环保CEMS烟气监测系统测量原理和技术手段

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CEMS监测系统测量原理
       颗粒物监测子系统主要测量烟气中颗粒物浓度，一般采用光散射法。光学法测尘仪测量光线穿过烟气后的透射率，清洁烟道透射率100%，烟尘颗粒的增加透射率降低。气态污染物监测子系统测量烟气中NOx、CO、SO2、CO2的浓度，常见的分析原理为非散射红外吸收法（或紫外吸收法）。烟气排放参数测量子系统主要检测烟气中的温度、压力、流量（流速）、湿度、含氧量等参数。通过皮托管可以得出烟气流量，同时根据烟气温度、压力、湿度计算出标准干烟气量，通过烟气中的含氧量换算成排放总量。系统控制子系统主要由探头部分的反吹、样品的采样部分构成；数据采集处理子系统对信号采集、进行数据处理并生成报表等；气源为系统提供反吹气体；电源部分分别设置为分析仪和数采仪供电的UPS电源与分析小屋内空调、电伴热、照明等GPS电源。
VOCs监测系统测量原理
       非甲烷总烃采用GC-FID原理测量，根据多组分混合气体通过色谱柱时，被色谱柱内的填充剂吸附后，速度产生差异，柱出口处发生混合气体分离为各个组分，从而进行非甲烷总烃定量和定性的测量分析。载气为氮气，助燃气为氧气，燃烧气为氢气。气相色谱输出为标准4mA～20mA信号或者RS485信号，数据采集处理子系统对信号采集、进行数据处理并生成报表等。
环保在线监测系统的设计选型
      炼化行业的环保在线监测的国家标准还在逐步地探索中，迄今关于污染物在线监测已经有明确的国家标准HJ75-2017、HJ 76-2017[2,3]，而挥发性有机物在线测量仍没有明确的国家标准，所以各个企业针对自身的特点各自选择相对严格的设备。
      某石化环保项目有其特殊的情况，因CEMS和VOCs需要在同一装置，同一高架源上监控，所以分析小屋的配置，分析仪的防爆形式，取样点的设计，取样管缆的设计，预处理系统的设计一系列问题都待解决。
       根据污染源在线自动监控数据采集传输仪技术要求HJ477-2009中的要求，数采仪电源需采用UPS，且在外部供电切断时连续工作6h，并在外部电源断电时自动通知上位机。由于环保设施的供电连续性，同时要求环保设施包括分析仪在内也需要UPS供电，保证数据分析的连续性。
CEMS的采样及预处理
       CEMS的采样利用取样泵从烟道内抽取样品，采用一体化伴热管缆，一体化伴热管缆全程加热至120℃。由于抽取的烟气温度比较高，而输送的线路较长，如果不采用一体化伴热管缆恒温，那么烟气在运输的过程中就会因为温度降低而使水分从烟气中分离出来，烟气中的NOx、SO2会与析出的水相互融合发生化学反应，形成硝酸和硫酸，硝酸和硫酸的产生会使样品管线腐蚀，并且还会影响到测量的准确性。样品气传输至冷凝器后，冷凝器中的蠕动泵会将烟气中的水分排走，使其不与NOx接触。水分由管线直接排至废液桶，按照国标需每天清理。除去水分的烟气经过气体过滤器后传送到分析仪主机中，从而对烟气进行检测。在对烟气进行取样的过程中，烟气中的粉尘极易堵塞探头，必须在系统中设定定期反吹功能，通过反吹装置对伴热管线和一次取样阀进行吹扫。
环保在线监测系统的数据采集和处理
       数据采集和处理系统负责通过GPRS方式与环保局实现联网，传输数据。所有测量信号进买方DCS系统采用硬接线方式，信号为4mADC～20mADC，分析小屋外设中间接线箱。数据采集和处理系统应至少有一个RS485 MODBUS RTU接口。数据采集和数据处理系统具有满足正常运行所需的模拟量输入/输出通道、数字量输入/输出通道，并为VOCs系统将来扩容预留10%的备用通道。数据采集和数据处理系统能对影响到系统的精度和准确性的任何VOCs部件进行检查，并在发生异常时报警。数据采集和数据处理系统能控制日常VOCs运行，包括：自动校正循环的运行、采样系统过滤器和探头的吹扫、提供认证测试和检查所需材料。