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1、Model 200 稀释法 CEMS用户维护手册赛默飞世尔科技（中国）有限公司目录前言0第一章 系统介绍1一、烟气连续排放监测系统简述11、系统任务12、监测项目13、系统组成14、系统框图2二、SO2 和 NOx 监测31、简介32、稀释采样系统42.1 稀释比42.2 稀释法采样探头52.3 采样管线62.4 稀释空气净化系统63、分析系统73.1 SO2 气体分析仪73.2 NO-NO2-NOX 气体分析仪9第二章 系统日常操作维护要点11一、系统启动与关闭111、启动系统112、关闭系统11二、分析仪常用操作121、按键功能122、报警查询123、校准菜单14三、系统校准操作161、校
2、准流程162、零点校准163、量程校准16四、日常维护检查17第三章常见故障及解决方法18第四章推荐耗材及备件19前言本文包括了对我公司所提供的 Model 200 型烟气连续排放监测系统（CEMS，Continuous Emissions Monitoring System）的原理、操作进行概括性介绍，并未对所有设备的所有操作进行全面详述，每种设备的 具体操作请详细阅读设备说明书。如果本文中的叙述与具体设备的说明书有矛盾之处，请以设备的说明书 为准。第一章系统介绍一、烟气连续排放监测系统简述1、系统任务（1） 实现大气污染物排放源的实时连续监测；（2） 为脱硫、脱硝系统实现系统控制提供相关参
3、数；（3） 计算污染物排放量，为环境管理提供数据；（4） 为炉窑控制提供参数。2、监测项目（1） 普通烟气监测：SO2、NOX、烟尘、流量、温度、压力、湿度、O2。（2） 脱硫、脱硝系统：FGD 或 SCR 入口、FGD 或 SCR 出口监测，根据控制要求配置。（3） 垃圾焚烧炉：除普通烟气监测项目外，还可能包括 HF、HCl、NH3、CO、CO2 等。3、系统组成（1） 稀释探头：用于样气采样，含探头和探头控制器；（2） 预处理系统：空气净化系统；（3） 烟气分析仪：测量 SO2、NOX、HF、HCl、NH3、CO、CO2 等气态污染物浓度；（4） 烟尘分析仪：测量烟尘浓度；（5） 烟气参数
4、监测装置：测量流量、温度、压力、湿度、O2；（6） 系统控制装置、数据采集系统：工控机；（7） 附件：校准钢瓶等。图 1-1 CEMS 系统组成部分4、系统框图图 1-2 CEMS 系统组成框图二、SO2 和 NOx 监测1、简介我司 CEMS 采用稀释法，是一种独特的现场样品预处理的气体采集方式。在采样探头顶部，通过一个 音速小孔进行采样，并用干燥的仪表空气在探头内部进行稀释。样品气进入分析仪之前不需要除湿处理， 因为样品气经过稀释后，有效地降低了样品的露点温度，使之低于安装地的环境最低温度，从而避免了样 品气在环境温度下产生的结露现象；另一方面，样品气虽然经过稀释，但仍为带湿气体，测量过程
5、是典型 的湿法测量。稀释探头采样流量通常为 50ml/min，而非稀释探头采样流量一般大于 1000ml/min，因而稀释 法更不容易发生探头过滤器堵塞，维护周期长，维护费用低。由于稀释探头采样不需要除湿设备，因而无需增加购置除湿设备的成本及其维护费用，除湿设备的损 坏会导致湿度增加使样气结露并腐蚀而导致分析仪器故障。稀释法可以彻底避免样品气在采样管线中冷凝 结水，这样就无需加热气体传输管线并可避免许多与其他采样技术伴随而来的麻烦。稀释法是美国 EPA 优选的带湿测量方法，不仅避免了除湿过程中产生的 SO2 和 NOX 损失，而且彻底 消除了直接采样法经常发生的由于水份没有从样品中彻底消除而带
6、来的腐蚀影响。稀释法提供带湿样品气 测量数值和带湿烟气流量值，因而不再需要为数据修正提供额外的湿度计。具有以下优点：l准确的湿法测量美国 EPA 优选方法l稀释系统大大提高了系统的可靠率，降低了系统运营和维护成本，只有直接采样系统的 1/3 到 1/2l采用探头内瞬间稀释技术，彻底消除冷凝水影响，无需跟踪加热采样管线l稀释后烟气含水量被降低到露点以下，采样管无需加热或保温l彻底避免因为结露而对仪器产生的可能损坏l稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题l烟气采样流量只是直接采样系统的 1/50 到 1/100，相应烟气中含尘量也只是 1/50 到 1/100l采用从采样探头开始的全系统动态校
7、准l采用系统校准，保证系统的准确性，最大程度保证昨天精度l全汉化中文数据处理和报表生成l样品气传输快，维护工作量小，消耗品用量少l国家环保部认证【质（认）字 No. 2014-008】，CMC 认证【沪制 01150222】，ISO9001 认证2、稀释采样系统2.1 稀释比稀释比=(Q1+Q2)/Q2其中：Q1稀释气流量（升/分）；Q2样气流量（升/分）。Q1 可以由操作者调节，稀释比可以在一定范围内改变。将经稀释的样品（Q1+Q2）经采样管线送至烟 气检测仪。采样系统的稀释比必须满足两个标准: 第一：使用的监测仪的测量范围应与实际抽取的样品的预计的浓度（稀释后）一致。例：预计烟气中 SO2
8、 最大浓度为 560ppm，SO2 监测仪的测量范围为 0-10ppm，因此稀释比为 560/10=56/1。 第二：稀释比应保证在最低环境温度下采样管线不会结露。应取得以下系统参数：a. 最低环境温度；b. 实际烟气的水蒸气百分数含量最大值。 按下表找出最低温度，并读出相应烟气的实际水蒸气百分含量。表 1-1 温度和水蒸气压力对应表温度（）水蒸气压力（冰点以上）毫米汞柱水蒸气%含量在 1bar温度（）水蒸气压力（冰点以上）毫米汞柱水蒸气%含量在 1bar-35-30-25-20-15-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10.170.280.470.771.241.952.132.322.
9、532.763.013.283.473.884.220.0220.0370.0620.1010.1630.2560.2800.3050.3330.3630.3960.4310.4560.5100.5550123456789102025304.584.925.295.686.106.547.017.548.048.619.2017.5323.7631.820.6020.6470.6960.7470.8020.8600.9220.9921.0571.1321.2102.3053.1244.185例：给出以下参数：a. 最低环境温度为 5；b. 实际烟气的水蒸气最大百分含量为 24%。51bar 时
10、，水蒸气百分含量为 0.396（假设稀释管线的压力）。计算出最小稀释比为 24/0.396=61:1。应 选择标准 1 和 2 得到的最大稀释比以满足分析仪。各种临界小孔的平均稀释比由下表给出。表 1-2 临界小孔名义流量和稀释比对应表临界小孔名义流量（毫升/分）稀释平均值20215:1 到 350:15095:1到 150:110044:1到 75:115032:1到 50:120027:1到 37:125020:1到 30:150012:1到 16:12.2 稀释法采样探头为保证恒定的稀释比，赛默飞世尔公司的探头设计采用独特的音速小孔设计。当系统能够满足设定的 最小真空度要求时，音速小孔两
11、端的压差将大于 0.46 倍，此时通过音速小孔的气体流量将是恒定的，温度, 压力的变化将不会影响稀释比。这就使得整个探头的流量控制是靠气动来完成的，因而无需任何专用电源 和电路，具有体积小、安装简单、维护方便的特点。稀释系统保证的是稀释比的恒定，而并非给出一个确 认的稀释比例。通过稀释比例的恒定，保证系统的准确性。对临界小孔（音速小孔）的解释：理论上，小孔压缩长度比其直径小，临界小孔的下游绝对压力与上 游绝对压力之比小于或等于 0.53 时会产生临界流速，通过小孔的体积流量与上下游压力无关；它只由气体 速度决定，接近声速。临界小孔由硼硅酸盐耐热玻璃制成，最高工作温度可达 400。稀释气由分析小
12、间内的零气系统送到采样探头处，文丘里模块产生负压，使得在采样腔室内产品负压。 烟气从探杆吸入，进入到采样腔室，经过滤芯，再经过限流小孔后与稀释气混合，送到分析仪进行分析。 系统校准模式下是将校准气注入到校准与吹扫口，进入采样腔室，经过滤芯，再经过限流小孔后与稀 释气混合，送到分析仪进行分析。多余校准气从探杆进入烟道。对系统的所有部件包括探头过滤器、采样 管线、探头控制器以及分析仪器进行校准，这种系统校准方式与直接采样系统所采用的只对分析仪器进行 的部分校准具有本质的区别，是美国 EPA 唯一认可的校准方式。系统校准可由手工完成或由数据处理器自动设定完成，也可以通过网络由远程控制实现。图 1-3
13、 稀释探头示意图2.3 采样管线由于稀释样品的露点低而无需跟踪加热，所以连结采样探头和分析仪器的采样管线是无需加热型的。 采样管线由三根聚四氟乙烯管组成，其中两根分别用于往采样探头输送校准气和稀释空气，一根用于 往各种分析仪器输送稀释后的烟气样品。所有采样管线都是正压，从而避免了由气体泄漏所引入的误差。 稀释采样法在样品的采集和传输过程中，不像非稀释采样法那样需要采样泵及若干个流量控制阀，从而减低了购买和运行维护成本，而且减少了故障隐患。 采样管线距离可达 100 米。2.4 稀释空气净化系统稀释空气和零点校准气采用除尘、除水、除油，以及必要时除 CO2 和浓度过高的空气本底中的 SO2 和
14、NOX 的仪表空气，它应该是干燥的，露点为-30到-40， 压力 620 68 kPa。赛默飞世尔公司采用专门 的空气净化装置，很好地满足了以上要求（企业提供的压缩空气压力需保证在 0.6-0.8MPa 之间）。图 1-4 稀释空气净化系统3、分析系统图 1-5 43i SO2 气体分析仪外观图赛默飞世尔公司是目前市场上普遍采用的脉冲紫外荧光法 SO2 分析仪的发明者，其市场占有率超过 70%；也是化学发光法 NOx 分析仪的发明者，其市场占有率超过 60%。分析系统采用模块化的组合方式， 可以根据用户的实际监测要求，灵活地配置系统构成，各项参数独立监测，保证每一台仪器都在最优化的 条件下工作，与多参数分析仪器相比，具有结果更准确、维护更便捷的特点。赛默飞世尔公司的其他气体 分析仪器也拥有世界上最大的市场占有率，广泛地受到用户的好评。3.1 SO2 气体分析仪（1）原理43i 型 SO2 气体分析仪采用脉冲荧光法原理（见图 1
