烟气连续在线监测系统CEMS介绍.pptx

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1、 CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）烟气排放监测系统CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第1页/共51页Continuous Emission Monitoring(CEM)is instruments for continuousmeasurement of pollutants emitted into the atmosphere in exhaust gasesfrom combustion or industrial processes.CEMS（Continuous Emiss

2、ions Monitoring System）第2页/共51页Located CEMS（就地式）Fixed installation.Cant be moved.Mobile CEMS（移动式）Enable to be moved to Anywhere.Portable CEMS（便携式）Bad Accuracy.Low Price.根据安装方式分类第3页/共51页 依据采样技术分类依据采样技术分类IN-SITU -所有分析部件均安装在烟囱上，直接测量。所有分析部件均安装在烟囱上，直接测量。EXTRACTIVE-从烟囱上取样，将样气伴热后，送至地面便于操从烟囱上取样，将样气伴热后，送至地面便

3、于操作的控作的控 制系统柜。制系统柜。DILUTION -从烟囱上取样，用高纯度的稀释气将样气按一从烟囱上取样，用高纯度的稀释气将样气按一定比例稀定比例稀 释后，送至地面便于操作的控制系统柜。释后，送至地面便于操作的控制系统柜。注：将样气伴热或者稀释的目的，都是为了防止样气在传输过程中，注：将样气伴热或者稀释的目的，都是为了防止样气在传输过程中，出现水汽冷凝，造成采样管线堵塞，影响测量结果。出现水汽冷凝，造成采样管线堵塞，影响测量结果。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第4页/共51页 IN-SITU 直接测量法Path In-Situ A

4、nalyzersPoint In-Situ Analyzers第5页/共51页In Situ Analysis-Advantages 直接测量法的优点直接测量法的优点 无需采样处理 直接（湿法）测量 无需采样管线CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第6页/共51页In Situ Analysis-Disadvantages 直接测量法的缺点直接测量法的缺点过程温度限制过程温度限制烟囱上有移动部件烟囱上有移动部件检测参数限制检测参数限制不便于维护不便于维护扩展费用高扩展费用高存在水分干扰因素存在水分干扰因素CEMS（Continuous Emi

5、ssions Monitoring System）第7页/共51页Dilution Analysis 稀释法稀释法Calibration GasSample LineInstrument AirElectrical ConnectionAnalyzer&SCS&ReadoutDilution ProbeCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第8页/共51页Dilution Analysis 稀释法CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第9页/共51页Dilution Analysis-ADVAN

6、TAGES 稀释法的优点稀释法的优点直接（湿法）测量在中国不适用在中国不适用不受过程温度限制烟囱上没有移动部件CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第10页/共51页Dilution Analysis-DISADVANTAGES 稀释法的缺点稀释法的缺点 对采样管线作些保温对采样管线作些保温 烟囱上安装高精度的孔板烟囱上安装高精度的孔板 需要非常高纯度的稀释气需要非常高纯度的稀释气 稀释比率不一定稀释比率不一定 由于样气稀释由于样气稀释,造成分析的灵敏度降低造成分析的灵敏度降低CEMS（Continuous Emissions Monitori

7、ng System）第11页/共51页Extractive Analysis 抽抽取法取法Heated Sample Line Electrical ConnectionAnalyzer&SCS&ReadoutExtractive ProbeCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第12页/共51页 Extractive Analysis-ADVANTAGES 抽取法的优点抽取法的优点多种气体组分多种气体组分便于组分的扩展便于组分的扩展不受过程温度限制不受过程温度限制干法测量（符合我国环保法规）干法测量（符合我国环保法规）没有移动部件没有移动部件

8、分析仪表可以放在安全、便于维护的地方分析仪表可以放在安全、便于维护的地方可以多个检测点共用一套系统可以多个检测点共用一套系统CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第13页/共51页Extractive Analysis-DISADVANTAGES 抽取法的缺点抽取法的缺点 需要加热采样管线 需要采样泵 需要采样处理设备CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第14页/共51页CEMS -系统方块图F,T,P,H2OOpacitySampleProbeSampleTransportationSamp

9、leConditioningSystemAnalyzersSO2/NOX/O2CO/CO2DataAcquisitionSystems烟尘监测系统,其他参数测量系统气态污染物监测子系统数据采集处理系统DCS or MISCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第16页/共51页ExcellenceinAutomation&Drives:SiemensSAMPLING AND CONDITIONING SYSTEMS2-Stream Sample Conditioning SystemSAMPLING AND CONDITIONING SYSTEM

10、S第18页/共51页Back Purge UnitCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第19页/共51页系统基本构成：伴热采样探头伴热采样探头伴热采样管线伴热采样管线采样处理系统和机柜采样处理系统和机柜SIEMENS 差压变送器差压变送器ULTRA 23 多通道分析多通道分析仪仪 热导式质量流量（温度）热导式质量流量（温度）计计 烟尘仪烟尘仪 压力表（差压变送器）压力表（差压变送器）DAS 数据处理系统数据处理系统标气（量程气和零点气）标气（量程气和零点气）CEMS（Continuous Emissions Monitoring System

11、）第20页/共51页采样探头采样探头 探头带电伴热，电源：220VAC，50Hz，功耗 500 瓦最高工作温度：400 C（根据需要可选）空气反吹，手动反吹（标准）或自动反吹（选择项）仪表风压力：4-7 kg 反吹形式：脉冲方式；一次反吹时间：2分钟（可调）；电源接口：PG13.5气源接口：1/4CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第21页/共51页采样探头采样探头采样探头长度：1500mm（采样点距烟道内壁不小于（采样点距烟道内壁不小于 1m 或者或者 1/3 的烟道当量直径）的烟道当量直径）过程接口：DN50 法兰，法兰法兰，法兰 OD1

12、60mm，螺栓，螺栓 OD14mm 4，螺距，螺距 130mm探头安装时，按照环保部门要求：1.安装在烟囱上，应离地安装在烟囱上，应离地 1/3-1/2 烟囱高度。烟囱高度。2.安装在烟道上，应优先选择垂直管段，一般要求直管烟道长度大安装在烟道上，应优先选择垂直管段，一般要求直管烟道长度大于于 6D，前，前 4D，后后 2D；若直管烟道长度大于；若直管烟道长度大于 4D，前，前3D，后，后 1D。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第22页/共51页 伴热采样管线伴热采样管线 管线采用电伴热 电源：220VAC，50Hz，功耗 35 瓦/米管

13、线材质：PTFE（标准）伴热元件是自限温加热元件 控制温度为 140-160 C（PTFE）管线接口：4 mm采样管线外径：约 50mm管线安装时，要尽量避免死弯和 U 形弯（不小于500mm）CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第23页/共51页采样处理系统和机柜采样处理系统和机柜采样冷凝器（两级冷凝器）排冷凝液泵（排液能力约 0.3 l/h）除尘过滤器（两级过滤，第一级 2 m，第二级 0.1 m）采样泵和释放阀（薄膜泵，薄膜是 PTFE，流通能力最大为 5.5 l/min）湿度检测探头电磁阀和标定系统 手动标定（标准）/自动标定（选择项

14、）标定时间可以在控制柜前面板上设置流量计和针形阀（流量控制在 0.2-1.5 l/min）单元控制器（控制反吹单元）和采样切换控制器（一拖二系统控制采样切换）机柜的防护等级：室内机柜；工作温度：5-35 CCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第24页/共51页分析参数 分析方法 分析范围COIR0 to 4000,16000mg/Nm3NOxNOIR0 to 400/1000 mg/Nm3NO2 IR0 to 100/500 mg/Nm3SO2IR 0 to 1000/3000 mg/Nm3O2EO20 to 5/25%CO2IR0 to 5

15、/25%Opacity光学反射原理0 to 100%Flow&Temperature热传导原理0 to 90 米/秒,-40 to 200C Pressure电容传感器0 to 5 KpaH2O电容式0 to 20%CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第25页/共51页 浓度计算浓度计算:mg/Nm Vol.-ppm（质量浓度（质量浓度体积浓度）体积浓度）1mg/Nm3nVol.-ppm 1Vol.-ppm nmg/Nm3M(g/mol)CO0.81.2528.01CO20.511.9644.01SO20.382.8664.06NO0.751

16、.3430.01NO20.492.0546.01注：体积浓度(ppm)x 密度(273 K,1013 hPa)=质量浓度(mg/Nm)标准密度=摩尔重量(g/Mol):摩尔体积(Nl/Mol)摩尔体积=22,414 Nl/Mol，标准状态:273 K,1013 hPa，气体为理想气体CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第26页/共51页流量（温度）计流量（温度）计 采用热传导原理，插入式质量流量，同时测量温度 插入深度：1/8 D 电源：220VAC，50Hz，功耗，功耗 15W 电气接口：2 3/4 NPT，一个电源接口，一个信号线接口（，

17、一个电源接口，一个信号线接口（F、T 两两组信号）组信号）仪器安装时，按照环保部门要求：1.安装在烟囱上，应离地安装在烟囱上，应离地 1/3-1/2 烟囱高度。烟囱高度。2.安装在烟道上，应优先选择垂直管段，一般要求直管烟道长度大于安装在烟道上，应优先选择垂直管段，一般要求直管烟道长度大于 6D，前，前 4D，后，后 2D;若直管烟道长度大于若直管烟道长度大于 4D，前，前3D，后，后 1DCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第27页/共51页烟尘仪（烟尘仪（Opacity/Concentration）采用光学反射原理，三种反射器（型：0.4

18、-1.8 米;型：0.4-3.0 米;型：2.3-6.25 米）标准配置：测量头、反射器、2 节调节法兰、空气清扫系统、连接端子盒 两路 220VAC 供电：一路至连接端子盒，仪表用，功耗 30 VA；一路至空气清扫装置，功耗 250 WCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第28页/共51页 工作原工作原理理CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第30页/共51页压力测量压力测量采用电容式传感器测量范围：-5-5KPa 24VDC 供电，两线制仪表电气接口：1/2-14NPT过程接口：1/2-

19、14NPTCEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第31页/共51页CEMS 系统标定系统标定零点标气 以以 N2 作为零点标气作为零点标气 SIEMENS 独有的技术可采用环境空气进行自动标定，所独有的技术可采用环境空气进行自动标定，所以分析仪可以做到免维护，且零点和量程都是在线标定。以分析仪可以做到免维护，且零点和量程都是在线标定。量程标气 以各被测组分的以各被测组分的 80%量程范围作为量程标气，量程范围作为量程标气，标定周期 分析仪经德国分析仪经德国 TUV 认证：每认证：每6个月采用标准气标定一次。个月采用标准气标定一次。CEMS（Co

20、ntinuous Emissions Monitoring System）第32页/共51页系统诊断系统诊断包括：分析仪器、采样系统和其它辅助设备。诊断功能会增加设备的总投资，但是，其有助于：故障分析：预测故障 阻止故障设备运行诊断内容包括:CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第33页/共51页DAS数据采集系统CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第34页/共51页DAS 数据处理系统数据处理系统A/D 模数转换卡（24 路）DAS 计算机 P4 以上，硬盘以上，硬盘 20G，RAM 256

21、M 操作平台：中文操作平台：中文 Windows XP,带数据库的带数据库的 Office2003，配，配 Modem 通讯卡和局域网卡通讯卡和局域网卡 CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第35页/共51页DCSRS232/RS485 串行总线通过 Modem,经专用电话线环保局拨号通讯,单向调取数据实时在线系统,可以 24 小时全线监测.操作平台:中文 WindowsMe.软件接口开放,可以按照用户要求制作.通过局域网卡使用标准网卡专用线厂内通讯分析仪端子板A/D转换卡CEMS 控制柜4-20mA4-20mA4-20mA温度、压力流量和湿

22、氧4-20mA伴热采样管线典型CEMS 系统构成图第37页/共51页西门子烟气连续监测系统的重要特点西门子烟气连续监测系统的重要特点CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第40页/共51页对烟气的测量方法采用抽取法（也称为干法或伴热法）。该方法在检测过程中去除了水分，所以测量结果为干烟气数值，符合我国针对火电厂大气污染排放监测制定的排放标准。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第41页/共51页由于本系统采用的是抽取法（干法），干烟气采样分析，不需要稀释法所需要的昂贵的、高纯度的“空气净化装置

23、”。本系统配备了直接采用用户工厂仪表风对采样探头进行反吹的系统，可以选用自动反吹或手动反吹。当反吹系统失效时，CEMS系统自动报警，并启动标定系统，以保护检测元件。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第42页/共51页样气从采样探头至冷凝器前，温度控制在 150 1C。采样探头带电伴热，探头本身是夹套式伴热，探头控制箱与伴热管线之间的连接部分，用保温材料进行保温处理，保证不出现游离水。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第43页/共51页冷凝器除水效率为99.9%，保证仪器样气不出现游离水，

24、如果出现，则位于冷凝器出口的湿度探头会检测出来，发出报警、联锁信号，切断采样。冷凝器采用了西门子公司快速的制冷技术，在 3 秒钟内完成制冷、除水，最大限度的减少了样气中被测组分的损失，并且，即便是有极少量的损失，也可以保证其整个系统的测量误差小于 5%。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第44页/共51页CEMS 烟气连续排放监测系统一系列诊断报警：p 采样流量偏低报警；p 分析仪器故障报警；p 采样气中含有水分报警；p 烟气浊度计光路系统故障报警；p 采样探头或伴热管线故障报警；p 标定系统故障报警；p 标定气压力低报警。CEMS（Con

25、tinuous Emissions Monitoring System）第45页/共51页CEMS 烟气连续排放监测系统一系列联锁功能：p监测采样冷却器的温度，当温度过高时，为防止气体冷凝，采样泵自动关闭，两位三通电磁阀自动切换至标定位置。p当湿度传感器检测出样气出现冷凝时，采样泵自动关闭，两位三通电磁阀自动切换至标定位置。p在采样探头进行反吹扫时，采样泵自动关闭，两位三通电磁阀自动切换至标定位置。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第46页/共51页为了保证仪器的分析精度，系统设计了相应的标定系统。标准的标定系统是自动标定，也可以选择手动标

26、定。自动标定系统的标定过程是自动完成的，标定频率取决于用户的要求。需要强调的是系统中所采用的U23多组分气体分析仪，经德国 TUV 认证，该分析仪对 CO、SO2、NO 和 NO2 的标定周期，可以做到 6 个月，O2 的标定周期，可以做到 3 个月。所以西门子公司的CEMS系统质量可靠，性能稳定，维护量少，可以至少90天运行不需要日常维修，同时，可靠性寿命不低于100万次分析周期。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第47页/共51页在多个烟道共用一套分析系统时，其切换时间由用户确定，我们建议切换时间为5分钟。DAS能保存所有标定的完整记录

27、，并自动打印出标定报告。能全部打印出测量的污染物成分。DAS系统数据处理方法符合中国国家环保局的要求。数据采集和数据处理软件可提供中文版本，且操作简单。CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第48页/共51页 西门子公司作为当今世界上全方位工业过程控制产品的最大供应商之一，具备了这些强大的售后服务能力，所以，其真正解决了国内用户的后顾之忧。用户清单(国内，国外)CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第49页/共51页再次真诚地感谢您们的光临！CEMS（Continuous Emissions Monitoring System）第50页/共51页July 15-05感谢您的观看！第51页/共51页