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夾江磚廠煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)
TK-1000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（簡稱CEMS），可對固定污染源（如鍋爐、工業(yè)爐窯、焚燒爐等）排放煙氣中的顆粒物、氣態(tài)污染物的濃度（mg/m³）和排放率（kg/h、t/d、t/a）進行連續(xù)地、實時地跟蹤測試。或者說，CEMS是煙氣排放在線監(jiān)測和排污計量系統(tǒng)。

    TK-1000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)一般由煙塵檢測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)四個基本部分組成。

    SO2、 NOx、O2采用本公司自主開發(fā)的SUV-100型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)部分）分析，抽取式熱濕法預處理，其中：

l  SO2、NO_x采用高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術

l  O₂采用氧化鋯

高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術除了能夠測量NO_x外，還能夠分析SO₂、NH₃、CL₂、H₂S、O₃、HCL等氣體。

與抽取冷凝法CMES相比，本系統(tǒng)具有測量準確、可靠性高、投資成本低、響應速度快等優(yōu)點，由于抽取熱濕法采用全程伴熱，避免抽取冷凝法產(chǎn)生的冷凝水吸收SO₂導致測量結果偏低等缺點；

         與原位法CEMS相比，本系統(tǒng)具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設備簡單等優(yōu)點；

         與在位法CEMS相比，本系統(tǒng)具有安裝調(diào)試方便、現(xiàn)場設施要求低等優(yōu)點。

         本CMES系統(tǒng)整機結構緊湊，方便運輸和安裝。

2技術優(yōu)勢

?  所有指標均在高溫狀態(tài)下測量

避免冷凝水吸收導致測量結果偏低，并腐蝕預處理管路；

?  CEMS系統(tǒng)結構簡單，集成度高

在引流泵的作用下，煙氣經(jīng)探頭、伴熱管線后直接進入測量室，測量NO_x濃度，再進入氧化鋯/引流泵模塊后，直接排出，系統(tǒng)構造簡單，集成度高，維護方便；

?  核心器件和算法全部自主研發(fā)

核心器件包括光源、光譜儀、氣體室、濕度模塊、粉塵儀等全部自主研發(fā)，DOAS算法也自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強的市場競爭力；

3技術規(guī)格

尺寸：600mm×800mm×2000mm

重量：約300kg

測量參數(shù)：NO₂、NO、O₂

伴熱管線溫度：120oC～200oC

探頭伴熱溫度：120oC～200oC

防護等級：機柜IP42，其他IP65

供電：220VAC，3000W

環(huán)境溫度：-20oC～50oC

環(huán)境濕度：5%Rh～95%Rh（不結露）

對外輸出：4-20mA，RS232，RS485

4設計標準

       本設計嚴格按照以下標準、規(guī)范：

4.1國家標準

GB/T16157—1996固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法

GB50093—2002 自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范

4.2技術規(guī)范

HJ/T75—2007固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范（試行）

HJ/T76—2007固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢測方法（試行）

HJ/T212—2005污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)系統(tǒng)傳輸標準

HJ/T352—2007 環(huán)境污染源自動監(jiān)控信息傳輸、交換技術規(guī)范（試行）

HJ/T47—1999 煙氣采樣器技術條件

HJ/T48—1999 煙塵采樣器技術條件

5 系統(tǒng)介紹

5.1 CEMS描述

         我方專門針對污染源排放特點，提供具有環(huán)保產(chǎn)品認證的TK-1000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。所有探頭、采樣系統(tǒng)部件都采用耐腐蝕材料，其中，探頭材質(zhì)為特種耐酸不銹鋼(316L) 、過濾器材質(zhì)為陶瓷、采樣伴熱管線為特別定制的Φ8聚四氟乙烯伴熱管。保證在貴公司工況下能連續(xù)可靠運行的要求。

         SO2、NOX、O2在線監(jiān)測系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭以及置于小屋中的分析機柜，標氣組成。其中采樣探頭負責煙氣采樣，高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵；分析機柜負責抽取煙氣，并直接高溫測量SO2、NO_x、O₂指標；標氣用于校準分析儀表。

         系統(tǒng)提供一套功能完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），具有顯示監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理、報表管理、遠程通訊、遠程監(jiān)控、異常報警等功能。

         系統(tǒng)的氣體分析采用抽取冷凝法（全程伴熱直接抽取法），完全符合有關《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范（試運行）》（HJ/T75-2007）要求。

5.2系統(tǒng)流路原理

 

系統(tǒng)采用一拖一模式，進入系統(tǒng)后由一個手動三通閥切換，根據(jù)用戶的需要，選擇某一流路進行分析。

分析儀進入測量狀態(tài)后，氣動球閥切換到采樣氣路，在引流泵的作用下，被測氣體經(jīng)由探頭桿、過濾器、電動球閥進入高溫伴熱氣體室，分析儀利用紫外差分吸收技術（DOAS）對氣體進行分析，得到NO2、NO等氣體的濃度（高溫濕法），并利用氧化鋯測量O2的濃度，最后排空。

分析儀定時會進入校準/反吹狀態(tài)進行自動調(diào)零，此時氣動球閥切換到反吹氣路，調(diào)零電磁閥打開，在采樣泵的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)過濾器、調(diào)零電磁閥后進入氣體室，對氣體室中殘留的被測氣體進行吹掃，從而實現(xiàn)調(diào)零，同時實現(xiàn)氧的量程校準；調(diào)零同時，分析儀控制反吹電磁閥開或關，實現(xiàn)對探頭過濾器的反吹。

5.3系統(tǒng)電氣控制原理

系統(tǒng)電氣控制以紫外氣體分析儀為核心，不再需要PLC

5.4系統(tǒng)機柜說明

系統(tǒng)正面

編號	名稱	說明
(1)	紫外氣體分析儀	氣體室外置
(2)	工控機	安裝數(shù)據(jù)采集、換算、顯示、存儲、上傳軟件
(3)	控制面板	包括控制探頭、伴熱管線和加熱盒的3個溫控表，以及調(diào)零、反吹、量程校準3個按鈕

 

系統(tǒng)反面

 

編號	名稱	說明
(1)	高溫紫外氣體分析儀背部
(2)	加熱盒	可以伴熱到120oC，內(nèi)置氣體室、球閥（電動執(zhí)行機構安裝在加熱盒外部，避免損壞）、氧化鋯/濕度/引流泵模塊
(3)	溫控器背部
(4)	電磁閥	3個，分別實現(xiàn)反吹、校準和引流泵供氣
(5)	控制按鈕背部
(6)	固態(tài)繼電器	與溫控器配套
(7)	電氣控制	實現(xiàn)各種供電的分配、電磁閥/電動執(zhí)行機構等的控制、信號輸入輸出等
(8)	氧化鋯變送模塊	采集鎬頭信號，處理后形成4-20mA電流信號輸出
(9)	微壓流量計	通過測量加熱盒內(nèi)流路上下游的壓差，指示當前樣氣采樣流速
(10)	開關電源	2塊，提供機柜內(nèi)部24VDC、12VDC供電，以及外部粉塵儀、溫壓流一體化24VDC供電
(11)	數(shù)據(jù)采集模塊	負責采集粉塵儀、溫壓流一體化信號（4-20mA），并傳輸?shù)焦た貦C
(12)	過濾減壓閥	為系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定、干凈的高壓空氣

5.5煙氣氣體污染物采樣器

         煙氣氣態(tài)污染物采樣器（以下簡稱取樣探頭）

         樣氣通過取樣探桿進入到取樣探頭內(nèi)，經(jīng)過陶瓷濾芯過濾后，除去樣氣中的粉塵；取樣探頭通過加熱器加熱到120℃～150℃，防止樣氣在經(jīng)過取樣探頭后，產(chǎn)生冷凝水。

5.6紫外分析儀

SUV-100型SO2、NO_X氣體分析儀采用高溫紫外差分氣體分析技術，其內(nèi)部構成如圖：

        分析儀采用紫外差分算法檢測氣體濃度，其中SO2、NO等氣體在紫外波段存在吸收，

         利用光路，分析儀可以采集得到原始光譜，利用樣氣原始光譜和零氣原始光譜，即可計算出吸收光譜，然后利用DOAS技術，可以計算得到SO2和NO等氣體的含量，DOAS技術可以確保計算結果受光路污染、氣體中粉塵等雜質(zhì)的影響小。

型號	SUV-100
原理	紫外差分吸收光譜
量程	最小量程為50ppm，最大量程為100%，支持雙量程，量程比達到1:10
線性度	±1.5% F.S.
示值誤差	< 5%
重復性	< ±0.5% F.S.
零點漂移	< ±1.5% F.S. / 7天
量程漂移	< ±1.5% F.S. / 7天
工作溫度	-10 ~ 50°C
響應時間（T90）	<10秒
4-20mA輸入接口	2路，可靈活配置，100歐負載
4-20mA輸出接口	4路，輸出內(nèi)容可配置，最大帶載能力<800歐
開關量輸入接口	4路，可靈活配置
繼電器輸出接口	8路，輸出內(nèi)容可配置，DC30V2A
通訊接口	1路232，1路485(支持Modbus協(xié)議)
電源/功率	220±20% VAC / 100W
預熱時間	無需

5.7氧含量分析儀

 

a.概述

         氧含量分析儀是山東新澤儀器有限公司自行開發(fā)的針對煙氣連續(xù)排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。采用氧化鋯測量原理，氧化鋯氧分析儀具有結構和采樣預處理系統(tǒng)較簡單、靈敏度和分辨率高、測量范圍寬、響應速度較快等優(yōu)點。

b.測量原理

         氧化鋯材料是一種氧化鋯固體電解質(zhì)，是在純氧化鋯中摻以一定量的氧化鈣或氧化釔經(jīng)高溫燒結后形成的穩(wěn)定的氧化鋯瓷燒結體。由于在它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此，在高溫條件下它是良好的氧離子導體。

   利用它的這一特性，在一定的溫度下，當傳感器兩側的氧含量不同時，它便是一個典型的氧濃差電池。如果在氧化鋯管內(nèi)外涂制純鉑電極，用電爐對氧化鋯管加熱，使其內(nèi)外壁接觸氧分壓不同的氣體，氧化鋯管就成為一個氧濃差電池，在兩個鉑電極上將發(fā)生如下反應：
    在空氣側（參比側）電極上：O2+4e→2O2-
    在低氧側（被測側）電極上：2O2-→O2+4e
當這兩種遷移達到平衡后，便在兩電極間產(chǎn)生一個與氧濃差有關的電勢信號E。
氧電勢值E符合能斯特方程：

 

式中：
R-氣體常數(shù)
T-鋯管的絕對溫度
F-法拉第常數(shù)
P_X-被測氣體氧濃度百分數(shù)
P_A-參比氣氧濃度百分數(shù)，一般為20.6％。

c.技術特點

高精度、線性輸出

量程可選：0-25%或0-100%

多種輸出方式：4-20mA，0-10VDC和RS232通訊接口

外部觸發(fā)自動或手動校準。也可以通過板載按鈕開關來啟動校準

可以在空氣中（20.9%O2）或其他任何已知氧濃度環(huán)境中校準

周期性的3.3VDC邏輯輸出可以用作診斷目的直接監(jiān)測氧泵循環(huán)

可調(diào)的輸出濾波可實現(xiàn)快速、動態(tài)或慢速、穩(wěn)定的輸出響應

電源和傳感器操作LED指示

d.技術指標

測量范圍：0～25%

 測量精度：±2%

檢驗頻率：12個月

 響應時間：<15s

輸出信號：4～20mA

 4～20mA負載：100～750Ω

輸入電壓：220VAC

功耗：15W

存儲溫度：-10～60℃

操作溫度：-10～60℃

 

 

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煙氣分析儀功能介紹 實時氣體濃度測量（SO2、NOx、O2），測量結果可通過4-20mA或RS485/232輸出。 實現(xiàn)分析儀的自動或手動調(diào)零或量程校準。 采用脈沖方式實現(xiàn)自動或手動探頭、流速反吹。 分析儀提供強大的配置功能，通過界面或RS485/RS232接口實現(xiàn)遠程光譜獲取、分析儀各種電磁閥控制、分析儀狀態(tài)信息獲取、分析儀配置等。 支持對粉塵、溫度、壓力、流速、濕度的供電（24VDC）和4-20mA信號采集，并通過RS485傳輸?shù)缴衔粰C。 系統(tǒng)關機前對探頭、氣體室的自動吹掃保護。
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