自主研發(fā)煙氣治理設(shè)備效率在線監(jiān)控設(shè)施

一、系統(tǒng)概述

我公司TK-1000型固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)能對企業(yè)廢氣排放口的SO2、NOX、顆粒物（粉塵）、煙氣溫度、煙氣壓力、流速、煙氣含氧量等數(shù)據(jù)自動采集、分析和儲存，實現(xiàn)自動、實時、準(zhǔn)確地監(jiān)控監(jiān)測企業(yè)廢氣排放情況和治理設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，既便于企業(yè)環(huán)保管理層了解和掌握污染治理和廢氣排放的整體情況，也利于環(huán)保主管部門的監(jiān)控和管理，為實現(xiàn)節(jié)能減排、總量控制提供切實有效的監(jiān)管手段。

該系統(tǒng)氣態(tài)污染物監(jiān)測采用抽取式冷干法，其原理是由德國進(jìn)口采樣泵通過采樣探頭抽取樣氣，采樣探頭具備除塵、加熱、恒溫控制等功能，樣氣被引導(dǎo)至預(yù)處理系統(tǒng)，去除顆粒物、水分、腐蝕性氣體等，再由控制系統(tǒng)對樣氣進(jìn)行切換，分配樣氣經(jīng)由疏水過濾器后進(jìn)入氣體分析儀中進(jìn)行分析，測量SO2、NOX、氧含量等參數(shù)。

顆粒物監(jiān)測采用激光后向散射原理，溫度采用溫度傳感器測量，壓力采用壓力傳感器測量，煙氣流量采用差壓皮托管測量，將測量信號傳輸至數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送、儲存、報表統(tǒng)計和圖形數(shù)據(jù)分析等功能，可將各數(shù)據(jù)傳輸至DCS系統(tǒng)，實現(xiàn)工作現(xiàn)場無人值守。

我公司TK-1000型固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備維護(hù)簡單，動態(tài)范圍廣，實時性強(qiáng)，運(yùn)行成本低，系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，組合方便，可將監(jiān)測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集儀傳輸至各級環(huán)保部門。

二、規(guī)范性引用文件

● 環(huán)發(fā)[2002]26號 國家環(huán)?？偩帧度济憾趸蚺欧盼廴痉乐渭夹g(shù)政策》

● HJ/T75-2007 《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》

● HJ/T76-2007 《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)條件及檢測方法》

● HJ/T76-2007 《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測方法》

● HJ/T75-2007 《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（試行）

● GB16297-1996 《大氣污染物物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

● GB13271-91 《鍋爐大氣污染物物排放標(biāo)準(zhǔn)》

● GB5468-91 《鍋爐煙塵測試方法》

● 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》

● GB3101－86 《有關(guān)量、單位和符號的一般原則》

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

● GB13223-2003 《火電廠大氣污染物物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》

● HJ/T 212－2005 《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》

● HJ/T373-2007 《固定污染源監(jiān)測質(zhì)量保證與質(zhì)量控制技術(shù)規(guī)范（試行）》

三、認(rèn)證許可

本系統(tǒng)滿足以下認(rèn)證組織的相關(guān)要求，并通過相關(guān)認(rèn)證：

● 中環(huán)協(xié)（北京）認(rèn)證中心 《環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)證》

四、運(yùn)行環(huán)境

● 溫度：-20℃ ~ 45℃

● 濕度：≤90%

● 大氣壓：86～106Kpa

● 煙氣溫度：<300℃

● 供電電壓：AC 220V±10%，頻率50Hz

● 接地電阻：＜4Ω

第二章 TK-1000型煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)組成與描述 

我公司TK-1000固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由采樣探頭、粉塵儀、溫壓流一體監(jiān)測儀、分析機(jī)柜、標(biāo)準(zhǔn)樣氣、管線等組成。其中采樣探頭、粉塵儀、溫壓流探頭安裝于監(jiān)測點（煙道或煙囪），分析機(jī)柜安放于室內(nèi)。樣氣通過采樣探頭、伴熱管線進(jìn)入分析機(jī)柜，經(jīng)由分析機(jī)柜內(nèi)的預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)入煙氣分析儀，測量SO2、NOX、氧含量等參數(shù)；粉塵儀用于測量粉塵濃度，溫壓流一體監(jiān)測儀用于測量溫度、壓力、流速，測量信號通過電纜傳輸至分析機(jī)柜內(nèi)的數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)；置于分析機(jī)柜內(nèi)部的工控系統(tǒng)可實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)的顯示、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)儲存、歷史數(shù)據(jù)查詢、圖形數(shù)據(jù)分析、報表統(tǒng)計等功能。標(biāo)準(zhǔn)氣體用于校準(zhǔn)分析儀表。

一、TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣探頭

TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣探頭包括采樣探桿、采樣腔、加熱裝置、溫控裝置、探頭濾芯、主體機(jī)殼等，避免出現(xiàn)冷凝，確保樣氣正常進(jìn)入預(yù)處理系統(tǒng)。

TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)采樣探頭特點：

1、采用加熱自動調(diào)節(jié)單元，加熱溫度維持至140℃左右，避免冷凝。

2、探頭濾芯采用2um氣孔的鎳鈦合金，有效去除樣氣中的煙塵。

3、探頭具備反吹功能，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動反吹，大限度克服阻塞問題，減少維護(hù)量。

4、與煙氣接觸部分、法蘭等均采用316L不銹鋼材質(zhì)，避免長時間使用后帶來的材質(zhì)腐蝕、測量誤差等問題。

5、探頭主體機(jī)殼部分采用烤漆處理。

二、TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)煙氣伴熱管

煙氣伴熱管連接采樣探頭和預(yù)處理系統(tǒng)，是由兩組耐腐高性能四氟乙烯導(dǎo)管輔以高溫恒功率電熱帶以及補(bǔ)償線纜組成內(nèi)芯，外加進(jìn)口原料保溫層，后敷以聚乙烯（PE）保護(hù)外套復(fù)合而成。采樣管內(nèi)溫度控制在140℃左右，使得煙氣中水含量以蒸氣狀態(tài)存在，防止水結(jié)露與SO2生成酸。

三、TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)包括氣體冷凝器、細(xì)過濾組合、疏水過濾器、蠕動泵、調(diào)節(jié)閥等，完成樣氣的除塵、除水，保證干凈、流量穩(wěn)定的樣氣進(jìn)去氣體分析儀，確保分析儀器的準(zhǔn)確性和可靠性。

TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)流程：

樣氣進(jìn)入機(jī)柜時經(jīng)過一個截止閥，通常截止閥是打開狀態(tài)，當(dāng)吹掃時，截止閥關(guān)閉，防止吹掃氣進(jìn)入機(jī)柜，保護(hù)預(yù)處理系統(tǒng)；然后進(jìn)入制冷器除去濕氣，冷凝液集結(jié)在制冷器的下方，通過排液蠕動泵排除；接著氣體經(jīng)過一個保護(hù)過濾器除塵；然后經(jīng)過一個兩位一通電磁閥，自動校零時潔凈的空氣通過此閥,經(jīng)取樣泵采出，對分析儀零點進(jìn)行校準(zhǔn)；接著氣體進(jìn)入二級制冷器進(jìn)一步除濕，除濕后的氣體通過取樣泵，然后通過一個手動三通閥，通過它注入標(biāo)準(zhǔn)氣來校準(zhǔn)儀表量程，再經(jīng)過阻水過濾器對樣氣進(jìn)一步除水，后進(jìn)入分析儀。

TK-1000煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)特點：

1、 預(yù)處理系統(tǒng)置于分析機(jī)柜內(nèi)部，布局合理美觀，預(yù)留空間大，便于檢修。

2、 兩級制冷器，增強(qiáng)制冷效果，有效排除樣氣中的水分。

3、 兩級細(xì)過濾組合，增強(qiáng)樣氣凈化效果。

4、 兩個蠕動泵，樣氣水分較重時確保排水效果。

5、 增加疏水過濾器，增強(qiáng)對分析儀的防護(hù)。

四、煙氣分析儀SO2、NOx測量單元

SUV-100型煙氣分析儀的工作原理基于朗伯-比爾定律，其分析方法屬于紫外吸收光譜法。分析儀的測量單元，由光源、氣體室、光纖和光譜儀（含光闌、全息光柵、線陣檢測器）等組件構(gòu)成。

分析儀光電原理示意圖

光源發(fā)出的紫外光經(jīng)光學(xué)視窗進(jìn)入氣體室，被流經(jīng)氣體室的被測樣氣所吸收，攜帶被測樣氣吸收信息的光經(jīng)透鏡匯聚后耦合入光纖，經(jīng)光纖傳輸送入光譜儀進(jìn)行分光處理，即可得到氣體的吸收光譜。

通過對光譜進(jìn)行差分分析，并結(jié)合化學(xué)計量學(xué)算法，可以得出氣體中相關(guān)組分的濃度。

1、SUV-100型煙氣分析儀技術(shù)特點

● 采用紫外光譜分析技術(shù)，，排除了交叉干擾，可同時測量多種氣體的濃度；

● 采用差分吸收光譜算法，消除了煙塵、水分、光源變化等影響因素，保證了測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性；

● 利用氣體在不同波段的吸收強(qiáng)弱不同，可實現(xiàn)量程切換，動態(tài)范圍大；

● 光源、測量室、光譜儀之間采用光纖連接，無運(yùn)動部件，可靠性好、安裝維護(hù)方便；

● 采用脈沖氙燈光源，壽命超過五年，無需預(yù)熱時間，穩(wěn)定性好；

● 每天自動進(jìn)行儀器校正，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可靠性；

● 具有故障、斷電和檢測數(shù)據(jù)超標(biāo)等異常等情況下的自動報警及記錄功能；

● 觸摸屏顯示，操作簡單方便，界面友好。

2、SUV-100型煙氣分析儀技術(shù)參數(shù)

五、氧含量測量單元

測量方法：電化學(xué)法

大量程：（0～25）%

輸出信號分辨率：<輸出信號范圍的0.2%

重復(fù)性：≤0.05%O2

偏差：在有自動標(biāo)定的情況，可以忽略；在無自動標(biāo)定的情況下，暴露于空氣中1年的典型值是1%O2/年

六、粉塵測量單元

采用激光背散射原理，分辨率高，可適用于低濃度排放的監(jiān)測要求，也可適用與高濃度排放的監(jiān)測；結(jié)構(gòu)上采用單端安裝，無需光路對中，不怕煙道的機(jī)械振動及煙氣溫度不均造成的折射率不均引起的光束擺動；儀器設(shè)計過程大限度地降低現(xiàn)場安裝的復(fù)雜度，安裝維護(hù)極其簡單，*大限度地減少由于現(xiàn)場安裝調(diào)試帶來的諸多問題；采用標(biāo)準(zhǔn)4-20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，連接方便；儀器整體功耗非常小,大約5W左右；校準(zhǔn)器就地放置，避免混淆及丟失；非點測量，具有較大的取樣區(qū)，可適用各種直徑煙囪的使用。

SDUST-100粉塵儀包括激光光源及功率控制單元、光電傳感與小信號預(yù)處理單元、散射光接收單元、顯示與輸入單元、輸出驅(qū)動單元、主控單元。激光器發(fā)出的650nm束以一個微小的角度射入排放源,激光束與煙塵粒子作用產(chǎn)生散射光,背向散射光通過接受系統(tǒng)進(jìn)入傳感器轉(zhuǎn)變成電信號進(jìn)行處理。電路部分實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、激光束的調(diào)制、信號放大、解調(diào)、光源的功率控制、V/I轉(zhuǎn)換功能。整個系統(tǒng)的構(gòu)成包括主機(jī)及校準(zhǔn)系統(tǒng)、吹掃系統(tǒng)、連接附件及防雨箱。

粉塵儀原理圖

1、技術(shù)特點

● 采用激光背散射原理,不怕煙道的機(jī)械振動及煙氣溫度不均造成的折射率不均造成的光束擺動。

● 單端安裝,無需光路對中。

● 激光束經(jīng)過調(diào)制后，使得系統(tǒng)的抗干擾能力得以大幅度提升。

● 儀器設(shè)計貫徹“無工具”現(xiàn)場安裝的思路，大限度地降低現(xiàn)場安裝的復(fù)雜度。

● 采用標(biāo)準(zhǔn)(4-20)mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流輸出,連接方便。

● 儀器整體功耗非常小,大約5w左右。

2、技術(shù)參數(shù)

七、溫壓流測量單元

1、流速

測量原理： 皮托管

測量范圍：0～40m/s。

測量精度：≤±2%F.S.

輸入電壓：220VDC

輸出電流：兩線制4～20mA

2、溫度

測量原理：溫度傳感器

測量范圍：0～300℃，可根據(jù)實際工況選擇測量范圍。

測量精度：±0.5%

輸入電壓：220VDC

輸出電流：兩線制4～20mA

3壓力

測量原理：壓力傳感器

測量范圍：-10～10Kpa，可根據(jù)實際工況選擇測量范圍。

測量精度：±0.5%

輸入電壓：220VDC

輸出電流：兩線制4～20mA

八、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)用來獲取和處理來自各分析儀傳輸來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行實時而有效的控制和處理，具有高可靠性和高穩(wěn)定性，該系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器（PLC）和數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)。

PLC是CEMS煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、控制單元。與常規(guī)的控制方式不同，PLC提供了更為豐富的功能和更高的可靠性、擴(kuò)展能力。在CEMS系統(tǒng)中， PLC提供了各種模擬量數(shù)字量的輸入輸出信號，并通過軟件進(jìn)行深度處理，PLC提供了24小時的記錄接口系統(tǒng)，可以將加工過的數(shù)據(jù)傳輸給DAS，其控制指令通過DAS激活。

數(shù)據(jù)處理及控制子系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)保存、數(shù)據(jù)實時顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、圖形數(shù)據(jù)分析、報表統(tǒng)計、數(shù)據(jù)傳輸、控制校準(zhǔn)、反吹等功能。

自主研發(fā)煙氣治理設(shè)備效率在線監(jiān)控設(shè)施

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