气中水分 含量更大 ，高的甚至 达到
20%，如果在气体除水测量之前没有处理好，SO2 成分很可能在除水过程中就随 着水分丢失了，这会造成测量误差最大的原因。而且对于光学方法测量烟尘浓度，
由于烟气中已经含有水分颗粒，而且水分的含量是变化的，故烟尘测量极易把水
美国 Perma Pure 公司中国区代理： 中机国际(湖南)环保科技有限公司 0731-88441787
NO：0
-
3
190mg/m
采用这样的量程配置，所测气体的浓度大致处于 测量量程 30%-50%之间，
这样就可以保证非常高的测量精度，使用这样的配置已经在浙能嘉兴电厂、浙能
温州、浙能兰溪、浙能长兴等应用，使用效果非常好。
2、 烟尘监测仪 由于烟尘浓度非常低，而且水分高，烟气温度低，因此我们选用英国 PCME
1、采用渗透管除水，可以防止 SO2 或 NH3 结晶； 2、系统自带水分报警功能，可以有效的进行预警； 3、系统基本不需要带冷凝器，避免气体在冷凝除水过程中 SO2 被冷凝水 带走。 对于气体分析仪选用德国 ABB 公司的气体分析仪 AO2000，最低的配置量 程为
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SO2：0
-
3
75mg/m
E
Bau und Betrieb GmbH
AO2000 Series
E
Infrared Analyzer Module
T
Uras14
R
Manufacturer: ABB Automation Products GmbH, Frankfurt, Germany
A
TÜV Süddeutschland Bau und Betrieb GmbH hereby certifies that AO2000-Uras14 has achieved the following results for emission monitoring at a waste incinerator and meets the requirements for T facilities requiring authorization and to German 27th BImSchV
(interval 24 h) and span point with calibration cells
I
(interval I Zweereokplyo)i:nt drift: < 2 % of span per year
End point drift: < 4 % of set point per year
2
NO 0.3 % f.s.
T
2
2
Report number 170 608
E
E
Dr. A. Brandl
Munich, March 2003
Dipl.-Ing. H.-J. Eisenberger
TÜV Süddeutschland Bau und Betrieb GmbH, 80686 Munich, Germany
Availability
> 98 % over a 3 month period for two independent
F
systems
including sample conditioning
Drift:
F
With internal automatic calibration of zero point with ambient air
● 仅去除水蒸气和微粒（过滤精度≤0.1μ） ● 内置的无热干燥器用于净化空气 ● Nema 4X 外壳可直接安装在烟道上 ● 样品流的流量大小为 1 lpm 至 5 lmp ● 可产出最低露点为-15℃的样气 ● 100%保留 NOx、SO2、CO、CO2、O2、HCl、HF 和酸性气体
客户问题 Problem：
C (waste incineration plants, large furnaces and others): Smallest measurement ranges tested:
CO 0-75 mg/m³
NO 0-200 mg/m³
I
I SO 0-75 mg/m³
O 0-10 / 25 Vol.-%
公司的高温抽取法的前散射烟尘监测仪，仪器的资料附后。通过把烟气抽取过来， 然后高温气化，使得测量的烟气为高于 100℃的烟气，然后使用高精度的前散射 烟尘监测仪测量烟尘浓度，这样可以避免水分对烟尘浓度的干扰，保证测量的准 确性。该仪器目前已经在北仑电厂、国华惠州应用，使用效果非常好。
三、 统的基本配置
火电厂 烟气脱硫工程脱硫出口
超低排放 烟气连续监测系统
技术方案书
中机国际(湖南)环保科技有限公司 2014 年 12 月 20 日
目录
一、目前超低排放 CEMS 监测设备的基本要求和存在的问题 .....3 二、配置的技术方案 ..........................................................................4 三、系统的基本配置 ..........................................................................5 附件
该方案优点 Advantages:
↘ Nafion 管除湿技术 ↘ 采用的是加热 PD 管(多根 Nafion 管)，处理流量大且干燥效果好. ↘ 内置加热过滤器，可以有效去除颗粒物和酸雾，过滤精度 0.1µ 。 ↘ 单独吹扫气源，除湿效率高。 ↘ 内置反吹气干燥器(双路自动切换,可自动再生)，可使吹扫气露
当电厂达到超低排放标准时，其 SO2 浓度是低于 20μmol/mol（20ppm，即浓
度小于
3
58mg/m
），其测
量误差不能超过±6μmol/mol（6ppm，即±17
mg/m
）3 ；
其 NO 浓度是＞20μmol/mol～≤250μmol/mol （即浓度在 25mg/m3 -312 mg/m3 ），
综上所述，超低排放对于 CEMS 来说需要针对工况条件进行特殊的设计， 否则会导致极大的测量误差，根本无法为环保监测部门提供准确的测量数据。
3
二、 置的技术方案
1、 气态污染物监测系统 针对目前超低排放的工况，我们特设计如下技术方案：
取样探头 探杆加热型
电伴热 取样管线
渗透管 除水器
抽气泵
气体 分析仪
序号
设备名称
规格型号
一 气态污染物监测系统 FGAS-06
1 探杆加热型取样探头 GSP-HH
2
伴热取样管线
SWG
3
渗透管除水器
GAS
4
抽气泵
N86
5
校准单元
6
气体分析仪
AO2020
7
主机柜
二
烟尘监测仪
181WS
三
流量温度压力
HSPT-01
四
湿度监测仪
HMS545C
五 数据采集处理系统 HE-DAS
硫系统都没有 GGH 进行脱水，这就使得脱硫出口的烟气中含有很高的水分、而
且烟气温 度偏低（基本都是低于 80℃）。对于在这种工况下分析 SO2 来说显得非 常的困难，水分容易对 SO2 的分析仪产生干扰，在对样气进行冷凝除水时很难做 到把水分完全脱离干净，这样就会残余一部分的水分，容易对测量产生极大的测
相对误差不超过±20%，即偏差不超过
10
3
mg/m
而颗粒物含量在 5 毫克/立方米以下，对于目前的后散射、前散射和浊度法、
电荷法烟尘仪来说，都面临非常大的挑战。
目前超低排放对于 CEMS 来说主要的困难在于以下三点：
（一）、很多的现有气体分析仪都是针对脱硫系统使用 ，其测量量程明显偏
大；
（二）、由于涉及建设周期、建设成本和运行成本，目 前中国几乎所有的脱
分颗粒当做烟尘颗粒来测量，这样对于浓度非常低的烟尘颗粒物来说传统的测量
方法根本无法满足测量需求；
（三）多数的脱硫出口气态污染物监测系统的配置不合理。由于位置空间的
限制，多数的监测系统中现场取样探头到分析仪之间的距离过长，一旦管线长度
超过 20 米，那么伴热取样管线就容易存在不保温或温度不够高的情况，造成在 管路中有液态水形成，导致极大的测量稳定性和测量误差。
山东某电厂用户 CEMS 系统采样点位于脱硫系统入口,样气湿度很高（>80%），SO2 浓度很大(>2000)，系统 工作不正常，分析仪经常出现湿度报警甚至进水腐蚀。
解决方案 Solution：
博纯公司为其提供了基于 Nafion 干燥技术的解决方案：INDI-GASS。该系统专门为亚洲市场设计，适合当地工 况,效果很好，被称为”Cooler killer”(冷凝器终结者)。
分析系统主机柜中
图 1 系统分析流程图
一般来说气体分析系统的测量误差会比气体分析仪的测量误差大，其最大的 原因就是 在烟气采样和预处理过程中，由于处理不善，导致烟气成分的损失，从 而导致测 量误差。特别是对于实施超低排放的脱硫工程来说，其烟气温度低、水 分含量高 ，而且 SO2 成分浓度低，如果还是使用原有的冷凝除水的办法就容易导 致 SO2 随着冷凝器出来的水分损失掉，导致分析仪器测量的浓度明显偏低。因此 我的技术方案中：
为了改善设备性能及降低价格，博纯完全重新设计了 GASS™模 块。全新的 Indi-GASS™可去除气体样品中的水蒸气、微粒及可凝聚 液体，同时保留水溶性酸性气体，例如 SO2、NOx 和 HCl 从而使测量 更加准确。Indi-GASSTM 是一种即插即用系统，其 1-5 lpm 的处理流 量和 10-20%的适中的水分范围专用于日常的 CEMS 应用。 Indi-GASS™内置于 Nema 4X 外壳中，可直接安装于烟道外部紧挨着 采样探头的位置。这样就无需昂贵的、长时间加热的取样管线，从而 降低了 CEMS 的总成本。
单位 套 套 米 套 台 套 台 台 台 套 台 套
数量 生产厂家
1 厦门 HEPEC
1
20
1
美国博纯
1
德国 KNF
1
1
德国 ABB
1
1 英国 PCME
1 厦门 HEPEC
1
南京埃森
1 厦门 HEPEC
备注
中机国际(湖南)环保科技有限公司
2014 年 12 月 20 日
5
C
TÜV Süddeutschland
点最低降至-20℃ ↘ 不需使用原有压缩机（电子）冷凝器 ↘ 可直接采用现场仪表气,不需进行干燥处理. ↘ 一步到位，气路简单,维护工作量极少。
结果 Result: 该系统使用半年多来，工作一直正常，没有进行任何维护维修，系统也没有了进水腐蚀和堵
塞等现象，提高了系统可靠性，也极大的降低了运维成本。”
1、取样探头的探杆带加热 功能。保证样气在采样和传输过程中 温度保持在 120-150℃，以保证 SO2 在采样过程中不损失。
2、在取样探头后伴热管线 后使用渗透管除水器，这样就可以保 证在除水过 程中 SO2 不损失，而且水分会除得非常彻底，渗透管后的烟气露点保持在-15℃ 以下。
3、在原有系统增加湿度报 警和系统连锁功能，这样就能保证在 有水分干扰 的情况下对系统进行维护检查。
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一、 前超低排放CEMS 监测设备的基本要求和存在的问题
根据国家最近的超低排放要求：燃煤电厂烟气排放二氧化硫不超过 35 毫克/ 立方米、氮氧化合物不超过 50 毫克/立方米，颗粒物含量在 5 毫克/立方米以下，
烟气排放可以达到天然气机组排放标准。
根据中华人民共和国环境保护行业标准-《固定污染源烟气排放连续监测技 术规范》（编号：HJ/T 75—2007）中关于环保验收的标准：
C
The automatic calibration unit for zero and span point must
be
checked yearly. T Sum of all cross sensitivities for above mentioned
cCormபைடு நூலகம்pssonsentssitivity:
against SO , NO, O , CO , NH , NO , CH , N O, CO and H O in
A
typical flue gas concentrations< 4 % of measurement range.
R Detection limit: CO 0.2 % f.s.
量 误差；加 上超低排 放使用湿式 除尘器， 烟气中水分 含量更大 ，高的甚至 达到
20%，如果在气体除水测量之前没有处理好，SO2 成分很可能在除水过程中就随 着水分丢失了，这会造成测量误差最大的原因。而且对于光学方法测量烟尘浓度，
由于烟气中已经含有水分颗粒，而且水分的含量是变化的，故烟尘测量极易把水
美国 Perma Pure 公司中国区代理： 中机国际(湖南)环保科技有限公司 0731-88441787
NO：0
-
3
190mg/m
采用这样的量程配置，所测气体的浓度大致处于 测量量程 30%-50%之间，
这样就可以保证非常高的测量精度，使用这样的配置已经在浙能嘉兴电厂、浙能
温州、浙能兰溪、浙能长兴等应用，使用效果非常好。
2、 烟尘监测仪 由于烟尘浓度非常低，而且水分高，烟气温度低，因此我们选用英国 PCME