烟气连续监测系统产品说明书.docx

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烟气连续监测系统产品说明书

除尘设备及烟气连续监测系统

产品设计方案（说明书）

鞍山圣生机电环保设备厂

地址：

辽宁省鞍山市铁东区一道街

6564242

烟气连续监测系统

系统设备介绍：

    SS-CEMS是鞍山圣生机电环保设备厂研发的新一代烟气监测系统。

采用国际领先的激光透射法测量烟尘浓度，通过热管完全抽取采样、采用非分散红外吸收法测量烟气中污染物的浓度，包括SO2、NOX、CO、CO2等多种烟气成分。

使用皮托管、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、氧化锆氧量分析仪等来测量烟气参数，用工控机、PLC及本厂独立开发的软件系统来处理数据、进行实时监控，生成图表、报表，控制系统操作。

烟尘测量子系统

一、系统原理

    依据朗伯-比尔定律，采用双光程或单光程激光不透明度原理测量烟尘浓度。

仪器由发射/接收装置或反射装置两部分组成，光源发射的一束光通过烟气，由安装在烟道对面的接受装置接收或由反射装置反射后再经烟道回到接受装置，其光强由于烟气中烟气颗粒对光的吸收和散射而衰减。

透过烟气的光的比例称为透光度，经过烟道损失的光的比例成为不透光度。

    不透光度测尘仪是基于朗伯-比尔定律而设

计的测定烟气中颗粒物浓度的仪器。

朗伯-比尔定律表明光通过含有颗粒物的烟气的透过率与acl呈指数下降，即：

T=I/I0=exp（-acl）

式中：

  T-------光通过烟气的透光度；

  IO------入射光强；

  I-------出射光强；

  a-------衰减系数；

  c-------烟尘浓度；

  l-------光程，光通过烟气的距离。

    对于稳定的介质和固定的波长，a为常数；对于固定的烟道，I为常数。

因此，C只与I/

有关。

  二、透光度：

    ⑴透光度是接收光强与发射光强之比：

T=I/I0

    ⑵不透光度是衰减的光强与发射光强之比：

    透光度和不透光度相对于粒子浓度（监测仪器的电流输出）均为非线性参数。

为了得到相对于粒子浓度的线性参数，引用了消光度的概念，透光度、不透光度和消光度之间的关系见下式：

                   E=log（l/T）=-log（T）=acl

图1透光度、不透光度和消光度的关系函数图

三、单光程颗粒物监测仪器

    激光发射器和接收器分别置于烟道两侧，由于烟气中颗粒物的吸光效应，接收器接受到的光通量与烟道内颗粒物浓度有相应关系。

                       图2单光程颗粒物监测仪器系统图

                           图3系统配置图

四、双光程颗粒物监测仪器

    双光程颗粒物监测仪器将发射器和接收器部件装在同一个壳体中，安装在烟道同一侧。

另一侧用反射装置取代了接收器。

其优点是结构紧凑。

五、技术指标：

测量方法

单光程传输

    光源

    激光二极管，658nm，30mw

    测量范围

    含尘浓度：

0-10000mg/m3（F.S.±2%）

    测量路径

    0.3~20m

    响应时间

    小于10秒/90%F.S

    模拟输出

    2通道，4~20mA，负载：

750Ω

    数字输出

    6通道（0.5A，125VACor0.3A，60VDCor1A，30VDC）

    1）电源失效2）校验3）故障状态4）维护5）极限值

    数字输入

    2通道（干触点）：

1）工控机校验2）极度粉尘含量

    接口

    1）RS-422：

接发器和主控制器之间2）RS-232：

维护使用

    信号处理

    16位模拟转换器

    净化空气鼓风机

    1）输出功率：

0.4KW2）电源：

220V

    3）最大空气流量：

1.5m3/min

    净化空气传感器

    1）压力传感器：

0~100.0KPa（净化空气压力探测器）

    2）电源：

12~24VDC

    安全闸门电压

    24VDC

六、系统特点：

    ⑴光学系统技术可以支持长测量距离和高温（超过700℃）烟气的测量。

    ⑵安装在地面操作室的烟尘主控制器能对仪器的激光发射、接收装置进行标定、测量镜头的污染程度，同时在系统内进行自动补偿。

    ⑶立体角和锁定信号处理使震动和外部噪声影响减到最小。

   ⑷激光发射、接收装置内部的恒温系统使由于温度变化造成的偏差降到最小。

    ⑸烟尘主控制器具有烟尘浓度超标或镜头污染达到极限值的报警功能。

    ⑹系统运行稳定，维护方便。

（如量程改变、光学系统检查等维护均可在地面操作室完成）。

烟气测量子系统

一、系统原理

    样气以恒定的流量注入检测室，当红外线穿过检测室、参比室时，样气吸收一定的红外线能量，穿过参比室和检测室后的红外线的光强度产生差值，检测器通过MICROPHONE将光强度差值转换成电信号，最后计算出样气中待测成分的浓度。

                              图1原理示意图

二、技术指标

测量方法

    非分散红外吸收光谱法（NDIR）

    测量范围

    SO2：

0-5000mg/m3

    NOx：

0-2000mg/m3

    重复性

    ±1%

    漂移

    零点：

±1%

    量程：

±2%

    响应时间

    ≤60s

    模拟输出

    4-20mA

    数字输出

    数字输入

    1）电源失效2）校验3）维护状态标定

    电源

    90-264VAC

三、NDIR分析仪的结构

主控制单元

    ⑴CPU、信号处理

    ⑵控制/显示功能，输出电流4-20mA

    ⑶用PLC、工控机来加工处理控制信号（标准）

    ⑷传送电源失效、仪器故障、标定、维护等状态给工控机

    温度控制单元

    温控、校对

    光源部分

    红外光源，截光器，PAS，滤光片

    气体单元

    进气、排气、测量室、参比室

    前端面版

    LCD显示，输入部分

    后端棉版

    电源、通讯、数字输入、数字输出

三、系统特点

    NDIR气体分析仪的特点是精确高、多功能、操作简单，LCD显示、状态输入输出，故障自诊断，自动标定，具有RS485，RS232通讯接口。

气体分析仪不仅可以对环境污染物进行检测，还可以在实验室用于各种实验。

烟气参数测量子系统

一、温度

    温度测量采用铂电阻温度探头，铂电阻的阻值和温度的函数关系好，通过软件和硬件的补偿可以实现温度的高精度测量。

二、流量

    采用压差法测量烟气流量（流速）。

皮托管法的主要设备是皮托管和差压变送器。

皮托管有两个测压孔，一个孔对准气体流动方向，测量的是总压，另一孔顺着气流方向，两孔之间压力差为动压。

流速与动压的平方根成正比。

由于烟气中的粉尘很多，粉尘一旦附着在总压孔上，风速系数变化，测量误差明显加大。

为了解决这个问题，增加了反吹系统，定时进行反吹。

    本系统配置的流速测量仪是选用韩国SK-DASAN公司设计，宇星科技生产的S型皮托管，测得数据经过A/D转换和信号调理后通过RS485接口送往数据处理控制中心。

具有4-20mA、RS485、RS232通讯接口。

三、压力

    压力测试仪安装在烟囱现场平台处，使用绝压传感器测量烟气压力。

    本系统配置的压力测试仪是选用美国瑟尔瑟斯，测得数据经过A/D转换和信号调理后通过RS485接口送往数据处理控制中心。

具有4-20mA、RS485、RS232通讯接口。

四、氧含量

    利用氧化锆测氧电极来测量烟气中的氧含量。

传感器是氧化锆电解质组成的氧浓差电池，在理想的状态下，它遵循能斯特方程。

因此，只要测出被测气体的绝对温度及电池电势，就可以求出被测其他的氧含量。

具有简易的操作界面，安装、使用方便，维护工作量小的特点。

五、湿度

    利用湿度计的的方法测量。

本系统配置一台湿度计，为芬兰VAISALA公司生产的型号为HMS535C分析仪。

具有4-20mA、RS485、RS232通讯接口。

烟气取样系统

一、系统描述

    烟气采样装置包括不锈钢采样枪，粉尘过滤器及可调温控加热器。

采样单元设计成方便安装、维护的整体，安装在烟道取样孔上。

粉尘过滤器由不锈钢滤网制成，过滤精度1μm。

温控加热器0-350℃可调。

    采样气体通过拌热管输送到烟气处理单元。

拌热管内的输气管为耐腐蚀、耐高温的聚四氟乙烯管。

根据烟气的露点，采样管温度一般控制在90℃~250℃，即可保证烟气在采样管内不会结露。

伴热管外有坚固的耐热橡胶防护层，中间有玻璃纤维保温，温度为0℃~280℃可调.

    采样探头和伴热管可以定时由系统自动或手动进行反吹清扫。

由于样气采样和输送均采用可控伴热方式，因而最大限度的避免了结露而造成的管路污染、堵塞。

不锈钢和聚四氟乙烯等防腐材料的使用，使系统的抗腐蚀性能大大提高。

    样气到达机柜后,首先进入气水分离器。

气水分离器由不锈钢或玻璃钢制成，其外侧有冷却风扇，热样气进入后迅速降温达到室温附近，故在其后的管路中不会结露，从而避免SO2溶解于水而影响测量精度。

    样气通过三氧化硫捕捉器，将影响二氧化硫测量的三氧化硫去除。

再经过隔膜抽气泵、二级电子致冷器、薄膜渗透干燥器三级除水。

隔膜抽气泵最大抽气量约为10L/min，调节采样量为3L/min。

样气进入电子致冷器前分为两路，一路和凝结水一起进入恒压阱，另一路经过过滤管进入电子致冷器，被冷却到2℃，然后再经过渗透干燥管进一步干燥，露点达到-30℃以下，进入分析仪的检测室。

                                图1采样系统图

二、系统特点

   ⑴不锈钢采样探头和初级过滤器直接相连，大于1μ粉尘被完全滤除。

初级过滤器设计成筒形，安装和更换方便。

   ⑵采用两级电子致冷器，除水效果更好。

   ⑶烟气采样装置适用于高温、高浓度粉尘的排放气体。

   ⑷采用防腐材料，解决了烟气的腐蚀问题。

   ⑸考虑并解决所有影响测量的因素，使系统测量的精确度更高。

三、拌热管

    耐腐蚀氟塑料的采样管，防冷凝的拌热电缆，集于一体。

采样管内部保持一定的恒温，使气体在管内不冷凝，保持在露点以上进行输送。

坚固的加强外护套可防止损坏。

采样管的寿命在十五年以上。

数据采集处理系统

一、硬件部分

    工控机（含显示器）、PLC、MODEM

二、软件部分

    SS-CEMS烟气在线监测系统软件

    SS-CEMS-Remote远程烟气在线监测系统软件

三、软件系统概述

   SS-CEMS烟气在线监测系统是鞍山圣生机电环保设备厂为监测工业固定污染源而开发的一套无人值守、24小时工作的连续监测系统。

    通过工控机串行通讯口与数据采集处理系统（PLC）连接，并实时的从仪器上采集数据；能将采集到的数据分析处理后保存到数据库中并通过图表等形式表现在显示终端上；通过计算机控制仪器设备的各种操作；对采集到的数据进行查询、打印或导出到EXCEL表格中；将监测数据生成并打印成国家标准的数据报表。

    通过MODEM和公用电话网建立连接后，可在远程系统上实时监测仪器的数据及各种状态，及控制现场仪器的各种动作。

四、软件功能

    CEMS烟气在线监测系统软件采用模块化结构设计，在多任务系统、多个功能可同时执行，中文图形操作界面简单明了。

    主要功能有：

    ⑴系统设置：

设置通讯系统参数、使用本软件的操作员；

    ⑵监测参数设置：

设置各个监测项的通讯参数、状态参数等；

    ⑶实时数据监测：

能实时的从与计算机连接的仪器上采集数据，并进行分析显示，可实时显示各种监测数据及系统运行时各部分的运行状态；

    ⑷设备控制：

能在计算机上对仪器进行控制；

    ⑸历史数据查询及图表显示：

可以按时间段来查询各烟道的历史测量数据并可以图形的方式显示；

    ⑹数据报表的打印：

可以打印小时平均值日报表、日平均值月报表及月平均值年报表。

特性烟气在线连续监测解决方案

特性气体在线监测仪

一、概述

   SS-CEMS-867气体分析仪是第二代烟气连续监测仪器，使用离子电极传感器，可以精确地测量HF、NH3等气体的浓度，它能够监测周围空气，废物焚烧炉，及加工应用处理等等中各种的气体含量。

仪器由微处理器控制，用户友好界面，并有数字数据显示的菜单驱动软件。

对于无人看管运行，其长期稳定性要通过使用高稳定模拟及处理器电子，带有探测器的数据温度控制及两点自动校准。

   安装特征污染物，除了对环境在线监测的意义之外，更重要的是也是对生产状况的监控，尾气排放监测可以反映生产过程中是否出现问题。

   HF、NH3等都属于有毒气体，如果这些气体排放超标，对生产工人、对周边环境都会造成很大的影响，甚至引发污染事故，安装这些监测因子，可以很好的做好防范，对干部职工以及周边居民的身体健康很重要。

二、适用范围

   电解铝厂，熔炉，核燃料工厂，化肥工业，制陶业，玻璃工业，有害和城市废物焚化炉，氢氟酸制造，HF烷化单元，氟立昂制造及半导体工厂。

   有毒区域监测：

大气环境监测，固定污染源排放口，存储区，加工处理区等。

三、可监测因子

   HCL、HF、F2、NH3、CLO2、Br、CL2、UF6、H2S

四、技术原理

   运行原理

   样气流程如下：

采样管→电伴热管→清洗器→溶液泵#1→除沫器→标定系统→溶液泵#2→测量室→排水管

   测量：

连续的气样来自周围空气，加工处理气体或是焚烧炉等。

使用Eeflon样品线。

然后样品被一个镀Elfion隔膜抽气泵抽入喷雾气体清洗器。

气体流动速率在清洗器入口保持恒定。

仪表泵引入恒定的除离子水进入水喷雾剂薄雾。

测量样品继续进入一个混合室内，在混合室内，加入缓冲试剂。

样品接着通过电热控制温度区，并通过测量电极和参考电极，测量出活动势差。

通过放大和处理成合适的仪表输出信号。

   采样

   当测量灰尘含量较高的有毒气体含量时，采样气包含大量灰尘颗粒，我们采用用精密过滤器除去大的灰尘颗粒，以保证测量的精确。

分析仪能够连续检测来自烟囱出口，进口监测仪的气体排放。

也能够用来监测社区空气的周围水平。

   多点采样系统

   一套仪器可选择多个点采样，系统可以监测不止一个污染源。

   一个可编程控制器用于按序激活每个电磁阀开口的定时和持续时间，为每个采样点提供报警继电器和模拟输出。

五、技术特点

   自动标定（两点-内部或外部标气）

   远距离或内部激活标定

   PPB级双测量范围

   PPM级双测量范围

   内部曲线校正

   多种输出信号

   多种输出报警

   维护方便性，低成本运行，容易更换消耗性材料

   每时，每日平均值报表

   抗震和抗外界冲击力

   不需要仪器风

   测量范围改变可调节

   标准支架安装                          

防爆环境在线监测系统

   针对在线监测系统安装现场的需要，对于炼钢转炉等现场必须采用防爆设备，才能保证项目的安全性，我司提供的防爆环境在线监测系统，从烟尘测量系统、烟气采样系统、烟气参数测量系统、烟气分析处理系统进行了防爆设计，确保整个SS-CEMS在线监测系统能完全将可燃气体和可能产生的电火花隔离开来，达到防爆目的。

防爆环境在线监测系统所涉及的所有防爆部件均有防爆合格证。

   一、SS-CEMS防爆型烟气连续监测系统的设计标准

   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》

   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/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》

   GB13223《火电厂大气污染物排放标准》

   GB3095-1996《环境空气质量标准》

   HJ/T48《烟气采样器技术条件》

   DL414-91《火电厂环境监测技术规范》

   《JB5518-91工业热电偶与热电阻隔爆技术条件》

   《GB3816.15-2000爆炸性气体环境用电气设备:

危险场所电气安装》

   《GB12476.1-2000可燃性粉尘环境用电气设备:

电气设备技术要求》

   二、防爆设备及防爆安装设计

   1.采样系统

   采样使用圣生机电环保自主研发的SS-CY-02Ex型烟气采样探头，其结构紧凑，拆卸方便。

SS-CY-02Ex型烟气采样探头采用316L耐热耐腐蚀不锈钢材料或TEFLON材料，适用于多种烟气采样条件。

   烟气采样系统安装过程中，均采用防爆电磁阀、防爆气动球阀、防爆电热带、防爆温控器，其防爆等级均达到或优于国标要求，接线严格按照国家相关标准连结。

   2.烟尘分析仪：

SS-CEMS02Ex型防爆烟尘测试仪，该仪器基于摩擦电测量原理，测量准确，运行稳定，安装为单端安装，维护简单，使用寿命长。

   3.烟气参数测量系统：

采用TF100Ex型防爆热敏流量计以及防爆型压力变送器，该变送器可直接安装在采样现场。

   4.防爆室：

防爆室外壳为钢质外壳，防护等级为IP56，防爆标志为ExpdemⅡCT4。

烟气分析仪安装在防爆室内，

   5.安全栅：

采用安全栅，控制电路防爆等级为EExiaIIC。

   6、SS-CEMS防爆型设备具有防电、防雷、防辐射、防火的设计。

水质在线自动监测系统

SS-WQMS特定因子水质在线自动监测系统

一、系统简介

    SS-WQMS特定因子水质在线自动监测系统可以实现水质的实时连续监测和远程监控，方便环保、水利等主管部门及时掌握河流、湖泊等重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等。

    系统由具有自主知识产权的水质监测信息管理系统、监测分析仪器、数据采集通讯系统、辅助系统等组成。

监测仪器采用模块化设计，监测因子可根据不同监测水体可进行扩展。

具有强大的现场显示控制、检测告警、故障报警、断电保护和来电自动恢复、自动校准、自动清洗的功能，现场可实现无人值守。

                        图1水质在线自动监测系统图

二、系统功能

    ⑴可配套监测项目：

高锰酸盐指数、总有机碳（TOC）、BOD、氨氮、总氮、硝酸盐、亚硝酸盐、总磷、磷酸盐、硫化物、重金属砷、铅、镉、六价铬、铜、氰、酚、氟、油份等；

    ⑵数据统计、分析、打印、通讯等综合管理功能；

    ⑶正、反向气水反冲洗系统；

    ⑷系统运行时间、液位、压力自动控制。

三、系统特点

     ⑴双泵双回路取样系统，可靠性大大提高；

     ⑵系统高度集成一体化设计，内部预留扩展接口，扩展非常方便；

    ⑶实时监测水质变化情况，现场无人值守自动运行；

     ⑷采用国内外技术先进的传感器以及功能完善的系统集成技术，系统运行稳定可靠；

     ⑸内置闪电保护电路，增强型EMC电磁防护；

     ⑹输入、输出信号之间电气隔离，互不干扰；

     ⑺通讯功能强大，可实现反控功能，方便主管部门监督管理；

     ⑻模块化设计，传感器可任意组合，扩展功能强大；

     ⑼断电保护和来电自动恢复功能，复电后历史数据、校准斜率和设定参数不丢失；

     ⑽超标、故障自动报警，支持GSM、CDMA报警；

     ⑾独特的气水自动反清洗功能，可有效防止藻类滋生。

常规五参数在线自动监测系统

    水质在线自动监测系统的核心是在线自动分析仪器仪，SS-WQMS-F系统用来监测水体常规水温、PH值、溶解氧（DO）、电导率、浊度五个基本参数。

   系统高度集成，只要添加模块就可以扩展系统功能；具有强大的现场显示、控制功能，传感器可以任意组合，无须添加试剂，不存在试剂消耗

五参数如下：

除尘技术

电除尘器：

一、工作原理

    电除尘器的原理是含尘烟气通过高压电场时，与电极间的正、负离子和电子发生碰撞或在离子扩散运动中荷电，带上电子和离子的尘粒在电场力的作用下向异极性电极运动并吸附在异极性电极上，通过振打等方式使电极上的灰尘落入集灰器中。

    实践证明：

静电场强度越高，电除尘器的效果越好；且以负电晕捕集灰尘之效果最好；所以，本类设备设计为高压负电晕电极结构型式。

二、设备简介

    电除尘器的结构包括电气及机械两大部分，其主要构件及功能分述如下：

    ⑴电气部分

    电除尘器电气部分由高压直流电源（包括其控制系统）和低压控制系统组成。

    高压电源目前常规配用型号为GGAJ02型，其型号含义为：

该套装置一般包括高压整流变压器、电抗器和自动控制柜；能灵敏地随电场烟气条件的变化，自动调整电场电压；能根据电流反馈信号调整电场火花频率，使其工作在最佳状态下，达到最佳收尘效果；该装置具有比较完善的连锁保护系统；该装置可按用户需要加配计算机管理系统。

    低压控制系统及其包括的功能：

    ①阴、阳极振打程序控制；

    ②高压绝缘件的加热和加热温度控制；

    ③料位检测及报警控制；

    ④排灰（及输灰）控制；

    ⑤门、孔、柜安全连锁控制；

    ⑥灰斗电加热功能；

    ⑦进、出口烟气温度检测及显示；

    ⑧通过上位机设定低压系统的功能和参数；

    ⑨综合信号显示和报警装置。

    注：

根据需要选择设置上述功能。

    ⑵机械部分

    机械部分从结构来分可划分为内件、外壳和附属部件。

    ①内件

    ★阳极系统

    阳极系统由阳极悬挂装置、阳极板和撞击杆等零部件组成。

阳极板为收尘极，它是由δ1.2-δ1.5的薄板在专用的轧机上成型的，我公司目前主要有480C型。

    由若干块阳极板组成的阳极排。

阳极排具有较好的刚性和平面度。

    ★阴极系统

    阴极系统为多点吊挂的笼式结构，由阴极吊挂、上横梁、竖梁、阴极线和极线框架等零部件组成。

阴极线为放电极，它是由专用设备制成的。

我公司主要有管型芒刺线系列和螺旋线系列两类线型。

它们是电除尘器的关键零部件之一。

    阴极吊挂是把整个阴极系统吊挂在顶部大梁上并与支承物（大梁）高度绝缘的部件，并引入电源高压的负极。

    竖梁、上横梁和框架等组成了一个坚固的笼结构，是阴极线的支持体。

阴极振打轴系固定其上。

    ★阳极振打

    阳极振打由阳打传动装置、振打轴系和尘中轴承的等零部件组成。

形成了一个完整的由机械传动的旋转自由落锤式下部侧振打的清灰系统。

    ★阴极振打

    阴极振打由阴极传动装置、竖轴、大小针轮、振打轴系和尘中轴承等零部件组成。

传动方式分顶部传动和侧部传动两类。

    振打装置是电除尘器的一个很重要部件，通过振动使积附在极板、极线上的灰尘以饼状振落下来落入灰斗。

    由于阴极振打尘中轴承固定在带有负高压的阴极系统构件上，所以阴极振打轴端串联有一支用来绝缘和传递扭矩的电瓷转轴，以便隔离高压电和传递振打力矩。

    ②外壳

    外壳