烟气在线监测系统范文1
关键词： 极限电流型氧化锆 喷射引流 铵盐沉积
中图法分类号： X831 文献标识码： A
0 引言
氮氧化物是燃煤电站排放的主要污染物之一。2011年国家环境保护部《火电厂大气污染物排放标准》中，规定了严格的排放标准，2014年7月1日现有火力发电锅炉NOX排放值要求低于100 mg/m3。脱硝烟气在线监测系统的可靠性对脱硝系统的正常运行起着至关重要的作用。
1 双池多层厚膜氧化锆的原理
1.1 普通氧化锆型氧气分析仪的传感器检测原理：
氧化锆固体电解质为氧离子导体，在600℃以上，具有较好的氧离子导电性。它是利用氧化锆的浓差电动势（即浓差电池）效应，来检测气体中氧气含量的。其检测原理见图1，在氧化锆电解质的两面各烧结一个铂电极，当氧化锆两侧的氧浓度不同时，氧浓度高的一侧的氧以离子形式向氧浓度低的一侧迁移，结果使氧浓度高的一侧铂电极失去电子显正电，而氧浓度低的一侧铂电极得到电子显负电，因而在两铂电极之间产生氧浓差电势。此电势在温度一定时（600℃以上），只与两侧气体中氧气含量的差有关。若一侧氧气含量已知（如空气中氧气含量为常数），则另一侧氧气含量（如烟气中氧气含量）就可用氧浓差电势表示。测出氧浓差电势，便可知道烟气中氧气含量，其形成的电压与氧气浓度差对数相关。
1.2极限电流型氧化锆原理
极限电流型氧化锆是在ZrO2 基片两面涂覆多孔铂电极，一侧电极上用开有扩散孔的封闭结构覆盖，在600℃以上的工作温度下，两极间施加一定电压，环境气氛中的氧气将通过扩散孔从电解质的一侧泵向另一侧，这种作用称为氧泵，氧泵作用形成的氧离子电流称为氧泵电流，见图2。
阴极发生还原反应：O2+4e2O2-
阳极发生氧化反应：2O2-O2+4e
当电压逐渐从零增大时，电流最初随电压升高而增大，但由于受氧分子向阴极扩散速度的影响，使得电流最终达到饱和而出现电流极限，平台处电流即为极限电流，极限电流的大小与环境气氛中的氧气浓度成正比， 因此可以通过极限电流来测量气氛中的氧气浓度，这就是极限电流式氧化锆传感器测氧的基本原理。
由上述工作原理可看出，极限电流型氧化锆在测量中，当负电极侧完全没有氧气时，氧化锆中就没有极限电流，所以该氧化锆不存在零点漂移的问题。
1.3 双池多层厚膜氧化锆检测NOX和O2的原理和结构，见图3
1.3.1 被测气体扩散进入传感器第一测量池：
第一测量池内的氧气被排出，产生极限电流，通过测量极限电流来测量被测气体中的氧气浓度，其浓度量纲为 % V/V；同时第一测量池内的二氧化氮发生分解反应：2NO22NO+O2，完成NO2NO转换。由于其转换过程分解出的氧气，浓度量纲仅为10-6 V/V，故不影响氧气测量的结果。
1.3.2 被测气体继续扩散进入氧化锆第二测量池：
第二测量池内一氧化氮产生分解： 2NON2 + O2，分解的氧气被排出，产生极限电流，通过测量极限电流来测量被测气体中的氮氧化物浓度。
通过上述过程，在一个传感器内部连续完成了氧气的检测、二氧化氮向一氧化氮的转换和氮氧化物的检测。传感器由氧化锆厚膜材料组合成一体结构，测量池、加热和控温均密闭在传感器中，非常精巧，从结构上称之为“双池多层厚膜氧化锆”。
2 脱硝烟气在线监测系统的采样原理和技术特点
2.1脱硝烟气在线监测系统的采样原理
该系统采样为完全抽取式，采用喷射引流+烟气回流的组合探头。其工作原理为：通过探头的回流孔向烟道内持续喷射压缩空气，利用文丘里管的原理，将烟道内的烟气引至烟道外传感器下方检测，检测过的烟气再与喷射空气混合送回到烟道内，见图4。
2.2 脱硝烟气在线监测系统测量特点
传统的红外或者其他分析仪一般只可检测NO，不能检测NO2 。在脱硝系统后的烟气中，NO2在NOX中的比例大幅上升，并且也不是一个固定比例，一般在20%～60%区间内变化，所以使用红外分析仪的CEMS中就需要另行增加NO2NO转换装置后，才可以实际完成检测NOX ，且常规的烟气在线监测系统还需增加一套测量氧气单元。
双池多层厚膜氧化锆分析仪正好同时检测了脱硝控制需要的三个检测项目：NO、NO2、O2，而无需增加其他设备。
2.3双池多层厚膜氧化锆在线校准方式
双池厚膜氧化锆传感器的检测原理决定了其校准方式：
校准氧气：零点无漂移，所以零点无需校准，或者在校准NOX同时验证校准；只需通入空气即可单点校准氧气的量程。
校准氮氧化物：通入空气校准零点；只用一种NO标气即可校准氮氧化物的量程。
2.4采样方式不会产生铵盐结晶
脱硝后烟气含逃逸氨，这些逃逸氨在低于280℃时会产生铵盐结晶，传统的抽取采样装置如果采样管线内伴热温度小于280℃，铵盐结晶肯定会逐渐堵塞输气管或淤积在预处理系统的其他部位，且无法清理。双池氧化锆分析仪可直接检测烟气大于300℃的烟气而无需对烟气降温，当烟气温度小于300℃时脱硝装置会停止喷氨，故不会发生铵盐结晶。
3.总结
经过机组安装使用，双池多层厚膜氧化锆在脱硝烟气在线监测系统中能够准确快速的测量烟气中氮氧化物和氧量，满足国家相关标准要求。
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烟气在线监测系统范文2
[关键词]污染源在线监测系统 CEMS 比对监测
[中图分类号] X501 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-4-232-1
传统的热电、钢铁等行业的排污量较大，而企业经营者为了追求利润的最大化，经常擅自不遵守国家的环保法规，停用污染物监测设施，恶意隐瞒污染数据等现象屡见不鲜。随着社会经济的高速发展，人们对环境的要求也越来越高，同时就对环保部门的监测技术方法提出了更高的要求，传统的监测系统已经不能满足现代环境监测的要求，因此运用现代化的技术手段，在各企业的污染源安装在线监测系统（CEMS，Continuous Emission Monitoring System），实现监测数据的联网，可以有效提高污染物监测数据的准确性，有利于对污染物的防治。
污染源在线监测系统是实时、连续监测污染物参数的系统，主要监测烟气中的颗粒物浓度、气态污染物浓度（二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等）、辅助参数（烟气温度、流速、压力、湿度、氧量等）。
1污染源在线监测系统简介
污染源在线监测系统主要由气态污染物监测分系统、颗粒物监测分系统、烟气参数监测分系统、数据采集处理分系统以及通讯分系统组成。其中气态污染物监测分系统主要的功能是监测二氧化硫、氮氧化物等气体污染物的浓度和排放总量；颗粒物监测分系统主要监测烟尘的浓度和排放总量；烟气参数监测分系统用于监测烟气温度、流速等的浓度和排放总量；数据采集系统主要功能是实时采集数据，通讯分系统将采集到的数据实时传输到主管部门，为环保部门提供数据参考，并给出处理建议。
2污染源在线监测系统验收比对监测技术应用
2.1气态污染物比对监测
2.1.1二氧化硫（SO2）的比对监测
在进行二氧化硫比对监测时，由于污染物监测口的二氧化硫浓度在不断变化，而且经过湿法脱硫处理后的烟气的湿度较大，影响比对监测结果。因此要采取有效的措施，使含硫烟气的排放状况趋于稳定状态，比如可通过调节固定污染源烟气净化设备的方式来实现这一目的，最大限度的消除由于采样器取样管路过长带来的“延迟效应”。其次，要想使监测结果准确，还要在采样前对烟气进行加热和除湿，一来防止烟气在采样器内冷凝，二来防止烟气过湿导致采样数据不准确甚至损坏采样器的情况。
关于二氧化硫等气态污染物，比对监测时要至少获取6个测试断面的平均值，其中仪器法要选取不小于二倍的自动监测设备相应时间段的平均值为1个数据，化学法是以一个采样时间段获取的监测值为一个数据。对二氧化硫的监测分析方法主要有非分散红外吸收法、碘量法以及定电位电解法等，采样位置要按照GB/T16157和HJ/T397的要求来设置。气态污染物相对准确度的计算公式为：RA=（|d|+|cc|）/RM×100%
其中RA为相对准确度；RM为参比方法测定的平均值；d为数据对与参比数值之差的平均值；cc为置信系数。
2.1.2氮氧化物（NOX）的比对监测
随着监测仪器越来越先进，当前对氮氧化物的比对监测工作可以与二氧化硫同时进行，因此只要做好前述工作，就能同时确保二氧化硫与氮氧化物监测数据的准确性。但在实践中要注意监测氮氧化物的原理，其一是只测定NO浓度，然后根据一定的参数来换算成NOX的浓度，其二是分别测定NO和NO2的浓度，因此要根据实际情况设置监测仪器的参数。NOX的监测数据选取以及测试方法与二氧化硫的比对监测基本一致。
2.2颗粒物比对监测
脱硫后烟气的问题往往低于露点，容易凝结成水滴，导致采样器在捕集烟气的过程中一些水滴也被带到采样器里，容易浸湿采集器内部的滤筒，使滤筒在抽气的过程中损坏而无法工作。因此一定要采取切实有效的措施来防范此类现象的发生。在实践中，首先在烟气进入采样器前应当加装必要的除湿装备；其次，采样人员要合理掌握采样时间，根据仪器显示的滤筒压力来判断，若压力超过设计值要及时停止采样并更换滤筒，这样一方面可以保证颗粒物采样数据的准确性，另一方面也确保了比对监测任务的顺利进行。
2.3流速、烟温比对监测
首先，烟气流速和烟温的比对监测一般与颗粒物比对监测工作同步进行，因此要保证这三项参数监测时间的一致性。
其次，在当前污染源在线监测系统中，对烟气流速的监测一般常用的方法是皮托管法，此方法的缺点是管路容易堵塞，在采样过程中需要不断吹扫，因此与传统的监测手段相比并没有体现出优越性。在实践中，可采用加密监测点位的方法来降低数据的不确定度，或者开发出更加先进的监测方法。而烟温的比对监测原理较为简单，影响因素较少，一般来说测试过程较为稳定，数据比较精确。
2.4比对监测验收指标
在对各个监测项目的数据采集并归集后，要根据《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》和《固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》规定的验收指标进行验收。污染源在线监测系统的比对监测验收标准如表1所示：
3结束语
CEMS是一种较为先进的大气污染源监测系统，可对SO2、NOX、固体颗粒物、烟气流速和温度等进行实时、连续的数据监测，并将数据传输给上级主管部门，使主管部门清楚了解污染源状况和污染物排放情况，以便及时采取切实可行的措施，控制企业的污染物排放，从而为我国节能减排事业服务。
参考文献
[1]李月娥，李昌平. 污染源在线监测系统（CEMS）的验收比对监测[J].环境科学与管理，2009，（5）.
烟气在线监测系统范文3
【关键字】工业；废气；在线监测；
众所周知，目前，环境是摆在人类面前的大难题，全球气候变暖，臭氧层空洞，这些环境问题时刻威胁着人类的可持续发展。保护环境已经不仅只是现今人类急需履行的责任，而且还是关乎千秋万代生存的头等大事。保护环境要从一点一滴做起，当前情况下，工业每年的废气排放量得不到合理的控制，只首先采用一套先进的工业废气在线监测系统用于监控气体的排放情况，然后再采取相应的措施来控制气体的排放量。只有这样，才能合理的控制工业废气的排放，从而达到保护环境的目的。
1工业废气的组成及危害
1.1工业废气的组成
工业废气主要是指工厂在生产和加工环节，由于燃烧燃料而向空气中排放的所有含有污染物气体的总称。这些气体不仅包括CO2，H2S，CO，HCL，氟化物，氮氧化物等有害气体，还包括雾状硫酸，铅，汞，铍化物，烟尘及生产性粉尘。
1.2工业废气的危害
工业废气的危害主要表现在以下两个方面：
1.2.1对环境的危害：首先，因为废气中含有大量微粒，这些微粒在上升过程中逐渐变得浑浊，到达顶层，遮住了阳光，减少了太阳对大地的辐射。时间久了，动植物因为长时间接收不到太阳光而影响发育生长。其次，工业废气中大量含有硫元素，还有硫酸这种化合物，这些成分会形成酸雨，酸雨对植物的危害可想而知，他连金属都能够腐蚀，更不用提动植物了。此外，工业废气还能增高大气的温度，因为工厂燃料在燃烧时产生废气，所以这些废气一般都是热的，与大气融合后，会导致大气温度增高，从而形成温室效应。
1.2.2对动植物的危害：对于植物来说，工业废气中含有氟元素和硫元素，这些元素具有腐蚀性，有的会直接使植物出现伤斑，有的虽然表面不会有什么影响，但会直接作用于植物内部，使植物死亡或变坏。对于人和动物来说，都需要呼吸新鲜的空气，这些有毒气体长期被身体吸收，会对呼吸系统和粘膜组织造成一定的影响和危害。
2工业废气在线监测技术的必要性
2.1国家法律规定
《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》已经颁布执行，这些法律都规定了废气中各种气体的排放指标。当工厂的排放量超过标准时，工厂的负责人就会面临法律处罚。从此点上看，工厂应该对废气进行监测，并有效的控制气体的排放量。
2.2企业发展需要
国家对于工厂工业废气的排污费一般是根据物料守恒原则来征收的，但在物料的燃烧过程中，由于元素间的互相作用，有时会减少某种气体的排放量。如对于SO2的排放量来说，由于燃料中含有一定的Ca，Ca有脱硫作用，这样就会有一部分的硫不以SO2形式排出。如果没有工业废气在线监测技术，国家就会多征收SO2排放费，久而久之，企业就会蒙受很多不必要的损失。对于安装了工业废气在线监测系统的企业则不然，企业可以依据准确的排放量来计算费用，减小了企业的开支，避免了资金浪费，有利于企业发展。
2.3工业废气在线监测技术的应用
主要介绍工业废气在线监测系统，本系统主要分为三层结构：环境保护局监视决定层，工厂检测和管理层，现场数据采集层。主要工作流程为：通过现场的监控设备得到监控结果，再通过网络将检测结果传给企业的管理人员，企业管理人员通过数据算出企业应该缴纳的排污费，并根据结果分析工业废气的排放量是否超标，制定控制和调整排污量的方案。然后，再通过网络将结果反馈给环境保护局，再由环保局监测企业的排放量，并最终起决策作用。
线程数据采集系统主要分为以下几个系统：（1）烟气采样系统：主要是安装采样探头，通过探头可以采集到烟气样品；（2）烟气分析系统：采样探头在完成采样后会将样品通过专业渠道输送到烟气分析系统，烟气分析系统主要由各种烟气分析仪器组成，可以准确的分析样品的浓度；（3）烟气流量测量系统：先是测量出工业废气的流量，再根据各个组成气体的浓度算出各个污染物的流量；（4）数据接收系统：主要负责接收数据，并存储打印数据，还要通过网络将这些数据传输出去；（5）后备辅助设备系统：包括各种后备设备和辅助设备，以提高烟气排放在线监测系统运行的可靠性。
3工业废气在线监测系统的分类
按照废气的采样方式可将工业废气在线监测系统如下：
3.1内置式工业废气在线监测系统
内置式工业废气在线监测系统将烟气分析系统直接安装在烟道上，废气样品不用经过烟气分析系统。这样避免了样品的滞后，保证废气样品能够在第一时间传输出来，提高了准确性，且节约了成本。但它存在以下缺点：其一，因为烟道内的环境及其不好，这杯一旦损坏，很不好维修，且维修需要专业素质高的人才能完成。其次，内置式烟气采样系统通常一同测量烟气中所有成分的浓度，一旦监测仪损坏作或需要进行维护时，就会影响所有的测量工作。
3.2稀释法式工业废气在线监测系统
全抽取式工业废气在线监测系统首先将废气取出，然后通过专业渠道传送到分析仪进行分析。且全抽取式工业废气在线监测系统所采用的采样探头比其他系统的探头简单，且不需要高质量的压缩空气，成本也比稀释法低，但没有稀释法式工业废气在线监测系统得出的结果准确。
结束语：
综上所述，工业废气在线监测系统能够准确的统计出工厂每时每刻的气体排放量，利于工厂对于气体排放量核算，也能帮助国家有关部门准确的掌握各个工厂的气体排放情况，并可以此为依据制定合理的气体排放规划。保护环境是每个公民应尽的责任，让我们携起手来，共同控制工业废气的排放量，保护我们赖以生存的自然环境。
在环境保护中其生命线就是环境监测质量，所以，只有把环境监测质量管理的工作加强起来，才能使环境监测质量管理体系得到保证，才能顺利的运行，把环境监测水平全面的提升起来，使环境监测数据及信息更加准确、及时、真实与可靠，同时，为政府的决策与环境的管理提供更加科学的依据。
参考文献 ：
[1]许佩瑶.赵毅.宋立民.张艳.化工环保[J].哈尔滨工业大学出版社，2004，（56）.
烟气在线监测系统范文4
关键词：火电厂烟气排放连续监测系统（cems）
1前言
我国火力发电量占总发电量80左右，而煤炭占火电机组燃料的95，随着国民经济的快速增长促使电力事业的迅猛发展，由燃煤所带来的大气污染问题日益严重。按目前的排放控制水平，到2020年，我国火电厂排放的二氧化硫、烟尘和氮氧化物将分别达到2100万吨、500万吨和1000万吨以上。如果火电厂排放的大气污染物得不到有效控制，将直接影响到我国大气环境质量的改善。为控制污染加剧，促进火电行业的技术进步和电力行业的可持续发展，国家环保部门采取了一系列严格的环保政策，如大气污染物总量控制、提高排污收费标准等（如二氧化硫收费标准将由0.2元/kg调至0.63元/kg）。新修订的《火电厂大气污染物排放标准》(gbl3223—2003)规定：“火力发电锅炉须装设符合hj/t75要求的烟气排放连续监测仪器；火电厂大气污染物的连续监测按hj/t75中的规定执行；烟气排放连续监测装置经省级以上人民政府环境保护行政主管部门验收合格后，在有效期内其监测数据为有效数据。”因此，cems已成为环境管理、环境监测、排污收费、污染物治理及实施污染物排放总量控制的科学可靠的依据及必要的技术手段。
2工程情况简介
南京协鑫热电有限公司建设规模为2×240t/h循环流化床锅炉配2×48mw机组，采用炉内投加石灰石脱硫方式，安有二台布袋除尘器，烟气由两侧烟道进入烟囱排出，烟囱高150m，由于两侧烟道工况类似，烟气的流动性好，cems采用“一拖二”系统配置，即在烟囱两侧烟道上分别安装一套采样装置，共用一套分析仪器。监测项目为so2、烟尘、nox，附带测量参数为烟气温度、烟气量、流速、压力、水分、烟气含o2量等。
3cems组成
cems由烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统组成。组成cems的设备按照安装布置可分为烟道现场部分和仪器间部分。
烟道现场仪器包括：直抽取样探头、烟尘监测仪、烟气温度、压力、湿度、流速仪。
仪器间仪器包括：烟气预处理装置、分析仪器、工控机、气瓶等。
现场仪器和仪器间通过烟气采样伴热管、电缆连接，负责气体、电源和信号的传输。
3.1取样方法
目前国内外烟气取样方法主要有两大类：直接测量法和抽取法，其中抽取法又分为直接抽取法和稀释法。
直接测量取样法是把分析部件直接安装在烟道上，结构简单，无须管线，采用差分吸收法测量，即将一束光直接照射在烟道气体中，利用分子的吸收光谱测量若干波长上的吸收，根据这些波长上分子吸收系数的差来确定吸收分子的含量。由于采用多个波长来确定一种分子的浓度，所以具有较强的抗干扰性。其主要缺点是仪器工作环境恶劣，维修不便，同时差分吸收无法实现在线校准，测量精度低，难以长期连续工作，国内已很少使用，国际市场份额仅占不足1。
稀释取样法是将除尘后的取样烟气用大量的干燥纯净空气按一定比例稀释（100～250倍）后，使样气的露点温度远低于室温（一般达到-30。c以下），再送至微量分析仪进行分析，分析结果乘以稀释比，得到检测值。稀释法通过采用临界孔技术保证稀释比。所谓临界孔指：当临界孔两端的压力比达到0.53以上时，流体经过临界孔的流速被限制在声速，因此流体流过临界孔的流量是恒定值。很容易保证稀释气的压力恒定，即稀释气的流速亦是一个恒定值，所以样气的稀释比是一个恒定值。稀释法的主要优点是：1）样气经大比例稀释后降低了烟气露点，传输管道不会出现结露和堵管现象，防止了烟气中的水汽凝结造成溶解性污染物的成分损失；2）杜绝了由于酸性凝结水腐蚀管道引起的故障，提高了系统的运行可靠性；3）烟气抽取量小（典型值50ml/min）,延长了过滤器使用寿命，仪器维护量小；4）不需要烟气预处理装置，简化了操作环节；5）适用于各种场合，国际市场份额约占80。稀释法的主要缺点是：1）样气中未除去水分，为湿法测量，结果需修正；2）需用微量分析仪，精度要求高，降低灵敏度，误差增大；3）需要空气净化装置，提高了成本，增大了维护量；4）系统价格较高。
直接抽取法（加热管线法）是通过加热管对抽取的已除尘的烟气进行保温，保持烟气不结露，经细除尘干燥装置冷凝除湿预处理装置后再送至分析仪。直接抽取法由于存在脱水过程，对烟气中浓度较低且易溶于水的hcl、nh3、h3s等成分无法测量，因此不能用于垃圾焚烧发电厂的烟气监测中。若将高温高湿的烟气送入仪器中进行分析，则对分析仪的要求很高，整套系统价格昂贵，多应用于多成分、低浓度、易溶于水的气态污染物测量。直接抽取法适用于烟气除尘效果好的场合，主要优点是：1）样气中去除了水分，为干气测量；2）用常量分析仪监测，精度可靠；3）无需稀释气，维修费用低；4）一台气体分析仪可进行多种污染物监测，成本低；5）系统价格适中。直接抽取法的主要缺点是：1）需要电（或汽）伴热；2）需要采样泵和预处理装置。
经全面分析，由于本工程采用除尘效率高达99.95布袋除尘器，烟尘排放浓度仅为14.2mg/nm3，故本工程选择直接抽取取样法。
3.2.烟尘监测子系统
cems中烟尘的测量是一个相对独立的部分，根据hj/t75-2001规定，适合于烟尘连续监测的方法主要有：光散射法和浊度法。
光散射法是指用经过调制的激光或红外平行光束射向烟气时，烟气中的烟尘对光向所有方向散射，经烟尘散射的光的强弱与烟尘散射截面成正比，当烟尘浓度升高时烟尘的散射截面增大，散射光增强，即光强在一定范围内与烟尘浓度成比例，通过测量散射光强来定量烟尘浓度。根据接受器与光源所呈角度的大小可分为前散射、边散射及后散射。前散射测尘仪接受器与光源呈±60°；边散射测尘仪接受器与光源呈±（60°～120°）；后散射测尘仪接受器与光源呈±（120°～180°）。
散射法的主要优点是：安装容易，灵敏度高，维护量小，测量范围广，可用于大中小各种尺寸的排放源。散射法的主要缺点是：燃料种类变化较大时需进行标定，属于新型仪器，目前在国内已安装量还比较少，该法可适用于燃煤、燃油排放源的测量，也可用于粉体加工传送过程的浓度测量。
浊度法（也称透射法，对穿法）是指光通过含有烟尘的烟气时，光强因烟尘的吸收和散射作用而减弱，通过测定光束通过烟气前后的光强比值来定量烟尘浓度。浊度法有激光光源和红外光源两种，激光光源采用半导体激光器，寿命较长，且不受水气的影响，红外光源主要受到水气含量变化的干扰，测量精度较低。浊度法的主要优点是：技术成熟，结果可靠，价格适中，目前国内使用数量较多。浊度法的主要缺点是：需双端安装，进行光路对中，安装及维护稍有不便，发射端及接收端都需要洁净空气保护。该法可用于国内的各种燃煤烟尘排放源的烟尘浓度测量。
设置烟尘监测孔时，应优先选择在垂直管段，若烟道直管段长度大于6倍烟道当量直径，则监测孔前的直管段不小于4倍当量直径、且监测孔后的直管段长度不小于2倍当量直径；若烟道直管段长度小于6倍烟道当量直径，则监测孔前的直管段长度必须大于监测孔后的直管段长度。
本工程选用浊度法烟尘测尘仪，因两台布袋除尘器来自不同厂家，一卧式，一立式，缺乏垂直管道，且每台除尘器后配两台引风机，即一炉配两段钢烟道，为减少探头安装数量，烟尘监测孔开在烟囱两侧的砖烟道上。
3.3.烟气污染物监测子系统
由于要对两台锅炉的烟气污染物进行监测，为降低成本，采用一套分析仪对两台锅炉轮流监测的方法。
烟气中so2的分析方法主要有紫外荧光法和非分散红外吸收法（ndir法）,nox的分析方法主要有化学发光法（cld法）和非分散红外吸收法（ndir法）。
紫外荧光法测量so2浓度原理：烟气在190nm～230nm的紫外光照射下，其中的so2分子受激发生成激发态so2，其返回基态时发出荧光，而且荧光强度与烟气中so2的浓度成正比，通过测量荧光光强就可得到so2的浓度值。该法灵敏度高，可探测到ppb级的低浓度so2，而且动态范围和线性度好。
化学发光法测量nox浓度原理：烟气中的no与臭氧发生反应生成激发态的no2，其返回基态时放出光子，当臭氧过量时，发光强度与烟气中no浓度成正比，测量发光光强即可得到no浓度值；同时利用钼催化技术将烟气中的no2全部转化为no与臭氧发生反应，测量发光光强即可得到nox总浓度值。
紫外荧光法和化学发光法均适用于稀释取样法。
非分散红外吸收法是利用各种气体对于红外线这一光谱波段能量的吸收在波长上具有选择性这一原理构成的，可以通过一台仪器测定多组分气体，有较好的性价比、适用于直抽取样法。
3.4.烟气参数监测子系统
烟气参数监测子系统的监测项目包括温度、压力、湿度、氧量和流速，其中温度、压力、湿度、氧量的测量均为常规方法，流速监测方法的选择需注意烟道的长度是否满足安装要求。
烟气流速的监测有三种方法：压差传感法、超声波法和热传感法。
压差传感法利用压差传感器、皮托管等测出烟气的动压和静压，动压和静压与被测烟气流速成一定的比例关系，从而可定量烟气流速。
超声波法通过超声波顺着烟气流向和逆着烟气流向通过已知距离的两个点时，其传输时间不同，连续测定传输时间差可实现烟气流速的连续监测。
热传感法是指烟气通过热传感器时，带走的热量与烟气流速和热传感器的电阻阻值变化成比例，通过测量热传感器的电阻阻值变化可求得烟气流速。
当烟道长度小于6倍当量直径时，超声波法可取得较准确的测量结果，该法价格也较高。
3.5.数据采集处理子系统
数据采集处理系统目的是采集实时可靠的污染物排放数据，为运行人员提供实时的污染物排放参数，并指导机组优化运行和控制烟气污染物排放。系统可进行计算处理、记录，形成日、月、年报表，生成历史趋势图表，完成丢失数据的弥补，并可将监测数据、系统运行状态和各种报表传输到电厂dcs系统和环保管理部门.
dcs至少应存储5年以上监测小时平均值,监测参数数据，并能检索、显示各种直观的图表和打印。系统可根据环保法规在cems软件中设定烟气污染物排放报警限值，当污染物超标及仪器发生故障时，cems软件进行报警。
4南京协鑫热电有限公司cems技术方案
4.1cems方案说明
根据烟气所需测试so2、nox、o2各项指标的要求，本方案选用完全抽取法的取样方式进行取样。cem系统由加热的取样探头（对样气粗过滤）和自限热（140℃）的伴热取样管线保证气体在采样和传输过程中保持烟气的原来品质，通过预处理迅速冷凝除湿并将冷凝液通过蠕动泵排至储液罐内，除湿后的气体经再次细过滤除尘通过取样泵送至德国maihak公司的s700系列微机化模块式分析系统进行分析。其中so2、nox、选用uonr（高精度、高选择、高稳定性的多组分红外分析仪）进行分析，no2通过转换炉变成no，由no分析器测出nox。o2气选用oxor-p（高精度的磁力机械式氧气分析器，具有比电化学等原理不可比拟的长寿命、高精度等特点）进行分析。最后通过数据处理（工控机）进行取样、反吹、校验等动作执行和强大的总量计算形成报表满足环保的测试要求。提供rs485、隔离的（4—20ma）测量信号输出和量程转换、标定、故障等状态信号等多组继电器开关量输出。满足向dcs和环境监测站提供信号。完成整个测量和信号传输设置参与脱硫设备控制的要求。
cems采用“一拖二”系统配置，在烟囱两侧烟道上分别安装一套采样装置，共用一套分析仪器。即用两个取样和输气管路，一套预处理设备和分析测量仪器。与此相应，数据处理和通讯装置也共用一套。为了缩短取样时间采用两个取样泵，在取样的烟道切换前提前取样。切换时间为15分钟，每个周期的采集时间不低于10分钟。反吹程序不影响测量。
4.2cems主要设备选型及参数
4.2.1烟尘分析系统
ø仪器：烟尘分析仪
ø型号：fw-56-i
ø原理：浊度法
ø测量范围：0～1000mg/nm3（其它量程可设置）
ø零点漂移：?±2最小量程/周
ø全幅漂移：?±5满量程/周
ø响应时间：<10s
ø线性度：?±1
ø输出：两路4～20ma
ø产地：德国sick
4.2.2so2、no分析仪
ø仪器：多组份气体分析器
ø型号：s710
ø原理：非分散红外吸收法
ø测量范围：0～500～2500mg/m3（量程自动切换）
ø检出下限：浓度校准后10mg/m3
ø零点漂移：?±1最小量程/周
ø全幅漂移：?±1满量程/周
ø响应时间：<5s
ø线性度：?±2
ø校准：具有自动校准功能（校准周期可设定）
ø输出：两路4～20ma
ø产地：德国maihak
øno2®no转换炉
4.2.3o2分析仪：
ø仪器：氧分析器
ø型号：s710（同so2共用一台s710）
ø原理：磁力机械式
ø测量范围：0～25
ø零点漂移：?±1最小量程/周
ø全幅漂移：?±1满量程/周
ø响应时间：<5s
ø线性度：?±1
ø输出：两路4～20ma
ø产地：德国maihak
4.2.4烟气压力、温度测定
ø仪器：烟气压力、温度测定仪
ø型号：smc-202（压力传感器型号：3051c;温度传感器:144）
ø原理：压差;温度（热电偶）
ø测量范围：温度：0～300℃
ø压力：-5～5kpa
ø精密度：温度：±3℃
ø压力：?±3
ø输出：两路4～20ma
ø产地：德国
4.2.5超声波流速仪
ø型号：flowsic100
ø原理：超声波法
ø量程（高/低）：0～40m/s
ø采样方法：现场直插式
ø分辨率：±0.1m/s
ø环境空气温度限制（最低/最高）：-20～＋55℃
ø用电量（kva）：0.1
ø警报输出：无源接点（任意设置报警值）
ø产地：德国sick
4.2.6湿度测量
ø选用芬兰vaisala公司生产的hmp235a型高温电容法湿度计，因为有温度校准，精度高。但考虑到电厂的工况稳定，烟气含水量变化不大，采用短时测量取平均值输入做湿度校准计算。防止湿度计的意外损坏。hmp235a的主要技术指标如下：
ø测量变量：相对湿度
ø测量范围：0～100rh
ø最大变差：在授权的高质量校准以后，±1rh（0～90rh）
±2rh（90～100rh）
ø用盐溶液校准（astme104-85）:±2rh（0～90rh）
±3rh（90～100rh）
ø响应时间（t90）：在20°c时，15s
ø传感器：humicap°k
ø温度：测量范围：－40～ 180°c
ø精度：±2°c
ø传感器：pt100，rtdiec7511/3b级
ø电子线路典型温度影响：±0.005°c
ø计算变量：
ø露点：－40°c～ 100°c
ø混合比：0～500g/kgd.a.
ø绝对湿度：0～600g/m3
ø湿球温度：0～ 100°c
ø输出：两个模拟量输出可选，量程可选。0～20ma；0～1v
ø4～20ma：0～5v0～10v
ø串联数字输出：rs232c；rs485；rs422或数字电流环
ø报警继电器两个：8a/230va；24vdcspco
4.2.6数据处理单元
yq-02型,为工控机系统,具有编程\采集\存储\传输功能；软件系统主要包括动态连接、企业日报、企业月报、企业日志、参数设置、串口设置、技术支持几个部分。
4.3系统主要特点
4.3.1气体污染物采用直接抽取法测量。
4.3.2易损件少，可在地面进行维护工作。
4.3.3所有仪器均可上网传输数据，可远程诊断，早期发现征兆及时处理故障。
4.3.4用工控机对测量系统进行集中控制管理，按照环保部门要
求传送数据和报表。同时可以用作控制脱硫除尘设备。
4.3.5取样探头
为加热型取样探头，温度可调节，最大温度为180℃，在探头过墙处也加热，保证在探头处样气不降温、不冷凝。探头内部具有双级除尘过滤装置将样气大的颗粒初步滤掉，滤芯更换方便易行，建议每三个月换一次，同时探头处还有反吹气接口，反吹气的目的是吹扫气路及滤芯（加温的滤芯效果更佳），提高滤芯的寿命和取样路径的畅通。同时探头具有温度传感器，监控探头的温控效果。接触烟气内表层喷氟，防腐性强。
4.3.6取样管线
取样管线为自限热加热管线和聚四氟乙烯取样管及反吹管集成的复合管线。自限热加热管线的特点为140℃（国标），功率为40～60w/m，通过热导的形式将取样管加热，从而保证在样气传输过程中不结露，自限热加热管线为：片点状并联加热材料构成，如：本材质达到140℃恒温不再加热，当低于140℃时开始加热。即温度为整根管线的温度，可靠性强，并设有温度传感器监控温度变化。
4.3.7预处理单元
干燥除湿：为压缩机双级除湿，温控精度高，双级除湿效率高。两极间为取样泵（流量5l/min，耐腐蚀耐负压泵），双级除湿对应双级蠕动泵排水，保证冷凝水的排放。
精过滤器（第三级）更换期为半年。
4.3.8传感器
在整个气路中设有湿度、温度、压力传感器，起到检查除湿、加热、取样效果，保证样气在传输过程不冷凝或湿气不进入分析仪器。
4.3.9分析单元
采样德国sick.maihak公司的专利技术-s710红外线多组份分析仪：so2、no、co采用红外法；o2采用磁力机械式（寿命长、精度高）。该仪器具有湿度交叉干扰的修正，温度、压力、流速的自动补偿技术使仪器具有很高的精度和长期稳定性。对仪器的校准采用“校准气室”内置的方法，比其它等效方法（滤光片等）更符合实际的气体标定。实现不用标准气的前提下任意设定校准周期实现自动校准,同时系统具有手动校准功能。
4.3.10反吹单元
定时和不定时吹扫取样管路，保证取样畅通。
4.4设备清单
序号设备名称型号规格单位数量生产厂产地
1气体污染物分析系统gxh-9021套1sick/maihak（德国）
分析主机s710so2/nox/o2台1sick/maihak（德国）
no2®no转换炉smb-204台1smc
加热型取样探头及双侧法兰sp2000套2m&c（德国）
伴热取样管线30m根2加热带为美国thermon
机柜2000×600×800个1sick/maihak
气体采样泵knf个2德国knf
压缩机制冷器（两级冷凝）jct个1奥地利jct
蠕动泵sr25个2m&c（德国）
plc可编程控制器plc个1日本松下
储水罐smc7001个1sick/maihak
气动球阀scy220-04个4德国原装
连接件及电磁阀swagelok个4美国swagelok
储气罐smc8001个1smc
2尘测定仪（每套包含：双侧法兰/发射单元/接收单元/计算单元/反吹泵/清洗空气单元/防护罩）fw-56-i套2sick/maihak（德国原装）
3超声波流速仪flowsic100套2sick/maihak（德国）
4压力变送器（包括压力传感器/变送单元/取样探头及双侧法兰）3051c套2rosement(美国)
5温度变送器（包括温度传感器/变送单元）144套2rosement(美国)
6湿度测量仪及双侧法兰hmp235a套2visala芬兰
7工控机、数据采集处理（包括：采集卡、处理器、15”液晶显示器、打印机、ups、中文软件）yq-02(p41.8g/256m/30g/52x）套1sick/maihak（北京）
5结语
南京协鑫热电有限公司2×48mw机组烟气排放连续监测系统已投入运行，对控制烟气污染物排放和提高电厂经济效益起到了重要作用。
参考文献:
［1］《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-2003)
［2］《火电厂烟气排放连续监测技术规范》(hj／t75-2001)
烟气在线监测系统范文5
[关键词]：CEMS 监测
【分类号】：TU992.3
一、CEMS系统概述
CEMS系统可以根据具体的应用进行配置，实现对SO2、NOx、CO、O2、烟尘浓度、温度、压力、湿度、流量等参数的测量。
二、CEMS系统构成
1、气态污染物CEMS
气态污染物监测系统采用抽取测量方法中的加热取样法对气态污染物进行测量。
这种方法的优点：
（1）校验简单精度高、响应时间快、维护简便。
（2）一体化的O2 、高稳定性-分析仪运行，在可控样品调节下。
（3）保证低成本的同时能检测多个烟气或烟囱中的成分。
（4）样品的优化控制、高精度分析系统。
2、颗粒物CEMS
4、湿度测量
湿度分析仪是基于电容法在线连续测量过程气体中的水分，传感器是高性能的薄膜湿度和温度传感元件。电容式湿度传感器由多层热固聚合物构成，根据水分在空气中分压均衡的原理，当环境中水分多时，水分会扩散到传感器中，而当环境中水分少时，传感器中的水分会扩散到环境中。传感器中水分多少的变化会改变介电聚合物的电容， 从而改变电容式湿度传感器的测量电容值，测量到的电容值再经过微处理器处理后输出对应湿度的电流值。
三、CEMS系统性能
五、结束语
CEMS烟气连续监测系统已在火力发电厂中得到广泛应用，在线监测电力生产过程中产生污染气体的固定排放源及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测，有利于运行人员及时调整与监控脱硫、脱硝、除尘等环保设施的运行状态，加强达标排放管理，为环保部门的监督提供了科学先进的检测手段，这对于排放点的有效监测与管理有着积极而重要的意义。
[参考文献]
[1] HJ/T75―2001.火电厂烟气排放连续监测系统技术规范
烟气在线监测系统范文6
【关键词】CEMS；旁路；逻辑
前言
当脱硫系统增压风机故障需要停机处理或锅炉低负荷运行时为了节能降耗停止增压风机的运行，在脱硫系统增压风机入、出口挡板增加了小旁路系统，烟气走增压风机小旁路，由于原来脱硫原烟气CEMS测点取自增压风机入口电动门后，原烟气CEMS数据无法送到环保部门，因此需要增加脱硫增压风机小旁路系统CEMS测点，同时对逻辑进行优化。
1 改造方案
改造要求：原烟气的增压风机处增加旁路烟道，目的是增压风机故障时脱硫系统能正常运行，此时需要在该旁路上增加环保数据监测点。同时将监测数据送入原系统中的原烟气CEMS数据采集系统及DCS中。最终在增压风机旁路运行时能使得原烟气CEMS系统能随时切换到旁路烟气监测，同时将数据上传到上位机监测系统、DCS及数采仪，达到系统长时间运行稳地、性能良好减少维护工作。
1.1 增加采样探头及管线
1.1.1 采样探头
探头以法兰连接的方式安装在测点烟道处，通过外加取样泵，使得样气经由深入烟道的取样探杆进入取样探头，在探头体装有的电加热恒温控制装置将样气加热，加热的样气经过除尘过滤器进入取样管线，实现取样的功能。
同时探头具有自动吹扫结构及功能，能够配合PLC控制实现自动吹扫功能，实现了探头在有尘的条件下长期在线稳定运行。
图1 取样探头取样及吹扫流程图
在抽气泵的作用下，被测样品气由插入样品壁内的采样管进入装置的腔体，经粉尘过滤器流向样品气输出口。取样过程中样品气工作温度始终处于较高的状态使样品气中的水不至发生冷凝，从而明显地改善了过滤器的工作条件，装置中的温度控制器的设定取决于样品气中的含水量，即取决于样品气中水汽的露点值，为确保在此过程中不发生冷凝，设置的温控值应比其露点值高出20～30℃。装置中除样品气外，还设有反吹校准口，其反吹（清扫）是指用清洁的压缩空气，吹扫附在管筒过滤器外表面的浮尘，将其吹扫回烟道内，校准在此是指系统校准，系统校准不同于仪器的校准，系统校准的目的一般地说可以确定系统的采样速率，并由气路确定或修正系统测量误差等等，在使用时可酌情选用。
1.1.2 样气预处理系统
样气预处理采用1拖2的系统构成方式，即2套烟气采样点（采样探头及采样管线）公用1套样气预处理（包括气体分析仪），采用PLC逻辑控制，在采样点切换指令为增压风机的运行信号，按照既定程序要求进行采样点的切换，将增压风机运行信号从DCS引至PLC，增压风机停止时切换到旁路系统，以实现1套预处理监测2个采样点。在增压风机旁路工作时将预处理样气检测气路切换到旁路CEMS的烟气采样管线进行采样，从而实现了旁路采样监测。为此应该增加相关控制设备。其系统构成原理图如图2所示。
在增压风机信号切换时通过PLC进行逻辑判断，PLC控制气路切实现切换，同时将烟气送给气体分析仪，将分析仪的测量结果标示为旁路烟气数据。
1.1.3 流量、温度、压力、粉尘监测、湿度的测量
流量、温度、压力、粉尘监测、湿度测量也是通过增压风机运行信号的切换，通过PLC进行逻辑判断来实现信号切换。
1.1.4 上位机监测子系统
改造后相关的通讯功能、PLC间数据交换、数据库中数据的操作等遵照原系统的各个功能要求，保留各个功能分部，完善系统功能。
数据库采用MSDE2000形式，进行多个烟道（原烟气、旁路原烟气）数据分别显示、记录、曲线生成、报表生成、通讯设置等。
1.1.5 脱硫DCS保护逻辑的完善：
未增加旁路系统时，脱硫系统对主机的保护主要有：脱硫增压风机RB及原烟气温度高时主机MFT，当增加旁路系统后对以上逻辑进行了优化：脱硫增压风机RB功能保持不变，原烟气温度高保护MFT，在原来的基础上增加了旁路烟气温度高MFT，二者是或的关系。即原烟气温度高与增压风机运行或旁路烟气温度高与旁路挡板信号开到位且旁路挡板信号关到位信号消失。
2 结论
通过旁路系统的改造，完善CEMS系统功能和脱硫DCS逻辑的优化，有力的保证机组的安全运行，不论是增压风机故障需要停机检修，还是在锅炉负荷较低时停止增压风机以满足节能降耗的要求，CEMS系统都能向环保部门提供数据，不影响公司的脱硫效率，而保护逻辑的完善，保证了脱硫系统和主机的安全运行。对于提高火电企业的生存空间都具有深远的意义。
参考文献：
