烟气排放在线监测系统技术路线

取样和预处理单元

样气在采样泵的抽力下由取样探头取出，样气中的绝大部分颗粒物被取样探头中的过滤器滤除，滤除后通过伴热管线直接输送到气室进行分析，不需通过冷凝装置。气室温度保持与伴热管线和采样探头一直在150℃。由控制单元实现自动反吹、自动标定、温度报警提示等功能，并显示系统工作状态。采用二级精细过滤，确保气体测量室不被污染，从而提高分析仪的使用寿命。

校准单元：BLA-800具有自动和手动校准的功能。校准操作简单，非专业人员经简单培训后可熟练操作。自动校准时间可根据要求自行设定时间。系统出厂时提供运行时所需各种标准气体，标准气体满足下列要求：

（1）气量能满足系统启动后一年内正常校准的需要。

（2）所有标准气体按照国家相关要求储存，存在钢瓶内。

（3）交付标准气体可追朔性文件和说明其种类、浓度和数量的文件。

反吹单元：当系统部件如采样探头、皮托管差压流量计与烟气接触时，提供的反吹子系统以防止烟气堵塞设备部件。反吹空气系统失效时，有报警信号输出。采用0.4～0.7Mpa的仪表风对采样探头和皮托管差压流量计进行脉冲式反吹。反吹功能均可以手动或者自动操作，自动反吹周期可以任意设定。

采用我公司自主研发的SIC-7型紫外差分光谱气体分析仪对经过过滤除尘的烟气进行分析，基于差分吸收光谱算法（DOAS），能够同时测量多种气体组分如SO₂、NO等，广泛应用于烟气排放连续监测系统、工业过程气体分析系统中。

光源发出的光束汇聚进入光纤，通过光纤传到气体室，穿过气体室时被待测气体吸收，由光纤传输到光谱仪，在光谱仪内部经光栅分光，由阵列传感器将分光后的光信号转换为电信号，获得气体的连续吸收光谱信息。根据此信息采用差分吸收光谱算法得到被测气体的浓度。

⑴差分吸收光谱技术（DOAS）                        

DOAS核心思想将气体的吸收光谱分解为快变和缓变两部分。快变部分与气体分子结构和组成的元素有关，是分子吸收光谱的特征部分；缓变部分与颗粒物、水汽、背景气，及测量系统的变化等因素有关，是干扰部分。DOAS采用快变部分计算被测气体的浓度，测量结果不受干扰，准确性高。

SIC-7紫外光谱气体分析仪同时采用DOAS算法和PLS算法相结合的处理方式，消除了颗粒物、水汽、背景气体的干扰，同时也消除了测量系统波动对测量结果的影响，保证了测量的准确性和稳定性。

⑵仪表特点

Ø 可靠性高

采用进口脉冲氙灯作为光源，寿命达10年，采用固化光谱仪，无运动部件，可靠性高。

Ø 测量精度高、稳定性好

采用DOAS（差分光学吸收光谱）算法，测量结果不受颗粒物、水份等因素干扰,测量准确度高；同时DOAS算法也消除了由仪器老化引起的误差，测量稳定性好。

Ø 多种组分同时测量

通过对连续光谱的分析，可同时测量多种气体化学组分的浓度，具备高集成度和性价比

Ø 高度智能化、数字化

内置多块高性能处理器，处理器间采用高速数据总线通讯技术，各模块具备强大的数字化配置和监测功能；触摸屏式人机界面，操作简单、使用方便。

Ø 采用进口薄型背照式CCD面阵传感器，具有优良的紫外响应能力，适合SO₂、NO的检测需要

氧含量监测子系统

电化学氧传感器的工作原理是当被测气体氧分子通过透气膜即可在传感器内发生氧化-还原反应，当氧分子到达正极表面时，发生还原反应，同时负极发生氧化反应，化学反应过程如下：

正极：O₂+2H₂ O+4e→4OH^-

负极：Pb+2OH^-→PbO+ H₂ O+2e

电池处于平衡状态时，两电极间电势值E恒定不变。阴极和阳极两个反应发生生成电流，电流大小相应地取决于氧气反应速度(法拉第定律)，可外接一只已知电阻来测量产生的电势差，这样就可以准确测量出氧气的浓度。

颗粒物监测子系统

一款高灵敏颗粒物监测仪。采用全程高温抽取系统，使用内抛光的不锈钢管经过高温球阀直接连接检测器，无吸附，响应速度快。检测器采用高灵敏度激光前散射原理，采用设计的峭流技术，在检测器内使用高温120度洁净空气保护镜片，保证检测器稳定性。整机具有维护量小，检测灵敏度高，安装方便快捷，具备自动反吹自动校验，实现真正免维护的在线监测系统。

(1) 主机系统

(2) 主机结构

采样伴热管线内部采用双芯管线设计，其中一根为样品气导管，另一根为标准气体导管。

整机分主机和风机箱两个机箱，主机完成采样、反吹、检测、报警、系统控制及本地人机界面，并通过变频器控制风机箱的风机实现等速采样。主机安装在法兰上，风机放在平台上或固定在平台栏杆上；大烟囱，可以承受重量的主机直接安装到烟道上，风机箱放在地面；小烟囱，铁皮烟囱，主机置于支架上承重，支架高度可调节，方便安装调试。

(3) 风机系统

风机采用变频风机，在入口增加0.1um纸质过滤器过滤空气中粉尘杂质，为主机提供可变流量的动力气。

(4) 技术特点

Ø 采样激光前散射原理，超高灵敏度，低检测限0.1mg/m3

Ø 全程高温抽取样气并高温分析测量，不受水汽影响。

Ø 技术热导加热采样杆，加热箱内置大口径高温气动球阀，实现停电缺气自动断开气路保护检测器，并可实现定时反吹的系统免维护设计。

Ø 高灵敏度激光前散射检测器，并使用内层烟气外层高温气幕保护镜片，可做到零维护。

Ø 整机一体化设计，全气路内抛光316L不锈钢高温加热一体防吸附设计，内部管路内径达15mm，无软管连接吸附小响应速度快。

Ø 可实现自动系统全流程零点校准，有效消除镜片污染带来数据失真，保证数据可靠性。

Ø 内置校准器，无运动部件，方便快捷，大大提高可靠性。

Ø 整机轻小，主机重量约30Kg，适应现场各种工况条件安装。

烟气参数监测子系统

烟气参数监测子系统由烟气参数监测仪组成，烟气参数监测仪把皮托管差压变送器、温度传感器、压力传感器集成一体化。

流速测量采用皮托管法，皮托管流速计主要由“X”型皮托管检测头﹑取压管保护套管﹑差压变送器﹑反吹控制阀等部件构成。测量时将皮托管流速计探头插入管路中，并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致，全压探头测孔正面应对来流，检测流体总压，并将其传递给差压变送器；同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器，变送器读取动﹑静压差值并将其转换成相应的流速比例电流传送给显示仪表或计算机进行数据处理。皮托管内外表面均做了特殊处理，可有效避免烟气腐蚀并减少颗粒物粘附。电磁阀主要用于脏污气体（如锅炉排放的烟气）测量时的系统反吹：当探头检测孔粘附﹑积淀灰尘污物时，电磁阀定时或按预定程序开启，将仪表风同时接入两个取压管进行吹除作业；正常测量时电磁阀则处于关断状态。

⑴ 流速测量

Ø 仪器：烟气参数监测仪

Ø 型号：BLA-PTV-100

Ø 测量原理：皮托管加差压变送器（皮托管+差压变送器）

Ø 测量范围5～40m/s（当流速＜5m/s时，皮托管原理产品不适用)

Ø 输入电压：220VAC

Ø 输出电流：两线制4～20mA

Ø 插入长度：1600mm，或定制长度。

⑵  压力测量

Ø 仪器：烟气参数监测仪

Ø 仪器型号：BLA-PTV-100

Ø 测量原理：压力传感器

Ø 测量范围：-10～10Kpa（可根据买方需求定制）

Ø 输出电流：两线制4～20mA

⑶ 温度测量

Ø 仪器：烟气参数监测仪

Ø 仪器型号：HGSM-100

Ø 测量原理：温度传感器

Ø 测量范围：0～300℃（根据实际工况可选）

Ø 输出电流：两线制4～20mA

Ø 插入长度：1600mm或定制插入长度。

烟气湿度分析仪

选用高分子薄膜电容法烟气湿度分析仪测量烟气中的湿度。

测量原理：将高分子化学薄膜沉积在两个导电电极上，当薄膜吸水或失水后，会改变两个电极间的介电常数，从而使其电容值与所处环境的湿度存在函数关系。仪器核心传感部分由玻璃基体，上下层电极和高分子薄膜构成。

此方法测量范围宽，线性好，几乎没有滞后，有优异的稳定性和重复性

此分析仪集成于紫外差分光谱仪内，湿度传感器安装在预处理气路中，位于恒温加热箱内，由于样气之前已经经过颗粒物、焦油过滤和全程恒温伴热，可有效保护湿度传感器不受颗粒物和液态水的影响，从而使此方法湿度仪相对于传统的在位式湿度仪在使用寿命上大大延长，工作也更加可靠。尤其在测量管道意外停炉，系统意外断电等特殊情况下，由于预处理系统的保护，检测精度不会受到影响。

数据采集与处理子系统

数据采集与处理子系统由集线箱、上位机、CEMSMonitor监测软件、企业DCS联网单元、数据远传单元等构成。集线箱安装在户外的平台上，向平台上的所有设备进行供电，接收所有设备的信号输出，通过内部的处理单元转换为工业现场经常使用RS485协议传输到仪表日常维护人员办公室的上位机。操作人员在可通过安装在上位机上CEMSMonitor监控软件查询所有测量信息和仪表工作状态信息。上位机软件同时生成国家环保部门要求的报表通过数据远传单元（GPRS、Internet等）传送到环保行政主管部门，上位机也可以连接DCS联网单元实现与企业内部的DCS联网，通常采用RS485通讯协议。

Ø 监控软件：污染源在线管理系统监控软件CEMSMonitor,该软件是根据国家、地方大气污染物排放标准，落实政府关于控制大气污染，改善空气质量的决定，实施大气固定污染源排放在线连续监测，为排污申报、总量控制、排污收费提供及时、有效的数据需要研制而成，可以用于个体污染源排放连续监测系统，也可广泛适用于各级环境监测站和大中型企业进行空气质量的监测评价和空气质量日报。

Ø 特点：

² 具有完整的数据采集、处理和传输功能；支持局域网分布操作。

² 系统实时工作，实时数据采集迅速、稳定，传输速度快，通过远程通讯迅速及时地掌握烟气污染的实时状况，有较高的时间分辨率。

² 系统具有定时自动校准、自动诊断和自动报警功能；在严格的质量控制程序下运行，所得数据具有较好的可比性和可追溯性。

² 系统长期连续的运行，不但可获得大量数据，从容适应对各类污染源的监测要求,全面反应污染源排放和治理设施运行的真实情况，而且可得出污染变化规律，为污染预测预报、环境评价提供详实可靠的技术依据。

² 系统根据不同情况，提供了良好的参数修正功能，可帮助系统管理员和维修人员对各种测量仪器和传感器的工作状态进行诊断。

² 系统提供实时数据显示和实时曲线，能自动生成各种报表。