1、烟气排放连续监测系统（烟气排放连续监测系统（CEMS）培训资料北京雪迪龙自动控制系统有限公司北京雪迪龙自动控制系统有限公司Beijing SDL Auto Control System Co.,Ltd公司简介公司简介 北京雪迪龙自动控制系统有限公司（SDL）成立于1998年，坐落于北京市昌平回龙观国际信息产业基地，是一家按现代化企业原则组建的高新技术企业。SDL公司是集在线气体分析仪器及系统研发设计和生产于一体的专业公司，同时是西门子授权在中国的分析仪器技术服务中心。公司自主研发生产的烟气连续监测系统（CEMS）引进国际领先检测技术，是目前国内最先进的CEMS，产品市场占有率达到23%，已生产
2、在线分析系统近5000套。我公司具有自主知识产权的数据采集控制系统软件，既吸收了国外软件的优点又满足国家了环境监测的数据要求。几年来，SDL近四千套CEMS用于环保行业，受到用户广泛好评。公司成立十年来，产品覆盖中国30多个省市及自治区，远销欧美、中东，非州等国家和地区。公司现有员工330人，其中高级工程师20名，工程师152名，是一支优秀的专业的气体分析服务队伍。公司于2000年通过了ISO9001国际标准质量体系认证，并于2008年通过了ISO14000环境管理体系认证证书，ISO18000职业健康安全管理体系证书。SDL公司坚持用企业文化提升企业核心竞争力，使企业在发展中树立起良好的社会
3、形象。以“振兴分析仪器民族工业”为己任，一如既往的为顾客提供最合适气体分析解决方案。公司在上海、武汉、广州、江西、香港等地设有办事处。火电厂大气污染物排放标准火电厂大气污染物排放标准 GB13223-96 中华人民共和国大气污染防治法中华人民共和国大气污染防治法2000年年9月月1日起实施日起实施火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书 G-HB97-01火电厂烟气连续排放连续监测技术规程火电厂烟气连续排放连续监测技术规程 HJ/T-2000固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB/T16157-
4、1996烟气采样器技术条件烟气采样器技术条件 HJ/T47-1999烟尘采样器技术条件烟尘采样器技术条件 HJ/T48-1999固定污染源烟气排放连续监测技术规范固定污染源烟气排放连续监测技术规范 HJ/T 75-2007固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法 HJ/T 76-2007 中国烟气排放的有关法规中国烟气排放的有关法规CEMS CEMS 系统组成系统组成1 1、烟气成份分析系统、烟气成份分析系统1.1 1.1 分析对象：分析对象：SOSO2 2,NOx,O,NOx,O2 21.2 1.2 系统构成系统构成 采样单元采样单元 样品预处理单元样
5、品预处理单元 分析仪表分析仪表 K烟尘浓度监测系统烟尘浓度监测系统K质量流量检测系统质量流量检测系统 流量：流量：Qs Qs 压力：压力：P P 温度：温度：T T 湿度：湿度：H H2 2O O4.4.数据采集、处理及控制系统数据采集、处理及控制系统烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 seriesSCS-900 seriesSCS-900 series结构示意图结构示意图采样单元采样单元 采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元。这期间不能发生尘采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元。这期间不能发生尘埃埃 堵塞和形成酸雨。
6、堵塞和形成酸雨。采样器采样器 选用的是电加热直接抽取法，由下列几个部件组成：选用的是电加热直接抽取法，由下列几个部件组成：采样头：采样头：35mm35mm不锈钢管，伸进烟道不锈钢管，伸进烟道1M1M处左右位置，样气通过此管进入采样器。处左右位置，样气通过此管进入采样器。碳化硅陶瓷过滤器：过滤精度为碳化硅陶瓷过滤器：过滤精度为5-10m5-10m，烟道中尘埃绝大部分被挡在过滤器之外，烟道中尘埃绝大部分被挡在过滤器之外 电加热管：为防止在采样单元结水而建立的。电加热温度控制在电加热管：为防止在采样单元结水而建立的。电加热温度控制在180 180 左右。左右。法兰对接：采样单元法兰与工艺管口法兰相对
7、接，完成采样单元安装。法兰对接：采样单元法兰与工艺管口法兰相对接，完成采样单元安装。金属固定支架外壳：采样单元各部件有机地连接在一起，达到防雨防尘的目的。金属固定支架外壳：采样单元各部件有机地连接在一起，达到防雨防尘的目的。烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 series采样单元采样单元烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 series采样器主要部件图采样器主要部件图烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 series采样器及反吹系统示意图采样器及反吹系统示
8、意图烟气排放连续监测系统烟气排放连续监测系统SCS-900 seriesSCS-900 series反吹系统反吹系统 为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞影响样为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞影响样气流动，必须定时进行反吹。反吹周期时间根据具体工气流动，必须定时进行反吹。反吹周期时间根据具体工况，由况，由PLCPLC进行控制。进行控制。烟气成份分析系统组成烟气成份分析系统组成采样管采样管 采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采样管内温度控制在采样管内温度控制在140-160140-160，使得烟气中水含量以蒸气状态存，
9、使得烟气中水含量以蒸气状态存在，防止水结露与在，防止水结露与SOSO2 2生成酸，并有报警装置。生成酸，并有报警装置。PT100测温电阻温度范围140160度8聚四氟乙烯管保温材料电拌热带采样管内部结构示意图采样管内部结构示意图样气管烟气成份分析系统组成烟气成份分析系统组成50聚氯乙烯管样品预处理单元样品预处理单元 将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、含将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、含尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器
10、测量样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量SOSO2 2、NOxNOx、O O2 2的含量。的含量。气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然 后将水排出。后将水排出。冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器 除去样气中含水量。除去样气中含水量。精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在0.5 m0.5 m以下。以下。标标 定：定：定时对仪器进行零点和量程标定。定时对仪器进行零点和量程标定。快速回
11、流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少 滞后所采取的措施。滞后所采取的措施。流量调节：保证仪器的进样流量在流量调节：保证仪器的进样流量在1.21.2 2L/min2L/min。样品预处理单元样品预处理单元预处理系统预处理系统预处理系统预处理系统有三个不分光红外通道有三个不分光红外通道测氧探头测氧探头用空气自动标定用空气自动标定菜单式操作菜单式操作测量范围和输出信号可调测量范围和输出信号可调ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 经济的多组份气体分析仪经济的多组份气体分析仪自解释简单文本菜单自解释简单文本菜单按钮操作按钮操作
12、选取所有内部功能和操作参数选取所有内部功能和操作参数 操作密码保护操作密码保护ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 操作简便操作简便大的大的,易读的显示器易读的显示器单位可选单位可选 (ppm,%,mg/mppm,%,mg/m3 3)具有报警具有报警,出错出错,限制限制,维护维护,泵泵,编码信息编码信息记录记录ULTRAMAT 23ULTRAMAT 23显示显示 所有信息一目了所有信息一目了然然M单光束不分光红外方法单光束不分光红外方法,气体充满检测器气体充满检测器双层和三层检测器双层和三层检测器,有最大的选择性有最大的选择性自动标定功能自动标定功能-用大气标定用大气标定 ULTRA
13、MAT 23 ULTRAMAT 23 分析装置分析装置 性能的核性能的核心心1 1、红外光源、红外光源2 2、反射器、反射器3 3、切光片、切光片4 4、马达、马达5 5、样品池、样品池6 6、窗口、窗口7 7、第一检测器、第一检测器8 8、第二检测器、第二检测器9 9、第三检测器（耦合器）、第三检测器（耦合器）1010、毛细管、毛细管1111、微流量传感器、微流量传感器1212、滑块、滑块部件组成及功能部件组成及功能nM1256129811107样 气 出样 气 出口口样气入口样气入口34空气空气Mn在自动标定过程中在自动标定过程中,采样单元将泵采样单元将泵入空气入空气.这样产生最高检测信号
14、这样产生最高检测信号 U0U0(没有预先吸收没有预先吸收)0U0检测器信号检测器信号U浓度浓度ppm/%基准基准洁净样品单元洁净样品单元ULTRAMAT 23 ULTRAMAT 23 单点自动标定单点自动标定3.3.质量、流量检测系统质量、流量检测系统 方法：差压法方法：差压法 结构：皮托管结构：皮托管 差压变送器差压变送器 原理：根据差压法测定烟气排放量。原理：根据差压法测定烟气排放量。利用压力传感器测定皮托管承受利用压力传感器测定皮托管承受的动压和静压。动压和静压与被测烟气的动压和静压。动压和静压与被测烟气的流速成一定的比例关系，从而可定量的流速成一定的比例关系，从而可定量烟气的流量。烟气
15、的流量。质量、流量检测系统质量、流量检测系统计算公式计算公式烟道断面各点（平均）流速计算公式烟道断面各点（平均）流速计算公式 烟道某断面平均流速（烟道某断面平均流速（m/sm/s）各点测出的流速（各点测出的流速（m/s)m/s)KpKp皮托管修正系数皮托管修正系数Ts Ts 排气温度（排气温度（）MsMs湿排气分子量（湿排气分子量（Kg/Kmol)Kg/Kmol)BaBa大气压力（大气压力（PaPa）PsPs排气静压（排气静压（PaPa）PdiPdi排气动压（排气动压（PaPa）3.2 3.2 烟气流量烟气流量湿烟气流量（在工况条件下）湿烟气流量（在工况条件下）Qs=3600FVs (Qs=3
16、600FVs (M M3 3/h)/h)其中：其中：FF测孔处烟气截面积（测孔处烟气截面积（M M2 2）VsVs测孔处烟气截面湿烟气平均流速（测孔处烟气截面湿烟气平均流速（M/s)M/s)烟气流量烟气流量其中：其中：QsnQsn标准状况下干气排放量（标准状况下干气排放量（M M3 3/h /h）Qs Qs 湿烟气流量（湿烟气流量（M M3 3/h /h）Ba Ba 大气压力（大气压力（PaPa）Ps Ps 烟气静压（烟气静压（PaPa）Ts Ts 烟气温度（烟气温度（）Xsw Xsw 烟气湿度（水含量百分比烟气湿度（水含量百分比%）Ba+Ps 273Qsn=Qs (1-Xsw)101300
17、273+Ts标准状况下干烟气流量（排放量）标准状况下干烟气流量（排放量）湿度测量方法：湿度测量方法：直接测量法：利于湿度仪直接测含水量直接测量法：利于湿度仪直接测含水量电容法电容法近似计算法：测量干氧和湿氧含量近似计算法：测量干氧和湿氧含量 干氧干氧由由U23U23直接测量直接测量 湿氧湿氧用氧化锆分析仪测量用氧化锆分析仪测量 计算公式：计算公式：O O2 2%（湿氧）（湿氧）H H2 2O%=100O%=100（1-1-）+0.8%+0.8%O O2 2%（干氧）（干氧）湿度测量方法：湿度测量方法：较高的测量精度，稳定性较高的测量精度，稳定性流量计无活动部件，可以在较恶劣条件下使用流量计无活
18、动部件，可以在较恶劣条件下使用适用范围广，使用寿命与测量量程之比为适用范围广，使用寿命与测量量程之比为100:1100:1介质温度适用范围广，从介质温度适用范围广，从-40 400-40 400 特点特点4.4.数据采集、处理和控制系统数据采集、处理和控制系统4.1 4.1 检测数据检测数据气体浓度参数气体浓度参数 尘埃浓度参数尘埃浓度参数 气体流量参数气体流量参数 湿度参数湿度参数 温度、压力参数温度、压力参数数据采集、处理和控制系统数据采集、处理和控制系统检测信号传输监测分析柜 电控柜样气预处理系统烟 囱分析室环保局CEMS系统图CEMSCEMS系统图系统图4.2 4.2 组成组成 可编程
19、逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）数据处理及控制子系统（数据处理及控制子系统（DASDAS）DELLDELL计算机计算机 显示器显示器 打印机打印机 UPS UPS 组成组成4.3 4.3 特点特点 PAS-DASPAS-DAS数据采集、控制系统软件软件是数据采集、控制系统软件软件是PASPAS公司专门为火电厂的烟气连续监测（公司专门为火电厂的烟气连续监测（CEMCEM）而设计）而设计开发的中文版本。开发的中文版本。PAS-DASPAS-DAS用来获取和处理来自各分析仪传输来用来获取和处理来自各分析仪传输来的数据，并进行实时而有效的控制和处理。对的数据，并进行实时而有效的控制和处理。
20、对CEMCEM厂商的分析仪具有良好的兼容性。厂商的分析仪具有良好的兼容性。PAS-DASPAS-DAS的开发充分参考了中国环境法规。的开发充分参考了中国环境法规。能满足中国环保局、电力行业对烟气连续监测系统能满足中国环保局、电力行业对烟气连续监测系统的关于数据、报表的要求。的关于数据、报表的要求。特点特点4.4 4.4 功能功能4.4.14.4.1可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC）PLCPLC是是CEMCEM系统的数据采集、控制单元。提供系统的数据采集、控制单元。提供2424小时的记录小时的记录接口接口 系统，可以将加工过的数据传输给系统，可以将加工过的数据传输给DASDAS，
21、其控制指令通过，其控制指令通过DASDAS激活。激活。自动控制烟气抽取，将样气提供给分析仪自动控制烟气抽取，将样气提供给分析仪执行分析仪的零点和量程校准执行分析仪的零点和量程校准自动反吹和冷凝液排放自动反吹和冷凝液排放显示显示CEMSCEMS状态（采样状态（采样/校零校零/反吹）反吹）报警，计算，定义，扩展报警，计算，定义，扩展信号传输与信号传输与DASDAS通讯通讯功能功能4.4.24.4.2数据处理及控制子系统数据处理及控制子系统数据采集数据采集数据处理数据处理数据保存数据保存数据显示数据显示数据打印数据打印适应性强适应性强系统操作系统操作具有数据的安全性和保密性具有数据的安全性和保密性数据传输数据传输数据丢失处理数据丢失处理数据处理及控制子系统数据处理及控制子系统
