烟气在线连续监测系统 CEMS培训
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超低排放烟气排放连续监测系统 （CEMS） 李龙
2017年11月24日
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。
CEMS 的概念
• 烟气排放连续监测系统（Continuous emission monitoring systems for flue gas ）简称CEMS ，测定污染源颗粒物 和/或气态污染物浓度或排放速率所需的全部设备。它是 由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体 系。 • 采样系统：采集、输送烟气或使烟气与测试系统隔离。 • 测试系统：检测污染物，显示物理量或污染物浓度。 • 数据采集、处理系统：采集并处理数据，生成图谱、报表， 控制生动操作功能。
Baidu Nhomakorabea
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
• • •
常见故障处理
现象：样气流量低 • 可能原因：取样探头滤芯堵，更换滤芯； • 恒温阀组管路堵，疏通管路； • 样气泵膜片脏污，清理膜片。 • 现象：仪器示值偏低 • 可能原因：气路出现了泄漏 • 处理：系统在取样状态下，将样气进气口拆下，堵住样气的进口，如 果在一分钟的时间内，样气的流量不能降低到0，说明系统机柜之内 有泄漏点。
系统的构成及原理
. 烟气流量计 . 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。 • 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 ℃ #1机烟囱入口流量采用的是 矩阵式烟气流量计。（多点 测量）
除去样气中含水量。（烟囱入口设计预留有磷酸除湿） 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在1.2～～ 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
系统的构成及原理
数据采集、处理和控制系统
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
功能 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
校验步骤
• • • • • FGD校验量程为0-5000mg/m3 零点标定选用氮气浓度为百分之99.9高纯氮 满度标定选用标气为SO2 1597mg/m3，氧气为百分之七 校验时按下calibration zero 俩按钮带数值不变时完成。完 成后按calibration键复位 烟囱校验与FGD校验步骤一致，需要注意的是烟囱烟尘量 程为200标定需用161mg/m3的SO2标气 烟尘量程0-15 O2量程0-25 NO2量程0-200
预处理系统常用备件
膜式过滤器 压缩机制冷器 气水分离器
取样泵 精密过滤器
系统的构成及原理
• 基本测量原理：采用抽取气体进行分析的方法。 烟道中的气体经过加热的取样探头，伴热取样管 路，进入到样气预处理装置；在预处理装置中， 样气经快速冷却除去水分，而后进入红外分析仪 进行分析。 • 由于对样气采取了全程伴热，快速冷凝脱水的方 法，最大限度的降低了SO2的损失，提高了分析 精度。 • 红外分析仪器采用不分光红外原理，不同组分的 气体分别吸收相应波长的光线，根据气体吸收光 线强度的情况来测定气体组分的含量。
SCS-900 series 结构示意图
系统的构成
系统的构成
系统的构成及原理
• 反吹系统的作用： • 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。我公司反吹周 期是4小时。
系统的构成及原理
• 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。
2017年11月24日
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。
CEMS 的概念
• 烟气排放连续监测系统（Continuous emission monitoring systems for flue gas ）简称CEMS ，测定污染源颗粒物 和/或气态污染物浓度或排放速率所需的全部设备。它是 由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体 系。 • 采样系统：采集、输送烟气或使烟气与测试系统隔离。 • 测试系统：检测污染物，显示物理量或污染物浓度。 • 数据采集、处理系统：采集并处理数据，生成图谱、报表， 控制生动操作功能。
Baidu Nhomakorabea
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
• • •
常见故障处理
现象：样气流量低 • 可能原因：取样探头滤芯堵，更换滤芯； • 恒温阀组管路堵，疏通管路； • 样气泵膜片脏污，清理膜片。 • 现象：仪器示值偏低 • 可能原因：气路出现了泄漏 • 处理：系统在取样状态下，将样气进气口拆下，堵住样气的进口，如 果在一分钟的时间内，样气的流量不能降低到0，说明系统机柜之内 有泄漏点。
系统的构成及原理
. 烟气流量计 . 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。 • 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 ℃ #1机烟囱入口流量采用的是 矩阵式烟气流量计。（多点 测量）
除去样气中含水量。（烟囱入口设计预留有磷酸除湿） 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在1.2～～ 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
系统的构成及原理
数据采集、处理和控制系统
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
功能 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
校验步骤
• • • • • FGD校验量程为0-5000mg/m3 零点标定选用氮气浓度为百分之99.9高纯氮 满度标定选用标气为SO2 1597mg/m3，氧气为百分之七 校验时按下calibration zero 俩按钮带数值不变时完成。完 成后按calibration键复位 烟囱校验与FGD校验步骤一致，需要注意的是烟囱烟尘量 程为200标定需用161mg/m3的SO2标气 烟尘量程0-15 O2量程0-25 NO2量程0-200
预处理系统常用备件
膜式过滤器 压缩机制冷器 气水分离器
取样泵 精密过滤器
系统的构成及原理
• 基本测量原理：采用抽取气体进行分析的方法。 烟道中的气体经过加热的取样探头，伴热取样管 路，进入到样气预处理装置；在预处理装置中， 样气经快速冷却除去水分，而后进入红外分析仪 进行分析。 • 由于对样气采取了全程伴热，快速冷凝脱水的方 法，最大限度的降低了SO2的损失，提高了分析 精度。 • 红外分析仪器采用不分光红外原理，不同组分的 气体分别吸收相应波长的光线，根据气体吸收光 线强度的情况来测定气体组分的含量。
SCS-900 series 结构示意图
系统的构成
系统的构成
系统的构成及原理
• 反吹系统的作用： • 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。我公司反吹周 期是4小时。
系统的构成及原理
• 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。