西安聚能供热厂烟气连续监测系统

工程条件
适用条件
工况条件：
烟气含尘量：＜1000mg/m3;
介质温度：0～150℃；
含水量：适用于饱和水气；
气候条件：
环境温度：5～45℃；
环境相对湿度：20～85%；
大气压力：70～106KPa；
日光照射：无直接照射；
空气流速：直吹气流＜3m/s;
环境条件：
安装现场无明显振动；
配置地线（接地电阻小于2Ω）；
无挥发腐蚀性、爆炸性气体；

通风良好；
现场公用设施
电源：单相220V±10%；50HZ±1%；容量：8KVA；
压缩气源：0.4MPa-0.8MPa;无油无水，耗气量0.1m³/min.
CEMS烟气连续监测系统的设计
设备名称：烟气连续自动监测系统（简称CEMS）。
设备型号:（ TR-9300 ）。
安装位置及监测项目：SO2、O2、NOX、温度、烟尘、压力、流量、湿度。
安装数量：1套CEMS。
仪表的输出单位：
SO2、NOX、烟尘浓度单位以“mg/m3”计。
烟气含氧量以“%”计。
CEMS测量方法
烟气采样方法：直接抽取法（全程伴热法）
SO2监测方法：紫外差分光学吸收光谱法
NOX监测方法：紫外差分光学吸收光谱法
O2监测方法：电化学法
粉尘监测方法：激光后散射法
温度检测方法：热电阻
压力检测方法：差压法
流量检测方法：皮托管法
湿度监测方法：阻容法

预处理单元
预处理系统在短的滞后时间内，选取有代表性的样气，样气的状态，如温度、压力、流速、含水量、含尘量等，干净程度满足分析仪表的操作条件。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，提供给分析仪器测量SO2、NOX、O2含量。

（真空采样泵）
冷凝除水：双路压缩机制冷器两级除湿干燥，蠕动泵自动排水，并且采用膜式除湿器除去样气中的含水量。

（双路冷凝除湿器）
精密过滤器：进一步精密除尘，整体过滤精度在0.2um以下。
定标：系统可在线自动或手动对系统进行校零、满量程校正服务。
流量调节：分析仪器的进样流量在0.5～0.7L/min以内。
预处理单元包括：压缩机冷凝器、防腐真空取样泵、雾过滤器、精密过滤器、反吹单元等，完成样气的净化、除尘、除湿，其过滤精度达到0.2um，完全达到分析仪器要求的超净、恒温、恒流稳定的样气标气，连续不断的送入分析仪器，从而确保了分析仪的准确性和可靠性。样气进入机柜时经过一个电动球阀，通常电动球阀是打开状态，当吹扫时，电动球阀关闭，防止反吹气进入机柜，起到保护预处理系统的作用。样品气进入压缩机冷凝器除去湿气，冷凝液集结在冷凝器的下方，通过排液蠕动泵自动排除。接着样气经过一个保护过滤器除尘，再经过一个两位一通电磁阀，自动校零时洁净的空气通过此阀，经取样泵抽出，对分析仪的零点进行校准，接着气体进入二级制冷器进一步除湿干燥，除湿后的气体通过取样泵和一个手动三通阀，后对样气再做进一步干燥后进入分析仪。手动三通阀可切换注入标准气对仪器的量程进行标校。
冷凝器的故障信号产生时，取样泵停止工作，故障排除后取样泵自动启动。测量后的废气排到室外，产生的冷凝液储存在防腐储液罐内，通过自动疏水阀自动排除。如有故障或需要维护时，相应的信号送往控制室，操作人员会及时发现。

分析机柜
外形规格：2000mm(H)*800mm(W)*600mm(D)
防护等级：IP54
机柜材质：冷轧碳钢板
为了方便机柜的吊运，机柜顶部带有起重用的吊耳。

（系统分析柜）
系统技术指标
适应范围：烟气成份、烟尘、流量、温度参数的在线分析与连续监测。
减小电击事件影响的措施，采用以下两种措施以使电击事件影响小：系统接地，信号要加信号隔离器，在电缆的进口和出口安装电涌抑制装置，用于系统电涌抑制设计。
设备接地大电阻：设备接地大电阻小于4欧。
烟道上设备的保护方法：烟道上没有防护罩的部件能够经受住高温并且使绝缘的；所有布置在室外或环境条件恶劣地方的控制箱、柜全部采用碳钢喷塑材料，防护等级不小于IP65.
防止探头管线堵塞的措施：采样探头是带温度控制装置的，探头温度控制在120～140℃，水份一直处于蒸汽状态，不会液化，探头过滤器过滤精度达到5um，可把绝大多数粉尘过滤掉，同时，探头有定时反吹功能，可将附着在探头过滤器芯上的粉尘吹回烟道。所以，采样探头及管线不会产生堵塞。
校准气储存方法及要求：标准气储存在环境条件控制的仪表间内，标气瓶用木材制作或钢铁制作的托架固定在离主机柜1～2米的墙壁上，瓶底放在地上，确定标气瓶固定可靠，并易于拆装，标气瓶通过减压阀、耐腐蚀的气管连接到气样控制单元或者直接接到分析仪的标准口上，检查密封性，标气瓶出气口和减压阀出气口配备压力表，以指示压力和剩余的容量。环境要求：温度15～30℃，相对湿度：0～60%，附近无强烈热源和震动源。

数据采集处理系统
CPU: 存储器256M，可选外部存储：SD卡及USB存储设备
芯片主频：200MHz
操作系统：内置Linux操作系统
显示：液晶显示，3.5寸TFT
通讯方式：GPRS/CDMA，可多中心传送；
以太网：2个（10M/100M）双通道冗余备份
模拟量输入：8路（可扩展16路），精度12位AD，0～20mA/4～20mA;或0～5V
数字量：3路RS232，2路RS485
开关量输入：4路（可扩展12路），光电隔离，直流12-48V
开关量输出：2路（可扩展12路），250V/3A交流直流可选
精度：≤0.2%
电磁兼容：满足IEC三级标准
电源：220VAC±15%,50HZ±5%
后备电池：12V≧2A（可选）
功耗：≤10W
通讯协议：HJ 212-2017;污染源在线自动监测（监控）系统数据传输标准。
安装方式：壁挂式
三防设计：防水、防尘、防破坏
相对湿度 ：20％～90％
环境温度：－10℃～＋60℃
天线： 外置，全天候，自带吸盘

系统功能（CEMS系统包括）
反吹功能：设计的CEMS的SO2、NOX、O2采样探头、烟尘仪具有吹扫功能。
自诊断和报警功能：自诊断和报警内容至少包括：检测源和探头的失效、各监测项越限情况（上下量程）、没有足够的采样流量的能力、伴热电线温度报警和主要仪器部件（如仪器盖内温度过高发生异常）。
指示功能：DAS除了可以指示上述提到的自诊断和报警内容，还可以显示分析仪在校正循环中、校正气瓶低压、过量的校正误差等内容。
其它功能：主要分析仪器自诊断、自动控制、在线校准、系统网络化、错误代码指示等功能。
数据处理系统：选用的PAS-DAS是目前国内符合国家环保要求以及既将颁布的《火电厂烟气连续监测系统技术规范》的数据采集、控制和处理系统。
远传通讯功能：CEMS具有高可靠性、安全性、可维修性和可扩展性。监测设备满足两套烟气成分采样探头系统的运行要求，同时设计方案考虑了一定的预留口和容量，CEMS可与电厂、电力局、的局域网形成MIS/SIS网，可以远传通讯。
烟气流量计算：报告的烟气流量=工况下湿烟气量*（大气压+烟气静压）/101300*273/（273+烟气温度）*（1-烟气湿度），包含了温度、压力、湿度的修正为标况干烟气量。
软件配置：配置的软件与系统的硬件资源相适应，除系统软件、应用软件外，还配置了在线故障诊断和杀毒软件等。
系统检修：CEMS设计的分析仪器和监测仪表包含了为日常维护人员检修提供的电信号接口，的方便了技术人员检修。
设备环境应用：所有烟道设备可以满足在下列恶劣环境下应用：烟道压力：-10～+30kPa，烟囱入口温度：小于150℃，相对湿度：小于95%RH。
系统安装：CEMS设计时采用了优数量的烟道安装探头，降低现场安装难度，提供检修方便。