锅炉烟气连续监测设备

1、概述

严格执行现行国家标准和行业标准。应遵循的主要现行标准如下。本技术规范出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，供需双方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。有矛盾时，按现行的技术要求较高的标准执行。

GB3095－1996    《大气环境质量标准》

GB13223-2003    《火电厂大气污染物排放标准》

GB18485-2007    《生活垃圾焚烧污染物控制标准》

HJ/T75-2007     《火电厂烟气排放连续监测技术规范》

CJJ90—2002     《城市生活垃圾焚烧工程技术规范》

CJ/T118—2002   《城市生活垃圾焚烧炉技术规范》

HJ/T76-2007     《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

GB16297-1996    《大气污染物综合排放标准》  

GB/T16157-1996  《固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》

GB9078-1996     《工业炉窑大气污染物综合排放标准》

GB3095-1996     《环境空气质量标准》

GB12519-1990    《分析仪器通用技术条件》

2、工程概况

周围环境气象条件

项    目	单位	数值	发生日期
年平均气压	hPa	889.8
年平均气温	℃	8.8
最热月平均气温	℃	23.6
最冷月平均气温	℃	-8.1
平均最高气温	℃	16.2
平均最低气温	℃	2.4
极端最高气温	℃	41.4	1953.07.08
极端最低气温	℃	-28.0	1954.12.28
平均水汽压	hPa	7.9
平均相对湿度	%	57%
年平均降水量	mm	203.4
一日最大降水量	mm	95.4	1970.08.01
年平均蒸发量	mm	1774.4
平均风速	m/s	2.5
最大风速	m/s	21.0	1993.04.23
极大风速	m/s	27.7	1993.05.06
最大积雪深度	cm	13	1963.04.05
最大冻土深度	cm	109	1968.03
平均雷暴日数	D	15.8
最多雷暴日数	D	30
平均沙尘暴日数	D	6.8
最多沙尘暴日数	D	50
平均大风日数	D	12.1
最多大风日数	D	80
年最多冻融循环次数	times	85	2000年

 3、CEMS基本情况

            CEMS基本情况

            系统配置：满足本技术招标要求

            输出单位：mg/m3或PPm（可选）

            监测内容：NOx、SO2、O2 、CO、CO2

一次仪表安装位置：烟道，具体位置现场定；所有安装在烟囱内或烟囱上的或者提供烟气气路通道的CEMS系统部件（包括气路管）均采用耐腐蚀材料组成。

4、CEMS系统详述

4.1  系统组成

    我公司提供的CEMS系统是针对污染源烟气，用工业型仪器对其NOX、CO2、CO、SO2、O2含量等进行连续测量。

 采样管技术参数

1）加热温度：120～160℃

2）电源：AC220V  ±10%  50Hz

3）功率：40W/m

4）重量：1.5Kg/m

4.2.2 预处理单元

   预处理系统保证在最短的滞后时间内，选取有代表性的样气，样气的状态，如温度、压力、流速、含水量、含尘量等，干净程度必须满足分析仪表的操作条件。主要完成以下几项工作。

1） 样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，提供给分析仪器测量SO2、NOX、O2含量。

2） 冷凝除水：双路压缩机制冷器两级除湿干燥，蠕动泵自动排水，并且采用膜式除湿器除去样气中的含水量。

3） 精密过滤器：进一步精密除尘，保证整体过滤精度在0.2um以下。

4） 定标：定时对仪器进行零点和量程的标定。

5） 流量调节：保证分析仪器的进样流量在0.5～0.7L/min以内。

预处理单元包括：压缩机冷凝器、防腐真空取样泵、雾过滤器、精密过滤器、中枢反吹单元等，完成样气的净化、除尘、除湿，其过滤精度达到0.1um，完全达到分析仪器要求的超净、恒温、恒流稳定的样气标气，连续不断的送入分析仪器，从而确保了分析仪的准确性和可靠性。首先样气进入机柜时经过一个电动球阀，通常电动球阀是打开状态，当吹扫时，电动球阀关闭，，防止反吹气进入机柜，起到保护预处理系统的作用。样品气进入压缩机冷凝器除去湿气，冷凝液集结在冷凝器的下方，通过排液蠕动泵自动排除。接着样气经过一个保护过滤器除尘，再经过一个两位一通电磁阀，自动校零时洁净的空气通过此阀，经取样泵抽出，对分析仪的零点进行校准，接着气体进入二级制冷器进一步除湿干燥，除湿后的气体通过取样泵和一个手动三通阀，注入标准气对仪器的量程进行标校，最后对样气再做进一步干燥后进入分析仪。

冷凝器的故障信号产生时，取样泵停止工作，故障排除后取样泵自动启动。测量后的废气排到室外，产生的冷凝液储存在防腐储液罐内，通过自动疏水阀自动排除。如有故障或需要维护时，相应的信号送往控制室，操作人员会及时发现。

分析机柜

1）外形规格：2000mm(H)*800mm(W)*600mm(D)

2）防护等级：IP54

3）机柜材质：冷轧碳钢板

4）为了方便机柜的吊运，机柜顶部带有起重用的吊耳。

系统功能（CEMS系统包括）

1）反吹功能：设计的CEMS的NOx、SO2、O2 、CO、CO2采样探头具有吹扫功能。

2）自诊断和报警功能：自诊断和报警内容至少包括：检测源和探头的失效、各监测项越限情况（上下量程）、没有足够的采样流量的能力、伴热电线温度报警和主要仪器部件（如仪器盖内温度过高发生异常）。

3）指示功能：DAS除了可以指示上述提到的自诊断和报警内容，还可以显示分析仪在校正循环中、校正气瓶低压、过量的校正误差等内容。

4）其它功能：主要分析仪器自诊断、自动控制、自动校准、系统网络化、错误代码指示等功能。

5）所有烟道设备可以满足在下列恶劣环境下应用：烟道压力：-4.9～+4.9kPa，烟囱入口温度：小于250℃，相对湿度：大于95%RH。

6）CEMS设计时采用了最优数量的烟道安装探头，降低现场安装难度，提供检修方便。

测量原理

4.6.1 CO、CO2、SO2、NOX、O2分析原理多组份一体化设计的分析仪，含：

            ——非分散红外法CO分析仪

            ——非分散红外法CO2分析仪

            ——紫外吸收法SO2分析仪

            ——紫外吸收法NOX分析仪

            ——电化学化学反应法O2分析仪

电加热式直接抽取探头抽取烟气，经过除尘、加热（120～160℃）、保温（大于120℃）等环节，样气被引导至预处理系统，再由样气控制系统对来自监测烟囱的烟气进行切换，并分配到CO、CO2、SO2、NOX、O2分析仪中进行分析。

CO、CO2分析仪核心部件采用进口光源和检测器，采用红外半导体的传感器技术，极大的提高了仪器的稳定性。利用SO2在紫外区7.3um（7300nm）附近的紫外吸收量的变化，连续测定烟气中NO的浓度，NO2通过还原转换器转换成NO在测量（需要加NOX转换器）。利用氧气在催化剂的作用下转换成电流信号，该信号强与弱与氧气浓度成线性关系。高品质的制造工艺和设计工艺，保障了系统的精确测量。

设备特点

4.7.1 系统特点

1） 系统的设计能远远满足在至少90天运行，不需要日常维护。

2） 系统符合HJ/T75-2007《烟气排放连续监测技术规范》。

3） CEMS系统具有主要仪器部件故障报警功能。

4）CEMS系统提供自动校零、量程校正服务。

5）凡CEMS系统部件和采样探头与烟气接触的部位时，提供一个清洗空气系统，以防止烟气污染分析仪器气室。

6）采样管线为一根完整的线包，包括了采样通道、校准通道、反吹通道以及内部伴热管线，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，该特点适用我国冬夏季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（PT100）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行气压无泄漏的要求。

7）独立的反吹管设计：降低安装检修难度，提高采样反吹质量。根据多年运行经验，该系统正常工况下常年不需要反吹，在取样泵的前端，设有带电接点的负压表，若发生堵塞，信号自动传输到PLC，中枢则自动启动反吹装置。

8）采样管采用电加热控温干法直接取样方式，辅助环节少，可靠性高，能够真实的反映烟气成份含量，无附加误差。

9）其探头过滤器采用特殊工艺制造的陶瓷材料。过滤面积大，耐腐蚀、强度高、过滤器效率好。取样管道的自动吹扫配置，系统能在高粉尘工况恶劣条件下连续采样工作，保证系统长期可靠运行。

10）采用PLC控制，自动化程度高、维护工作量小邓特点。

11）具有故障自诊断功能。

12）分析仪单点自动标定功能，仪器标定不使用标准气，降低运营成本，减少系统的非正常运行时间。

技术参数

4.9.1 系统数据

     烟气温度限制：0～300℃

     设备对振动的要求：避免强烈振动

最大含尘量：500mg/Nm3

样气流速：1.5～13m/s

系统对压缩空气要求：无水、无油、无尘

     最大耗气量：0.2Nm3/min

     最小耗气量：0.1Nm3/min

     最小压力：0.4Mpa

系统功率：2KW（系统）+40W*L（伴热管）

4.9.2 SO2、NOX分析仪

          量程：SO2：0～2000 mg/Nm3；NOX：0～2000 mg/Nm3；（量程订货时可以选择）

           精度：＜±1%FS

          响应时间：＜3S

          分析方法：紫外吸收法

          采样方式：取样法

          线性度：＜1%FS

          环境温度：+5～45℃

          耗电量：0.05KVA

          仪表空气压力：0.4～0.6Mpa

          输出信号形式：4～20Ma(隔离)

          最大允许负载：750欧

          通讯接口：RS-485

          显示方式：LCD

          安装方式：19″机架

          测量方式：连续

          分析流量：400～600ml/min

          标校方式：手动

4.9.3 烟气氧含量监测

          监测方法：电化学原理

          测量范围：0～25%

          精度：＜±1%FS

          误差：＜±1%FS

          重复性：＜0.05%

          使用寿命：三年

          输出信号形式：4～20Ma(隔离)

          最大允许负载：750欧

          通讯接口：RS-485

          显示方式：LCD

          安装方式：19″机架

          测量方式：连续

          分析流量：400～600ml/min

          标校方式：手动

4.9.4 CO、CO2分析仪

量程范围：CO:0～10%、CO2：0~20%（量程可选）

   监测方法：非分散红外法

零点漂移： ≤±1%FS/7d

量程漂移： ≤±1%FS/7d

重复性误差： Cv≤0.5%

线性误差：≤±1%FS

预热时间： 30min

响应时间： ≤5s

输出信号： 4～20mA*2   ≤500Ω

设备安装位置的选取

设备安装点选定锅炉除尘器后烟道，气流比较平稳区域，应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。安装位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍直径，和距上述部件上游方向不小于2倍直径处。对矩形烟道，其当量直径D=2AB/（A+B），式中A、B为边长。如果不能达到这样的条件，那么未开口的距离可被采样管分开以下比率：距离入口2/3，距离出口1/3。