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1、除尘设备及烟气连续监测系统产品设计方案（说明书）鞍山圣生机电环保设备厂地址：辽宁省鞍山市铁东区一道街电话：0412-7208158 6564242传真：0412-7208158 13841283328邮箱： 网址：http:/烟气连续监测系统系统设备介绍：SS-CEMS 是鞍山圣生机电环保设备厂研发的新一代烟气监测系统。 采用国际领先的激光透射法测量烟尘浓度，通过 热管完全抽取采样、 采用 非分散红外吸收法测量烟气中污染物的浓度，包括 SO2 、 NOX 、 CO 、 CO2 等多种烟气成分。 使用皮托管、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、氧化锆氧量分析仪等来测量烟气参数，用工控机、 PLC
2、 及本厂独立开发的软件系统来处理数据、进行实时监控，生成图表、报表，控制系统操作。 烟尘测量子系统一、系统原理依据朗伯-比尔定律，采用双光程或单光程激光不透明度原理测量烟尘浓度。仪器由发射/接收装置或反射装置两部分组成，光源发射的一束光通过烟气，由安装在烟道对面的接受装置接收或由反射装置反射后再经烟道回到接受装置，其光强由于烟气中烟气颗粒对光的吸收和散射而衰减。透过烟气的光的比例称为透光度，经过烟道损失的光的比例成为不透光度。不透光度测尘仪是基于朗伯-比尔定律而设计的测定烟气中颗粒物浓度的仪器。朗伯-比尔定律表明光通过含有颗粒物的烟气的透过率与acl呈指数下降，即：T=I/I0 =exp (-
3、acl)式中： T - 光通过烟气的透光度； IO-入射光强； I - 出射光强； a - 衰减系数； c - 烟尘浓度； l - 光程，光通过烟气的距离。 对于稳定的介质和固定的波长，a为常数；对于固定的烟道，I为常数。因此， C只与I/ 有关。 二、透光度 ： 透光度是接收光强与发射光强之比： T=I/I0 不透光度是衰减的光强与发射光强之比： 透光度和不透光度相对于粒子浓度（监测仪器的电流输出）均为非线性参数。为了得到相对于粒子浓度的线性参数，引用了消光度的概念，透光度、不透光度和消光度之间的关系见下式：E=log（l/T)=-log(T)=acl图 1 透光度、不透光度和消光度的关系函
4、数图三、单光程颗粒物监测仪器 激光发射器和接收器分别置于烟道两侧，由于烟气中颗粒物的吸光效应，接收器接受到的光通量与烟道内颗粒物浓度有相应关系。 图 2 单光程颗粒物监测仪器系统图图 3 系统配置图四、双光程颗粒物监测仪器 双光程颗粒物监测仪器将发射器和接收器部件装在同一个壳体中，安装在烟道同一侧。另一侧用反射装置取代了接收器。其优点是结构紧凑。 五、技术指标：测量方法单光程传输光源激光二极管，658nm，30mw测量范围含尘浓度：0-10000mg/m3（F.S. 2%） 测量路径0.3 20m响应时间小于10秒/90%F.S模拟输出2通道，420mA，负载：750数字输出6通道（0.5A，
5、125VAC or 0.3A，60VDC or 1A，30VDC）1）电源失效 2）校验 3）故障状态 4）维护 5）极限值数字输入2通道（干触点）：1）工控机校验 2）极度粉尘含量接口1）RS-422：接发器和主控制器之间 2）RS-232：维护使用 信号处理16位模拟转换器净化空气鼓风机1）输出功率：0.4KW 2）电源：220V3）最大空气流量：1.5m3/min净化空气传感器1）压力传感器：0100.0KPa （净化空气压力探测器）2）电源：1224VDC 安全闸门电压24VDC六、系统特点： 光学系统技术可以支持长测量距离和高温（超过 700 ）烟气的测量。 安装在地面操作室的烟尘主
6、控制器能对仪器的激光发射、接收装置进行标定、测量镜头的污染程度，同时在系统内进行自动补偿。 立体角和锁定信号处理使震动和外部噪声影响减到最小。 激光发射、接收装置内部的恒温系统使由于温度变化造成的偏差降到最小。 烟尘主控制器具有烟尘浓度超标或镜头污染达到极限值的报警功能。 系统运行稳定，维护方便。（如量程改变、光学系统检查等维护均可在地面操作室完成）。 烟气测量子系统一、系统原理 样气以恒定的流量注入检测室，当红外线穿过检测室、参比室时，样气吸收一定的红外线能量，穿过参比室和检测室后的红外线的光强度产生差值，检测器通过 MICROPHONE 将光强度差值转换成电信号，最后计算出样气中待测成分的
7、浓度。 图 1 原理示意图 二、技术指标 测量方法非分散红外吸收光谱法（NDIR）测量范围SO2：0-5000mg/m3NOx：0-2000mg/m3重复性1%漂移零点：1%量程：2% 响应时间60s模拟输出4-20mA数字输出数字输入1）电源失效 2）校验 3）维护状态标定电源90-264VAC三、 NDIR 分析仪的结构 主控制单元 CPU 、信号处理 控制 / 显示功能，输出电流 4-20mA 用 PLC 、工控机来加工处理控制信号（标准） 传送电源失效、仪器故障、标定、维护等状态给工控机 温度控制单元 温控、校对 光源部分 红外光源，截光器， PAS ，滤光片 气体单元 进气、排气、测
8、量室、参比室 前端面版 LCD 显示，输入部分 后端棉版 电源、通讯、数字输入、数字输出 三、系统特点 NDIR 气体分析仪的特点是精确高、多功能、操作简单， LCD 显示、状态输入输出，故障自诊断，自动标定，具有 RS485 ， RS232 通讯接口。气体分析仪不仅可以对环境污染物进行检测，还可以在实验室用于各种实验。 烟气参数测量子系统一、温度温度测量采用铂电阻温度探头，铂电阻的阻值和温度的函数关系好，通过软件和硬件的补偿可以实现温度的高精度测量。二、流量采用压差法测量烟气流量（流速）。皮托管法的主要设备是皮托管和差压变送器。皮托管有两个测压孔，一个孔对准气体流动方向，测量的是总压，另一孔
9、顺着气流方向，两孔之间压力差为动压。流速与动压的平方根成正比。由于烟气中的粉尘很多，粉尘一旦附着在总压孔上，风速系数变化，测量误差明显加大。为了解决这个问题，增加了反吹系统，定时进行反吹。本系统配置的流速测量仪是选用韩国 SK-DASAN 公司设计，宇星科技生产的 S 型皮托管，测得数据经过 A/D 转换和信号调理后通过 RS485 接口送往数据处理控制中心。具有 4-20mA 、 RS485 、 RS232 通讯接口。三、压力压力测试仪安装在烟囱现场平台处，使用绝压传感器测量烟气压力。本系统配置的压力测试仪是选用美国瑟尔瑟斯，测得数据经过 A/D 转换和信号调理后通过 RS485 接口送往数
10、据处理控制中心。具有 4-20mA 、 RS485 、 RS232 通讯接口。四、氧含量利用氧化锆测氧电极来测量烟气中的氧含量。传感器是氧化锆电解质组成的氧浓差电池，在理想的状态下，它遵循能斯特方程。因此，只要测出被测气体的绝对温度及电池电势，就可以求出被测其他的氧含量。具有简易的操作界面，安装、使用方便，维护工作量小的特点。五、湿度利用湿度计的的方法测量。本系统配置一台湿度计，为芬兰 VAISALA 公司生产的型号为 HMS535C 分析仪。 具有 4-20mA 、 RS485 、 RS232 通讯接口。 烟气取样系统一、系统描述烟气采样装置包括不锈钢采样枪，粉尘过滤器及可调温控加热器。采样
11、单元设计成方便安装、维护的整体，安装在烟道取样孔上。粉尘过滤器由不锈钢滤网制成，过滤精度 1 m 。温控加热器 0 -350 可调。采样气体通过拌热管输送到烟气处理单元。拌热管内的输气管为耐腐蚀、耐高温的聚四氟乙烯管。根据烟气的露点，采样管温度一般控制在 90 250 ，即可保证烟气在采样管内不会结露。伴热管外有坚固的耐热橡胶防护层，中间有玻璃纤维保温，温度为 0 280 可调 .采样探头和伴热管可以定时由系统自动或手动进行反吹清扫。由于样气采样和输送均采用可控伴热方式，因而最大限度的避免了结露而造成的管路污染、堵塞。不锈钢和聚四氟乙烯等防腐材料的使用，使系统的抗腐蚀性能大大提高。样气到达机柜
12、后 , 首先进入气水分离器。气水分离器由不锈钢或玻璃钢制成，其外侧有冷却风扇，热样气进入后迅速降温达到室温附近，故在其后的管路中不会结露，从而避免 SO2 溶解于水而影响测量精度。样气通过三氧化硫捕捉器，将影响二氧化硫测量的三氧化硫去除。再经过隔膜抽气泵、二级电子致冷器、薄膜渗透干燥器三级除水。隔膜抽气泵最大抽气量约为 10L /min ，调节采样量为 3L /min 。样气进入电子致冷器前分为两路，一路和凝结水一起进入恒压阱，另一路经过过滤管进入电子致冷器，被冷却到 2 ，然后再经过渗透干燥管进一步干燥，露点达到 -30 以下，进入分析仪的检测室。图 1 采样系统图二、系统特点不锈钢采样探头和初级过滤器直接相连，大于 1 粉尘被完全滤除。初级过滤器设计成筒形，安装和更换方便。采用两级电子致冷器，除水效果更好。烟气采样装置适用于高温、高浓度粉尘的排放气体。采用防腐材料，解决了烟气的腐蚀问题。考虑并解决所有影响测量的因素，使系统测量的精确度更高。 三、拌热管 耐腐蚀氟塑料的采样管，防冷凝的拌热电缆，集于一体。采样管内部保持一定的恒温，使气体在管内不冷凝，保持在露点以上进行输送。坚固的加强外护套可防止损坏。采样管的寿命在十五年以上。数据采集处理系统一、硬件部分工控机（
