***005型 烟气连续在线监测分析系统(CEMS)
3.1 CEMS系统简介
本系统的主机是Sick-Maihak的烟尘监测系统FW56I,Siemens的烟气分析系统ULTRAMAT23、皮托管测流���统等,主要检测仪器均为进口设备,技术指标高,可靠性好。输出单位:mg/m3,ppm(可选)。机柜是专门为烟气监测现场设计制造的,具有防尘、通风散热功能,预处理系统主要目的是除尘、降温、排水、取样。取样泵是德国原装进口的。压缩机制冷器具有大制冷量、降温快、除水性能好的特点。 
电器控制系统主要目的是提高分析系统的自动化程度,达到自动反吹清洗探头过滤芯、取样管线、自动排水、超标报警等功能。误差:CEMS系统中SO2、NOX的分析**度均为小于1%FS,烟尘分析灵敏度小于0.1%FS,CEMS系统误差小于士4%。CEMS可以提供95%以上的监测数据资料可利用率。CEMS能满足在至少180天运行而不需要非日常维修的要求。 
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。 
3.2 CEMS系统SO2/NOX/O2连续监测系统配置
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 采用一体化设计的西门子ULTRAMAT23红外气体分析仪  |  
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 过程工艺环节  | 
 1  | 
 直接抽取式电加热采样探头  |  
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 伴热式采样管线以及反吹管线  |  
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 3  | 
 样气预处理系统  |  
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 4  | 
 样气控制系统  |  
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 5  | 
 反吹气源  |  
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 6  | 
 多组份一体化设计的分析仪,含:  |  
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 非分散红外吸收法SO2分析模块  |  
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 非分散红外吸收法NOX分析模块(附带CO分析模块)  |  
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 顺磁O2分析模块  |   
  
基本原理:电加热式直接抽取探头抽取烟气,经过除尘加 
热(120—180℃)、保温(大于120℃)环节,样气被引导 
到预处理系统(主要是去除颗粒物、H2O/腐蚀性气体等), 
再由样气控制系统输送到ULTRAMAT23分析仪中进行分析。 
利用SO2在红外区7.3μm(7300nm)附近的红外吸收 
量的变化,连续测定烟气中SO2的浓度;利用NO对5.3μm附近的红外吸收量的变化,连续测定烟气中NO的浓度。NO2通过还原转换器转换成NO再测量。利用氧气引起磁偏角的变化转换成电流信号,该信号强弱与浓度成线形关系。高品质的制造工艺和设计工艺保证系统**测量。 
  
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 SO2/NOX/O2连续监测系统--独特设计  |  
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 **设计结构:  | 
 采用内标气池技术,进行零点、量程标定,并保证一年之内零点、量程偏差小于士2%FS,区别于其它同类产品必须用专门零气校零和量程气标定量程,大大降低了系统运成本。  |  
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 独特完整的 
采样管线包:  | 
 采样管为一根完整的线包,包括了采样通道、反吹通道以内部伴**,使用外套管保护,构成一个整体。外套管能消除外界温度变化对测量的影响,该特点尤其适用于我国北方冬夏季节温差变化很大的场合应用。伴热温度可以自我调节,同时内嵌有温度探头(PT 100)检测伴热温度是否正常,该温度信号传输到DAS中作为诊断内容。校准通道满足两倍于正常运**压无泄露的要求。  |  
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 独特的测量方式:  | 
 消除了CO2,CO及水汽等成分对测量的干扰,干扰总和小于0.5%,检出下限为0.1%FS。  |  
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 独立的反吹管:  | 
 降低安装检修难度。提高反吹质量。  |  
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 预留功能强大:  | 
 预留将来监测其它烟道功能,仅需要额外增加采样探头和合适长度的采样管线,无需增加气体分析仪器。  |  
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 多组份分析仪 
设计特点:  | 
 1、智能化:自动校正压力、采用空气自动校准,无需标准气体、自动确认量程范围、维护要求、维修开关、自动提示超限和确认范围、低流速报警。  |  
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 2、人机界面友好:液晶显示、操作简单、编程快速、菜单操作(编程、测试和标定等)、维护方便、自动校正、在每组份的全量程范围可设定两个量程、超限自动切换。  |  
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 3、网络化:既可以自建经济型局域网,便于远程遥控过程仿真维护;又可以组建系统局域网,利于经营管理、宏观调控。  |  
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 4、样气气室采用独特的内标气池,无需其他标准气,且使用寿命长等特点。  |  
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 5、抗干扰能力强,电磁兼容性好。安装方便灵活,维护量极小。  |  
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 采样装置和采样管线设计特点:  | 
 1、采用无需温度监测的外部电加热采样设备,设计规格可以满足过程气体烟尘浓度为20g/m3,温度为600℃,运行压力为2bar的气体连续采样。  |  
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 2、使用加热自动调节单元,*高可加热至180℃,避免冷凝、SO2溶解带来的腐蚀和测量误差问题。  |  
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 3、采用2μ气孔的陶瓷过滤器元件,*大限度地克服堵塞问题,降低维护工作量。  |  
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 4、采样管线采用无需更换的Teflon(聚四氟乙烯)管簇,温度控制设计,**保证件热温度。  |   
  
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 (Siemens ULTRAMAT23)红外气体分析仪技术指标  |  
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 测量量程:  | 
 4个量程,可手动或外部切换,可带自动量程功能  | 
 烟气 
含氧量:  | 
 *小测量范围0~5%,*大测量范围0~25%;响应时间≤25s  |  
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 *小 
测量量程:  | 
 SO2:0-150ppm,0-400mg/m3  
NOX:0-200ppm,0-250mg/m3;(根据用户要求扩展)  | 
 控制面板:  | 
 LCD,带背光LED和背光控制,软键,数字键和功能键  |  
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 *大 
测量量程:  | 
 SO2:0-5000ppm,0-2000mg/m3; 
NOX:30-5000ppm,0-2000mg/m3;(根据用户要求扩展)  | 
 测量值 
显示:  | 
 5-位显示,分辨率同量程有关,小数位数可选  |  
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 测量特征:  | 
 线性化测量  | 
 电源:  | 
 90-132或180-264VAC,48-63Hz  |  
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 线性度:  | 
 <1% F.S.  | 
 耗电量:  | 
 约70VA  |  
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 稳定性:  | 
 有自动校正,漂移可忽略;无校正,≤±2%F·S/Week  | 
 模拟输出:  | 
 0/2/4-20mA,*大负载750W  |  
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 重复性 
误差:  | 
 ≤1%  | 
 接点输出:  | 
 6个自由组态输出  |  
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 预热时间:  | 
 约5min;稳定时间,约45min  | 
 模拟输入:  | 
 2个0/2/4-20mA,可用来指示外部压力和矫正干扰气影响(矫正交叉干扰)  |  
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 响应时间:  | 
 <1min  | 
 串口:  | 
 RS485  |  
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 具备功能:  | 
 流量报警,超量程报警,自动标零  |   
3.3 烟尘连续监测系统配置
工作原理:该系统采用Sick-Maihak的FW56I烟尘测定仪,主要由收发单元、反射单元、控制单元、自动清洗单元组成。收发单元和反射单元为系统主体测量部分。通过两个安装在现场测量烟道两侧的法兰,利用精密的自校准光学系统,基于光透射原理工作。 
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 技术特点  | 
 1、采用直插式测量原理,可连续进行测量,直接输出粉尘浓度mg/m3值。由于采用了固态光源,寿命长达十年。  |  
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 2、由于超宽带二极管的宽带光谱产生测量信号的光学鉴定,使测量比常规的LED系统要稳定得多。高性能的微处理器技术。在不透明或透明浓度下用LC显示,校准能力达到mg/m3。自动进行调零和量程检查,自动污染校正。光学系统和电子设备装均密封在内部。  |  
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 3、样品的调整不用特殊工具,方便易行。自动调整光程。有多个量程,多路信号输出。先进的吹扫系统可减少维护量。  |   
  
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 (Sick-Maihak)FW561烟尘测定仪技术指标  |  
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 透光率:  | 
 100—0% / ±0.4%  | 
 响应时间:  | 
 <1S  |  
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 透光差:  | 
 0—10 / ±0.4%  | 
 线性度:  | 
 <0.5%  |  
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 消光值:  | 
 0.1—2(任意调整) / ±0.002%  | 
 环境温度:  | 
 -20—+50℃  |  
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 含尘量:  | 
 0—100mg/m3 / 0—10g/m3  | 
 烟道直径:  | 
 0.2—15m  |   
3.4 皮托管测流计
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 不锈钢皮托管技术指标  |  
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 插入长度:  | 
 200-2000mm  | 
 ASME设计符合AMCA和ASHRAE规范。  |  
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 风速范围:  | 
 0-40m/s  | 
 可选的装配封盖和分离法兰,使安装快速简易。  |  
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 风速系数:  | 
 0.81-0.86  | 
 适用在高温和腐蚀性的环境下连续工作。  |  
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 耐久的304不锈钢制造。银焊接头,防泄漏。  | 
 扩展静止接头可以使管头在推荐的空气流向的15°范围内。  |  
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 表面喷涂防腐材料(聚四氟)。  | 
 有效系数“1”。无需校正、定位**。  |  
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 半球形设计,*适合不正确对准时的**性,不易损坏。  |  
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 流量监测系统的探头、法兰和仪表外壳均为耐酸不锈钢材料,防护等级为I P66。  |  
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 Dwyer空气流速计算器可直接读数,含流量图和操作说明。  |   
3.5 温度监测
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 温度监测技术指标  |  
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 测量范围:  | 
 0-300℃。  | 
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 4-20mA输出。  |  
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 误差:  | 
 <3%。  | 
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 表面喷涂防腐材料。  |  
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 采用PT100热电偶测量,是经典方法,方便、可靠、稳定。  |   
3.6 压力监测
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 差压变送器(罗斯蒙特3051CD1)技术指标  |  
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 测量范围:  | 
 -4Kpa--4Kpa。  | 
 贮藏温度:  | 
 -40℃---100℃。  |  
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 **度:  | 
 ±1%。  | 
 热效率:  | 
 0点:±0.05%。  |  
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 输出:  | 
 4-20mA,2相。  | 
 稳定性:  | 
 ±0.5%。  |  
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 电源:  | 
 18-30伏直流电。  | 
 外箱:  | 
 密封钢,涂有环氧。  |  
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 阻抗:  | 
 400Ω@18伏直流电,600Ω@24伏直流电,100Ω@30伏直流电。  | 
 过程接头:  | 
 电气连接:螺旋式,反向保护。  |  
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 零点/档距:  | 
 可调,±10%。  | 
 重量:   | 
 397克。  |  
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 温度补偿:  | 
 范围:0—50℃。  | 
 应用:  | 
 适合气体和液体。  |  
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 压力变送器技术指标  |  
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 测量范围:  | 
 -10-10Kpa。  | 
 压力过载:  | 
 2倍量程。4-20mA输出。  |  
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 采用直接连接,绝压变送器测量。  |   
3.7 数据采集、处理及控制系统
CEMS计算机硬件系统采用高可靠性的台湾产一体化工作站。在适用于恶劣工况环境条件下连续正常运行。 
数据采集控制系统软件专门为中国火电厂的烟气连续监测系统(CEMS)而设计开发的。系统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,对各CEMS厂商的分析仪具有良好的兼容性。系统的开发充分参考了中国环保法规,并与中国火电厂的应用实际相结合,完全满足国内环保、电力行业对烟气连续监测系统的关于数据、报表的要求的数据采集控制系统(详见第四章:FM型数据采集控制器)。  |