煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)路線
取樣和預處理單元
樣氣在采樣泵的抽力下由取樣探頭取出，樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除，濾除后通過伴熱管線直接輸送到氣室進行分析，不需通過冷凝裝置。氣室溫度保持與伴熱管線和采樣探頭一直在150℃。由控制單元實現(xiàn)自動反吹、自動標定、溫度報警提示等功能，并顯示系統(tǒng)工作狀態(tài)。采用二級精細過濾，確保氣體測量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。
校準單元：BLA-800具有自動和手動校準的功能。校準操作簡單，非專業(yè)人員經(jīng)簡單培訓后可熟練操作。自動校準時間可根據(jù)要求自行設定時間。系統(tǒng)出廠時提供運行時所需各種標準氣體，標準氣體滿足下列要求：
（1）氣量能滿足系統(tǒng)啟動后一年內(nèi)正常校準的需要。
（2）所有標準氣體按照國家相關(guān)要求儲存，存在鋼瓶內(nèi)。
（3）交付標準氣體可追朔性文件和說明其種類、濃度和數(shù)量的文件。
反吹單元：當系統(tǒng)部件如采樣探頭、皮托管差壓流量計與煙氣接觸時，提供的反吹子系統(tǒng)以防止煙氣堵塞設備部件。反吹空氣系統(tǒng)失效時，有報警信號輸出。采用0.4～0.7Mpa的儀表風對采樣探頭和皮托管差壓流量計進行脈沖式反吹。反吹功能均可以手動或者自動操作，自動反吹周期可以任意設定。
采用我公司自主研發(fā)的SIC-7型紫外差分光譜氣體分析儀對經(jīng)過過濾除塵的煙氣進行分析，基于差分吸收光譜算法（DOAS），能夠同時測量多種氣體組分如SO2、NO等，廣泛應用于煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)、工業(yè)過程氣體分析系統(tǒng)中。
光源發(fā)出的光束匯聚進入光纖，通過光纖傳到氣體室，穿過氣體室時被待測氣體吸收，由光纖傳輸?shù)焦庾V儀，在光譜儀內(nèi)部經(jīng)光柵分光，由陣列傳感器將分光后的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，獲得氣體的連續(xù)吸收光譜信息。根據(jù)此信息采用差分吸收光譜算法得到被測氣體的濃度。
⑴差分吸收光譜技術(shù)（DOAS）
DOAS核心思想將氣體的吸收光譜分解為快變和緩變兩部分。快變部分與氣體分子結(jié)構(gòu)和組成的元素有關(guān)，是分子吸收光譜的特征部分；緩變部分與顆粒物、水汽、背景氣，及測量系統(tǒng)的變化等因素有關(guān)，是干擾部分。DOAS采用快變部分計算被測氣體的濃度，測量結(jié)果不受干擾，準確性高。
SIC-7紫外光譜氣體分析儀同時采用DOAS算法和PLS算法相結(jié)合的處理方式，消除了顆粒物、水汽、背景氣體的干擾，同時也消除了測量系統(tǒng)波動對測量結(jié)果的影響，保證了測量的準確性和穩(wěn)定性。
⑵儀表特點
? 可靠性高
采用進口脈沖氙燈作為光源，壽命達10年，采用固化光譜儀，無運動部件，可靠性高。
? 測量精度高、穩(wěn)定性好
采用DOAS（差分光學吸收光譜）算法，測量結(jié)果不受顆粒物、水份等因素干擾,測量準確度高；同時DOAS算法也消除了由儀器老化引起的誤差，測量穩(wěn)定性好。
? 多種組分同時測量
通過對連續(xù)光譜的分析，可同時測量多種氣體化學組分的濃度，具備高集成度和性價比
? 高度智能化、數(shù)字化
內(nèi)置多塊高性能處理器，處理器間采用高速數(shù)據(jù)總線通訊技術(shù)，各模塊具備強大的數(shù)字化配置和監(jiān)測功能；觸摸屏式人機界面，操作簡單、使用方便。
? 采用進口薄型背照式CCD面陣傳感器，具有優(yōu)良的紫外響應能力，適合SO2、NO的檢測需要
氧含量監(jiān)測子系統(tǒng)
電化學氧傳感器的工作原理是當被測氣體氧分子通過透氣膜即可在傳感器內(nèi)發(fā)生氧化-還原反應，當氧分子到達正極表面時，發(fā)生還原反應，同時負極發(fā)生氧化反應，化學反應過程如下：
正極：O2+2H2 O+4e→4OH-
負極：Pb+2OH-→PbO+ H2 O+2e
電池處于平衡狀態(tài)時，兩電極間電勢值E恒定不變。陰極和陽極兩個反應發(fā)生生成電流，電流大小相應地取決于氧氣反應速度(法拉第定律)，可外接一只已知電阻來測量產(chǎn)生的電勢差，這樣就可以準確測量出氧氣的濃度。
型號 | SIC-7 |
原理 | 高溫紫外差分吸收光譜 |
量程 | 量程為SO2：0-100mg/m3，NO:0-100mg/m3，NO2:0-100mg/m3，NOX:0-100mg/m3，O2：0-25%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(guān)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 |
顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)
一款高靈敏顆粒物監(jiān)測儀。采用全程高溫抽取系統(tǒng)，使用內(nèi)拋光的不銹鋼管經(jīng)過高溫球閥直接連接檢測器，無吸附，響應速度快。檢測器采用高靈敏度激光前散射原理，采用設計的峭流技術(shù)，在檢測器內(nèi)使用高溫120度潔凈空氣保護鏡片，保證檢測器穩(wěn)定性。整機具有維護量小，檢測靈敏度高，安裝方便快捷，具備自動反吹自動校驗，實現(xiàn)真正免維護的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
(1) 主機系統(tǒng)
(2) 主機結(jié)構(gòu)
采樣伴熱管線內(nèi)部采用雙芯管線設計，其中一根為樣品氣導管，另一根為標準氣體導管。
整機分主機和風機箱兩個機箱，主機完成采樣、反吹、檢測、報警、系統(tǒng)控制及本地人機界面，并通過變頻器控制風機箱的風機實現(xiàn)等速采樣。主機安裝在法蘭上，風機放在平臺上或固定在平臺欄桿上；大煙囪，可以承受重量的主機直接安裝到煙道上，風機箱放在地面；小煙囪，鐵皮煙囪，主機置于支架上承重，支架高度可調(diào)節(jié)，方便安裝調(diào)試。
(3) 風機系統(tǒng)
風機采用變頻風機，在入口增加0.1um紙質(zhì)過濾器過濾空氣中粉塵雜質(zhì)，為主機提供可變流量的動力氣。
(4) 技術(shù)特點
? 采樣激光前散射原理，超高靈敏度，低檢測限0.1mg/m3
? 全程高溫抽取樣氣并高溫分析測量，不受水汽影響。
? 技術(shù)熱導加熱采樣桿，加熱箱內(nèi)置大口徑高溫氣動球閥，實現(xiàn)停電缺氣自動斷開氣路保護檢測器，并可實現(xiàn)定時反吹的系統(tǒng)免維護設計。
? 高靈敏度激光前散射檢測器，并使用內(nèi)層煙氣外層高溫氣幕保護鏡片，可做到零維護。
? 整機一體化設計，全氣路內(nèi)拋光316L不銹鋼高溫加熱一體防吸附設計，內(nèi)部管路內(nèi)徑達15mm，無軟管連接吸附小響應速度快。
? 可實現(xiàn)自動系統(tǒng)全流程零點校準，有效消除鏡片污染帶來數(shù)據(jù)失真，保證數(shù)據(jù)可靠性。
? 內(nèi)置校準器，無運動部件，方便快捷，大大提高可靠性。
? 整機輕小，主機重量約30Kg，適應現(xiàn)場各種工況條件安裝。
煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)
煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)由煙氣參數(shù)監(jiān)測儀組成，煙氣參數(shù)監(jiān)測儀把皮托管差壓變送器、溫度傳感器、壓力傳感器集成一體化。
流速測量采用皮托管法，皮托管流速計主要由“X”型皮托管檢測頭﹑取壓管保護套管﹑差壓變送器﹑反吹控制閥等部件構(gòu)成。測量時將皮托管流速計探頭插入管路中，并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致，全壓探頭測孔正面應對來流，檢測流體總壓，并將其傳遞給差壓變送器；同時背壓探頭測孔拾取節(jié)流靜壓也將其傳遞給變送器，變送器讀取動﹑靜壓差值并將其轉(zhuǎn)換成相應的流速比例電流傳送給顯示儀表或計算機進行數(shù)據(jù)處理。皮托管內(nèi)外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少顆粒物粘附。電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時的系統(tǒng)反吹：當探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預定程序開啟，將儀表風同時接入兩個取壓管進行吹除作業(yè)；正常測量時電磁閥則處于關(guān)斷狀態(tài)。
⑴ 流速測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 型號：BLA-PTV-100
? 測量原理：皮托管加差壓變送器（皮托管+差壓變送器）
? 測量范圍5～40m/s（當流速＜5m/s時，皮托管原理產(chǎn)品不適用)
? 輸入電壓：220VAC
? 輸出電流：兩線制4～20mA
? 插入長度：1600mm，或定制長度。
⑵ 壓力測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 儀器型號：BLA-PTV-100
? 測量原理：壓力傳感器
? 測量范圍：-10～10Kpa（可根據(jù)買方需求定制）
? 輸出電流：兩線制4～20mA
⑶ 溫度測量
? 儀器：煙氣參數(shù)監(jiān)測儀
? 儀器型號：HGSM-100
? 測量原理：溫度傳感器
? 測量范圍：0～300℃（根據(jù)實際工況可選）
? 輸出電流：兩線制4～20mA
? 插入長度：1600mm或定制插入長度。
煙氣濕度分析儀
選用高分子薄膜電容法煙氣濕度分析儀測量煙氣中的濕度。
測量原理：將高分子化學薄膜沉積在兩個導電電極上，當薄膜吸水或失水后，會改變兩個電極間的介電常數(shù)，從而使其電容值與所處環(huán)境的濕度存在函數(shù)關(guān)系。儀器核心傳感部分由玻璃基體，上下層電極和高分子薄膜構(gòu)成。
此方法測量范圍寬，線性好，幾乎沒有滯后，有優(yōu)異的穩(wěn)定性和重復性
此分析儀集成于紫外差分光譜儀內(nèi)，濕度傳感器安裝在預處理氣路中，位于恒溫加熱箱內(nèi)，由于樣氣之前已經(jīng)經(jīng)過顆粒物、焦油過濾和全程恒溫伴熱，可有效保護濕度傳感器不受顆粒物和液態(tài)水的影響，從而使此方法濕度儀相對于傳統(tǒng)的在位式濕度儀在使用壽命上大大延長，工作也更加可靠。尤其在測量管道意外停爐，系統(tǒng)意外斷電等特殊情況下，由于預處理系統(tǒng)的保護，檢測精度不會受到影響。
數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)
數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)由集線箱、上位機、CEMSMonitor監(jiān)測軟件、企業(yè)DCS聯(lián)網(wǎng)單元、數(shù)據(jù)遠傳單元等構(gòu)成。集線箱安裝在戶外的平臺上，向平臺上的所有設備進行供電，接收所有設備的信號輸出，通過內(nèi)部的處理單元轉(zhuǎn)換為工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用RS485協(xié)議傳輸?shù)絻x表日常維護人員辦公室的上位機。操作人員在可通過安裝在上位機上CEMSMonitor監(jiān)控軟件查詢所有測量信息和儀表工作狀態(tài)信息。上位機軟件同時生成國家環(huán)保部門要求的報表通過數(shù)據(jù)遠傳單元（GPRS、Internet等）傳送到環(huán)保行政主管部門，上位機也可以連接DCS聯(lián)網(wǎng)單元實現(xiàn)與企業(yè)內(nèi)部的DCS聯(lián)網(wǎng)，通常采用RS485通訊協(xié)議。
? 監(jiān)控軟件：污染源在線管理系統(tǒng)監(jiān)控軟件CEMSMonitor,該軟件是根據(jù)國家、地方大氣污染物排放標準，落實政府關(guān)于控制大氣污染，改善空氣質(zhì)量的決定，實施大氣固定污染源排放在線連續(xù)監(jiān)測，為排污申報、總量控制、排污收費提供及時、有效的數(shù)據(jù)需要研制而成，可以用于個體污染源排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，也可廣泛適用于各級環(huán)境監(jiān)測站和大中型企業(yè)進行空氣質(zhì)量的監(jiān)測評價和空氣質(zhì)量日報。
? 特點：
2 具有完整的數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸功能；支持局域網(wǎng)分布操作。
2 系統(tǒng)實時工作，實時數(shù)據(jù)采集迅速、穩(wěn)定，傳輸速度快，通過遠程通訊迅速及時地掌握煙氣污染的實時狀況，有較高的時間分辨率。
2 系統(tǒng)具有定時自動校準、自動診斷和自動報警功能；在嚴格的質(zhì)量控制程序下運行，所得數(shù)據(jù)具有較好的可比性和可追溯性。
2 系統(tǒng)長期連續(xù)的運行，不但可獲得大量數(shù)據(jù)，從容適應對各類污染源的監(jiān)測要求,全面反應污染源排放和治理設施運行的真實情況，而且可得出污染變化規(guī)律，為污染預測預報、環(huán)境評價提供詳實可靠的技術(shù)依據(jù)。
2 系統(tǒng)根據(jù)不同情況，提供了良好的參數(shù)修正功能，可幫助系統(tǒng)管理員和維修人員對各種測量儀器和傳感器的工作狀態(tài)進行診斷。
2 系統(tǒng)提供實時數(shù)據(jù)顯示和實時曲線，能自動生成各種報表。
