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煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)路線

取樣和預(yù)處理單元

樣氣在采樣泵的抽力下由取樣探頭取出，樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除，濾除后通過伴熱管線直接輸送到氣室進行分析，不需通過冷凝裝置。氣室溫度保持與伴熱管線和采樣探頭一直在150℃。由控制單元實現(xiàn)自動反吹、自動標(biāo)定、溫度報警提示等功能，并顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)。采用二級精細過濾，確保氣體測量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。

校準(zhǔn)單元：BLA-800具有自動和手動校準(zhǔn)的功能。校準(zhǔn)操作簡單，非專業(yè)人員經(jīng)簡單培訓(xùn)后可熟練操作。自動校準(zhǔn)時間可根據(jù)要求自行設(shè)定時間。系統(tǒng)出廠時提供運行時所需各種標(biāo)準(zhǔn)氣體，標(biāo)準(zhǔn)氣體滿足下列要求：

（1）氣量能滿足系統(tǒng)啟動后一年內(nèi)正常校準(zhǔn)的需要。

（2）所有標(biāo)準(zhǔn)氣體按照國家相關(guān)要求儲存，存在鋼瓶內(nèi)。

（3）交付標(biāo)準(zhǔn)氣體可追朔性文件和說明其種類、濃度和數(shù)量的文件。

反吹單元：當(dāng)系統(tǒng)部件如采樣探頭、皮托管差壓流量計與煙氣接觸時，提供的反吹子系統(tǒng)以防止煙氣堵塞設(shè)備部件。反吹空氣系統(tǒng)失效時，有報警信號輸出。采用0.4～0.7Mpa的儀表風(fēng)對采樣探頭和皮托管差壓流量計進行脈沖式反吹。反吹功能均可以手動或者自動操作，自動反吹周期可以任意設(shè)定。

采用我公司自主研發(fā)的SIC-7型紫外差分光譜氣體分析儀對經(jīng)過過濾除塵的煙氣進行分析，基于差分吸收光譜算法（DOAS），能夠同時測量多種氣體組分如SO₂、NO等，廣泛應(yīng)用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)過程氣體分析系統(tǒng)中。

光源發(fā)出的光束匯聚進入光纖，通過光纖傳到氣體室，穿過氣體室時被待測氣體吸收，由光纖傳輸?shù)焦庾V儀，在光譜儀內(nèi)部經(jīng)光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。根據(jù)此信息采用差分吸收光譜算法得到被測氣體的濃度。

⑴差分吸收光譜技術(shù)（DOAS）                        

DOAS核心思想將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩部分。快變部分與氣體分子結(jié)構(gòu)和組成的元素有關(guān)，是分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與顆粒物、水汽、背景氣，及測量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān)，是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾，準(zhǔn)確性高。

SIC-7紫外光譜氣體分析儀同時采用DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了顆粒物、水汽、背景氣體的干擾，同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結(jié)果的影響，保證了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

⑵儀表特點

? 可靠性高

采用進口脈沖氙燈作為光源，壽命達10年，采用固化光譜儀，無運動部件，可靠性高。

? 測量精度高、穩(wěn)定性好

采用DOAS（差分光學(xué)吸收光譜）算法，測量結(jié)果不受顆粒物、水份等因素干擾,測量準(zhǔn)確度高；同時DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差，測量穩(wěn)定性好。

? 多種組分同時測量

通過對連續(xù)光譜的分析，可同時測量多種氣體化學(xué)組分的濃度，具備高集成度和性價比

? 高度智能化、數(shù)字化

內(nèi)置多塊高性能處理器，處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術(shù)，各模塊具備強大的數(shù)字化配置和監(jiān)測功能；觸摸屏式人機界面，操作簡單、使用方便。

? 采用進口薄型背照式CCD面陣傳感器，具有優(yōu)良的紫外響應(yīng)能力，適合SO₂、NO的檢測需要

氧含量監(jiān)測子系統(tǒng)

電化學(xué)氧傳感器的工作原理是當(dāng)被測氣體氧分子通過透氣膜即可在傳感器內(nèi)發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，當(dāng)氧分子到達正極表面時，發(fā)生還原反應(yīng)，同時負極發(fā)生氧化反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)過程如下：

正極：O₂+2H₂ O+4e→4OH^-

負極：Pb+2OH^-→PbO+ H₂ O+2e

電池處于平衡狀態(tài)時，兩電極間電勢值E恒定不變。陰極和陽極兩個反應(yīng)發(fā)生生成電流，電流大小相應(yīng)地取決于氧氣反應(yīng)速度(法拉第定律)，可外接一只已知電阻來測量產(chǎn)生的電勢差，這樣就可以準(zhǔn)確測量出氧氣的濃度。

顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)

一款高靈敏顆粒物監(jiān)測儀。采用全程高溫抽取系統(tǒng)，使用內(nèi)拋光的不銹鋼管經(jīng)過高溫球閥直接連接檢測器，無吸附，響應(yīng)速度快。檢測器采用高靈敏度激光前散射原理，采用設(shè)計的峭流技術(shù)，在檢測器內(nèi)使用高溫120度潔凈空氣保護鏡片，保證檢測器穩(wěn)定性。整機具有維護量小，檢測靈敏度高，安裝方便快捷，具備自動反吹自動校驗，實現(xiàn)真正免維護的在線監(jiān)測系統(tǒng)。

(1) 主機系統(tǒng)

(2) 主機結(jié)構(gòu)

采樣伴熱管線內(nèi)部采用雙芯管線設(shè)計，其中一根為樣品氣導(dǎo)管，另一根為標(biāo)準(zhǔn)氣體導(dǎo)管。

整機分主機和風(fēng)機箱兩個機箱，主機完成采樣、反吹、檢測、報警、系統(tǒng)控制及本地人機界面，并通過變頻器控制風(fēng)機箱的風(fēng)機實現(xiàn)等速采樣。主機安裝在法蘭上，風(fēng)機放在平臺上或固定在平臺欄桿上；大煙囪，可以承受重量的主機直接安裝到煙道上，風(fēng)機箱放在地面；小煙囪，鐵皮煙囪，主機置于支架上承重，支架高度可調(diào)節(jié)，方便安裝調(diào)試。

(3) 風(fēng)機系統(tǒng)

風(fēng)機采用變頻風(fēng)機，在入口增加0.1um紙質(zhì)過濾器過濾空氣中粉塵雜質(zhì)，為主機提供可變流量的動力氣。

(4) 技術(shù)特點

? 采樣激光前散射原理，超高靈敏度，低檢測限0.1mg/m3

? 全程高溫抽取樣氣并高溫分析測量，不受水汽影響。

? 技術(shù)熱導(dǎo)加熱采樣桿，加熱箱內(nèi)置大口徑高溫氣動球閥，實現(xiàn)停電缺氣自動斷開氣路保護檢測器，并可實現(xiàn)定時反吹的系統(tǒng)免維護設(shè)計。

? 高靈敏度激光前散射檢測器，并使用內(nèi)層煙氣外層高溫氣幕保護鏡片，可做到零維護。

? 整機一體化設(shè)計，全氣路內(nèi)拋光316L不銹鋼高溫加熱一體防吸附設(shè)計，內(nèi)部管路內(nèi)徑達15mm，無軟管連接吸附小響應(yīng)速度快。

? 可實現(xiàn)自動系統(tǒng)全流程零點校準(zhǔn)，有效消除鏡片污染帶來數(shù)據(jù)失真，保證數(shù)據(jù)可靠性。

? 內(nèi)置校準(zhǔn)器，無運動部件，方便快捷，大大提高可靠性。

? 整機輕小，主機重量約30Kg，適應(yīng)現(xiàn)場各種工況條件安裝。

煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)

煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)由煙氣參數(shù)監(jiān)測儀組成，煙氣參數(shù)監(jiān)測儀把皮托管差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器集成一體化。

流速測量采用皮托管法，皮托管流速計主要由“X"型皮托管檢測頭﹑取壓管保護套管﹑差壓變送器﹑反吹控制閥等部件構(gòu)成。測量時將皮托管流速計探頭插入管路中，并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致，全壓探頭測孔正面應(yīng)對來流，檢測流體總壓，并將其傳遞給差壓變送器；同時背壓探頭測孔拾取節(jié)流靜壓也將其傳遞給變送器，變送器讀取動﹑靜壓差值并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的流速比例電流傳送給顯示儀表或計算機進行數(shù)據(jù)處理。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少顆粒物粘附。電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時的系統(tǒng)反吹：當(dāng)探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預(yù)定程序開啟，將儀表風(fēng)同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè)；正常測量時電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。

⑴ 流速測量

? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀

? 型號：BLA-PTV-100

? 測量原理：皮托管加差壓變送器（皮托管+差壓變送器）

? 測量范圍5～40m/s（當(dāng)流速＜5m/s時，皮托管原理產(chǎn)品不適用)

? 輸入電壓：220VAC

? 輸出電流：兩線制4～20mA

? 插入長度：1600mm，或定制長度。

⑵  壓力測量

? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀

? 儀器型號：BLA-PTV-100

? 測量原理：壓力傳感器

? 測量范圍：-10～10Kpa（可根據(jù)買方需求定制）

? 輸出電流：兩線制4～20mA

⑶ 溫度測量

? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀

? 儀器型號：HGSM-100

? 測量原理：溫度傳感器

? 測量范圍：0～300℃（根據(jù)實際工況可選）

? 輸出電流：兩線制4～20mA

? 插入長度：1600mm或定制插入長度。

煙氣濕度分析儀

選用高分子薄膜電容法煙氣濕度分析儀測量煙氣中的濕度。

測量原理：將高分子化學(xué)薄膜沉積在兩個導(dǎo)電電極上，當(dāng)薄膜吸水或失水后，會改變兩個電極間的介電常數(shù)，從而使其電容值與所處環(huán)境的濕度存在函數(shù)關(guān)系。儀器核心傳感部分由玻璃基體，上下層電極和高分子薄膜構(gòu)成。

此方法測量范圍寬，線性好，幾乎沒有滯后，有優(yōu)異的穩(wěn)定性和重復(fù)性

此分析儀集成于紫外差分光譜儀內(nèi)，濕度傳感器安裝在預(yù)處理氣路中，位于恒溫加熱箱內(nèi)，由于樣氣之前已經(jīng)經(jīng)過顆粒物、焦油過濾和全程恒溫伴熱，可有效保護濕度傳感器不受顆粒物和液態(tài)水的影響，從而使此方法濕度儀相對于傳統(tǒng)的在位式濕度儀在使用壽命上大大延長，工作也更加可靠。尤其在測量管道意外停爐，系統(tǒng)意外斷電等特殊情況下，由于預(yù)處理系統(tǒng)的保護，檢測精度不會受到影響。

數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)由集線箱、上位機、CEMSMonitor監(jiān)測軟件、企業(yè)DCS聯(lián)網(wǎng)單元、數(shù)據(jù)遠傳單元等構(gòu)成。集線箱安裝在戶外的平臺上，向平臺上的所有設(shè)備進行供電，接收所有設(shè)備的信號輸出，通過內(nèi)部的處理單元轉(zhuǎn)換為工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用RS485協(xié)議傳輸?shù)絻x表日常維護人員辦公室的上位機。操作人員在可通過安裝在上位機上CEMSMonitor監(jiān)控軟件查詢所有測量信息和儀表工作狀態(tài)信息。上位機軟件同時生成國家環(huán)保部門要求的報表通過數(shù)據(jù)遠傳單元（GPRS、Internet等）傳送到環(huán)保行政主管部門，上位機也可以連接DCS聯(lián)網(wǎng)單元實現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)部的DCS聯(lián)網(wǎng)，通常采用RS485通訊協(xié)議。

? 監(jiān)控軟件：污染源在線管理系統(tǒng)監(jiān)控軟件CEMSMonitor,該軟件是根據(jù)國家、地方大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，落實政府關(guān)于控制大氣污染，改善空氣質(zhì)量的決定，實施大氣固定污染源排放在線連續(xù)監(jiān)測，為排污申報、總量控制、排污收費提供及時、有效的數(shù)據(jù)需要研制而成，可以用于個體污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，也可廣泛適用于各級環(huán)境監(jiān)測站和大中型企業(yè)進行空氣質(zhì)量的監(jiān)測評價和空氣質(zhì)量日報。

? 特點：

2 具有完整的數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸功能；支持局域網(wǎng)分布操作。

2 系統(tǒng)實時工作，實時數(shù)據(jù)采集迅速、穩(wěn)定，傳輸速度快，通過遠程通訊迅速及時地掌握煙氣污染的實時狀況，有較高的時間分辨率。

2 系統(tǒng)具有定時自動校準(zhǔn)、自動診斷和自動報警功能；在嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序下運行，所得數(shù)據(jù)具有較好的可比性和可追溯性。

2 系統(tǒng)長期連續(xù)的運行，不但可獲得大量數(shù)據(jù)，從容適應(yīng)對各類污染源的監(jiān)測要求,全面反應(yīng)污染源排放和治理設(shè)施運行的真實情況，而且可得出污染變化規(guī)律，為污染預(yù)測預(yù)報、環(huán)境評價提供詳實可靠的技術(shù)依據(jù)。

2 系統(tǒng)根據(jù)不同情況，提供了良好的參數(shù)修正功能，可幫助系統(tǒng)管理員和維修人員對各種測量儀器和傳感器的工作狀態(tài)進行診斷。

2 系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)顯示和實時曲線，能自動生成各種報表。