1 煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測參數(shù)成分組成

     煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（continuous emission monitoring system, CEMS）是由顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與傳輸子系統(tǒng)四部分組成。

    其中顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)主要是對排放煙氣中的煙塵濃度進行測量。氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)主要對排放煙氣中NOX、SO2、CO、CO2等氣態(tài)形式存在的污染物進行監(jiān)測，目前我國火力發(fā)電廠主要對煙氣中的NOX、SO2、CO氣態(tài)形式存在的污染物進行檢測、調(diào)節(jié)。煙氣排放參數(shù)子系統(tǒng)主要對排放煙氣的溫度、壓力、流速等參數(shù)進行監(jiān)測。數(shù)據(jù)處理與傳輸子系統(tǒng)主要完成測量數(shù)據(jù)的采集、存儲、統(tǒng)計功能，并按照環(huán)保相關標準要求的格式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)管部門。

2 CEMS分析儀表測量原理

   下面主要針對火電廠重點監(jiān)測、調(diào)節(jié)的環(huán)保參數(shù)涉及的系統(tǒng)進行介紹，即顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)及氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)。

   氣態(tài)污染物監(jiān)測方式主要有兩種，即直接測量法和抽取測量法，其中抽取采樣法又分為直接抽取法和稀釋抽取法。下面簡單介紹三種方法測量原理：

• 1）直接測量儀表主要由發(fā)射裝置和接收裝置兩部分組成，分別安裝在所測煙道統(tǒng)一截面位置，其原理是由發(fā)射裝置對準煙道另一側接收裝置發(fā)出一束紅外或紫外線，由于氣態(tài)污染物的濃度與吸收光線的強度有一定的函數(shù)關系，因此通過光的強度可以間接反映出所測氣態(tài)污染物濃度。

• 2）直接抽取法主要由帶有加熱器的取樣探頭、具有伴熱功能的煙氣取樣管路、煙氣預處理系統(tǒng)裝置、樣氣分析儀、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及遠程監(jiān)測子系統(tǒng)組成。煙氣通過煙道內(nèi)取樣管進入加熱取樣探頭，再經(jīng)過濾網(wǎng)過濾掉其中粉塵后進入具有伴熱功能的取樣管路內(nèi)，送到預處理系統(tǒng)進行加熱處理避免煙氣中帶水影響分析儀測量。

• 3）稀釋抽取法采樣系統(tǒng)是由稀釋探頭、稀釋探頭控制器、空氣發(fā)生器、分析儀器、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及遠程監(jiān)控子系統(tǒng)等組成。其測量原理采用一定量的經(jīng)過處理的干燥空氣稀釋煙氣，經(jīng)稀釋器稀釋的煙氣中水分含量極度降低，因此無需伴熱樣氣管線傳送，可直接送分析儀器進行氣態(tài)污染物濃度分析。

3 煙氣低量程儀表監(jiān)測問題分析

    經(jīng)過一次凈煙氣環(huán)保測點移位改造，目前神福鴻電凈煙氣儀表出口CEMS采樣點移位于煙囪109m平臺，測量方法為抽取式原理。測量SO2、NOX、顆粒物三項污染因子、流速和氧量、溫度、壓力配套參數(shù)。

    凈煙氣CEMS儀表其中SO2量程為0～75mg/m3并具備0～750mg/m3測量功能；NO量程為0～75mg/m3并具備0～750mg/m3測量功能；氧量量程為0～21%， 其中最小量程為0～5mg/m3，最大量程為0～200mg/m3。雙量程改造前脫硫出口CEMS分析儀SO2、NOX量程選用的是0～75mg/m3，可以滿足正常運行時的測量需求。但是在脫硫脫硝系統(tǒng)尚未投入或者退出情況時，煙氣中的SO2、NOX含量非常高，超過75mg/m3，無法正確反映環(huán)保數(shù)據(jù)排放情況。

4 CEMS儀表高低量程切換改造

   環(huán)保分析儀表更換為雙量程儀表，儀表自身根據(jù)采集氣態(tài)污染物實時數(shù)據(jù)進行模擬量比較判斷輸出一個開關量來作為雙量程中的高低量程切換信號。信號通過隔離繼電器分為三路分別送到脫硫DCS、環(huán)保局、中調(diào)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)接收儀表輸出的切換信號來控制高低量程數(shù)值轉換輸出。

4.1 雙量程切換方案設計思路

首先將CEMS分析儀表本身雙量程切換信號（SO2量程切換信號、NOX量程切換信號）引出通過中間繼電器分為兩路，一路送至就地PLC上位機，一路送至脫硫DCS。在脫硫DCS相應控制柜中再增加一中間繼電器分為兩路，一路送至脫硫DCS系統(tǒng)開關量輸入卡件，另一路送至中調(diào)控制柜。

4.2 雙量程切換方案實施

   CEMS小間PLC控制柜內(nèi)增加卡件DX561，將DX561第一通道定義為SO2量程切換信號，DX561第二通道定義為NOX量程切換信號。CEMS儀表柜內(nèi)部控制回路增加2個繼電器：1個為SO2高低切換，1個為NOX高低切換。前后兩個切換信號分別從儀表本身控制系統(tǒng)開關量卡件D05、D06通道輸出送至中間繼電器。

5、測定系統(tǒng)

   用氣體采樣探頭采集到待檢測的樣品氣體，通過氣體探頭內(nèi)的初級過濾器，先除去比較大的灰塵。此時如果過濾器上附有水分，過濾器馬上會被堵塞，同時使SO2氣體溶解損失, 為此預先將進入的待測氣體加熱到約180℃以避免。另外，在測定所含SO2 , NOx氣體成分時為了使采樣探頭到主機箱間的特氟龍管內(nèi)不出現(xiàn)水份, 也必須進行加熱，然后把待測氣體導入到主機箱。

     從氣體入口進入主機的樣品氣體通過電動球閥用 ＂排液分離器＂ 冷卻到機箱內(nèi)部的溫度，從而使氣體中的水份分離出來, 再經(jīng)過 ＂前冷卻器＂除濕, ＂排液分離＂中產(chǎn)生的水份流入 ＂1＃排液器＂ , 溢水排出。樣品氣體在經(jīng)過 ＂過濾器＂后，進入＂冷卻器１級制冷＂，被冷卻到４℃，又分離出水份，產(chǎn)生的水份經(jīng)＂蠕動泵＂流入＂1＃排液器＂ , 溢水排出。樣品氣經(jīng)過＂冷卻器１級制冷＂后被＂抽氣泵＂吸取。該泵的吸取能力，為６L/min 左右，這時＂樣品氣體＂的收集量被其后的氣阻分流調(diào)整約１.５L/min流量進入＂冷卻器2級制冷＂被冷卻到４℃，又分離出水份，產(chǎn)生的水份直接流入＂2＃排液器＂ , 溢水排出。這樣經(jīng)過兩級冷卻，氣體中所含水份濃度保持在４℃飽和狀態(tài)。可以通過＂流量計＂調(diào)整樣品氣體約以0.7L/min的流量進入分析儀，后氣體經(jīng)分析后排到機箱外部。

CEMS系統(tǒng)特點:

1、系統(tǒng)設計結構簡單可靠、維護方便；

2、系統(tǒng)滿足最新環(huán)保標準HJ T76/HJ T75規(guī)范要求；

3、系統(tǒng)模塊化結構設計，配置靈活，性能穩(wěn)定；

4、系統(tǒng)關鍵部件采用進口品牌、測量精度高、維護周期長；

5、系統(tǒng)設計智能化程度高、具有遠程操作控制功能；

6、系統(tǒng)全程冷干法取樣分析、具有全程校準功能；

7、系統(tǒng)多個分析結構模塊、可根據(jù)不同的用戶需求而靈活選配；

8、系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集精度高，滿足環(huán)保數(shù)據(jù)上傳要求。