CEMS的測量原理及經(jīng)典應用，你知道嗎

 煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網(wǎng)絡通訊技術，實現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術上進行了改進。并按照國家標準設計定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關量輸入輸出接口，可實現(xiàn)現(xiàn)場總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運行方便靈活。

  目前已安裝的CEMS包含了各種原理和測量方式，例如，氣體污染物CEMS采樣方式涉及完全抽取系統(tǒng)、稀釋抽取系統(tǒng)和直接測量法。測量原理涉及紅外光譜法、紫外光譜法、化學發(fā)光法。顆粒物CEMS涉及不透明度（濁度）法、散射法、閃爍法等。流速測量原理主要有皮托管、超聲波、熱傳感器等。用鉑電阻或熱電偶溫度計測量煙氣溫度。煙氣含氧量是一項十分重要的參數(shù)，主要測量方法為氧化鋯法、順磁技術（磁風、磁力矩和磁壓）及電化學法測量。

1、氣態(tài)污染系統(tǒng)

氣體污染物CEMS采樣方式主要有完全抽取系統(tǒng)、稀釋抽取系統(tǒng)和直接測量法。

經(jīng)典應用

完全抽取系統(tǒng)是采用專用的加熱采樣探頭將煙氣從煙道中抽取出來，并經(jīng)過伴熱傳輸，使煙氣在傳輸中不發(fā)生冷凝，煙氣傳輸?shù)綗煔夥治鰴C柜后進行除塵、除濕等處理后進入煙氣分析儀進行分析檢測。

完全抽取系統(tǒng)分析儀采用的分析原理主要是紅外光譜吸收原理和紫外光譜吸收原理（紫外線分析原理應用最為廣泛），它利用污染物分子的特征吸收波長，能夠區(qū)分不同種類的污染物（例如，SO2吸收280~320nm、NO吸收195~225nm、350~450nm的紫外光）。

2、顆粒物測量系統(tǒng)

顆粒物CEMS主要原理有：濁度儀和光散射檢測儀。

經(jīng)典應用

光散射檢測儀原理是光射向顆粒物時，顆粒物能夠吸收和散射光，使光偏離它的入射路徑。散射光的強度與觀測角，顆粒物的粒徑，顆粒物的折射率和形狀，以及入射光的波長有關。光散射分析儀是在于設定偏離入光射的一定角度測量散射光的強度。向所有方向散射光的強度與顆粒物的粒徑分布和形狀有關。同樣，水滴對儀器測量也有影響，也需要用手工比對的方法對儀器進行校準。

3、含氧量測量系統(tǒng)

測量煙氣污染物排放必須測量氧氣實際濃度，以便能夠?qū)⑴欧艥舛日鬯?。氧的測量方法主要有：氧化鋯分析儀、順磁氧分析儀、化學電池。

氧化鋯氧量分析儀通常有直接測量法，即測量探頭在煙道中。還有煙道抽取式，即采樣探頭插入煙道，測量池安裝在煙道上離煙道一定距離的分析一中（需要樣品輸送管路）。

氧化鋯分析儀測量O2依據(jù)的原理：在電解質(zhì)中，由于化學電位不同，電流將在電解質(zhì)或含有不同濃度的化合物種類的氣體之間流動。典型的測量池中，ZrO2作為電解質(zhì)和高溫催化劑，產(chǎn)生氧離子。池的兩側(cè)，焙燒上一層鉑，形成煙氣一側(cè)的電極和與含有O2參考氣體（通常為空氣）接觸的參考電極。池的溫度必須加熱到約600℃。

氧化鋯分析儀可以非常精準和可靠地測量O2。低成本但要得到較高精度需要長維護。測量的是濕基氧的濃度，計算干基濃度時，還必須測量煙氣濕度。

順磁氧分析儀是利用氧氣的順磁性測量O2。

化學電池原理測量氧含量是利用電化學燃料電池產(chǎn)生的電流正比于樣品中的含氧量。電化學染料電池的交叉敏感性小，傳感器的使用壽命大約6~18個月，平均壽命12個月。一般情況下該類型的傳感器用于便攜式氧分析儀，是理想的便攜式儀器。目前已經(jīng)將O2電化學燃料傳感器用于煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)，和前述儀器組成連續(xù)分析儀。

4、流速測量系統(tǒng)

測量煙道或管道流速的測量方法有：皮托管差壓法、熱傳感系統(tǒng)、超聲波流速檢測。

經(jīng)典應用

S型皮托管由兩根小管組成，一根管面對氣體流動的方向，測量氣體的沖擊壓力或動壓，為了準確地測量體積流量，還必須測量煙氣的溫度、壓力。定期用壓縮空氣反吹能夠克服顆粒物和水滴引起探頭的堵塞或結(jié)垢的問題。S型皮托管準確測量低壓差均比較困難，實際測量最小壓差約為5pa，能夠測量的最低流速為2~3m/s。

5、煙氣濕度測量系統(tǒng)

由于我國在計量污染物濃度和排放量時，實行的是標準干煙態(tài)下的計量標準，所以對于流量、顆粒物濃度、SO2濃度、Nox濃度、O2濃度等數(shù)據(jù)需要根據(jù)測量的煙氣濕度進行干煙態(tài)的修正。

煙氣濕度的測量主要有直接測量和干濕氧法。

直接測量法：采用電容式傳感器，探頭直接插入煙道中，探頭周圍采用特制的過濾器進行保護。

干濕氧法：通常利用插入式氧化鋯探頭直接測量煙道中的濕態(tài)氧含量，利用完全利用抽取法將煙氣抽取后降溫除濕，測量出干態(tài)氧含量，經(jīng)計算后得出煙氣濕度。

下面?zhèn)€大家介紹TK-1000煙氣在線監(jiān)測儀，一起學習吧。

一、產(chǎn)品概述

   煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)運用抽取冷凝采樣、后散射煙塵濃度測量、皮托管煙氣流速測量及計算機網(wǎng)絡通訊技術，實現(xiàn)了固定污染源污染物排放濃度和排放總量的在線連續(xù)監(jiān)測。同時又針對國內(nèi)煤種較雜、煤質(zhì)變化大、污染物排放濃度高、煙氣濕度大的狀況從技術上進行了改進。并按照國家標準設計定型，提供專業(yè)的中文操作平臺及中文報表功能、多組模擬量及開關量輸入輸出接口，可實現(xiàn)現(xiàn)場總線的連接以及多種通訊方法的選用，使系統(tǒng)運行方便靈活。

    煙氣連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）是功能齊全，整體水平最高的固定污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)。主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：

    1、固態(tài)顆粒物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)，采用激光后散射單點監(jiān)測。

    2、氣態(tài)污染物連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)多組分氣體分析儀（SO₂、NO_X、CO、CO2、HCL、HF、NH3）

    3、煙氣含氧量、煙氣流量、壓力、溫度，濕度等煙氣參數(shù)連續(xù)監(jiān)測子系統(tǒng)

    4、數(shù)據(jù)處理與遠程通訊系統(tǒng)

二、技術說明

◢ 抽取冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、粉塵、濕度；

◢ SO2、NOx采用紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術或紅外線NDIR分析技術；

◢ O2采用電化學氧電池；

◢ 濕度采用高溫電容法；

◢ 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法；

◢ 粉塵采用激光后散射法；

◢ 紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3、Cl2、H2S、O3等氣體；

◢ 與抽取熱濕法CEMS相比，本系統(tǒng)具有結(jié)構簡單、可靠性高、響應速度快、維護方便等優(yōu)點；

◢ 與原位法相比，分析儀具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設備維護簡單等優(yōu)點；

◢ 本分析儀整機結(jié)構緊湊，方便運輸和安裝。

◢ 系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)采集率≥90%，系統(tǒng)提供的檢測數(shù)據(jù)資料可用率≥90%，并具有查閱歷史數(shù)據(jù)功能。

◢ 輸出單位：對所檢測煙氣的各種參數(shù)，系統(tǒng)除在就地分析儀器面板上顯示外還均以4～20mA標準模擬量信號輸出。氣態(tài)污染物濃度單位使用mg/Nm³，流量計測出流速信號應折算成體積流量Nm³/s輸出，溫度單位為℃。

◢ 系統(tǒng)能夠真正實現(xiàn)無人職守運行，系統(tǒng)具有自診斷功能及主要部件故障報警功能，包括：測量元件/檢測探頭的失效、超出量程、采樣流量不足、反吹壓力低、采樣頭溫度低、采樣管線溫度低、預處理系統(tǒng)故障、分析儀器故障等。

三、產(chǎn)品特點

   維護方便，操作簡單；

   氣體室具有微伴熱功能，減少透鏡清洗周期；

   系統(tǒng)結(jié)構簡單，集成度高；

   在引流泵的作用下，煙氣經(jīng)探頭、伴熱管線后直接進入氣體室，測量SO2和NOx濃度，再進入氧化鋯/濕度/引流泵模塊后，直接排出，系統(tǒng)  構造簡單，集成度高，維護方便； 

   核心器件和算法全部自主研發(fā)；

   核心器件包括光源、光譜儀、氣體室、濕度模塊、粉塵儀等全部自主研發(fā)；

   DOAS算法自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強的市場競爭力。

四、主要功能

監(jiān)測項目：煙塵（顆粒物）濃度、SO₂的（標準、濕基、干基和折算）濃度、煙氣流速、煙氣溫度、煙氣濕度、煙氣含氧量等多項相關參數(shù)及統(tǒng)計排放率、排放總量等。

顯示功能：全中文圖形界面，可顯示參數(shù)列表、實時曲線圖、歷史數(shù)據(jù)、報警畫面、報表等。

打印功能：定時打印和人工打印（包括畫面、曲線、參數(shù)及報表）。

報警功能：超限報警、事故報警。

歷史數(shù)據(jù)：完善的歷史數(shù)據(jù)存儲及顯示功能，數(shù)據(jù)存儲最小間隔可達1秒，存儲量可達數(shù)年。

數(shù)據(jù)傳輸：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可通過局域網(wǎng)與其它計算機共享，也可以通過GPRS進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。

可擴展性：擴展性強，可根據(jù)政策和法規(guī)的改變隨時增加新的內(nèi)容。

通訊接口：RS232/RS422/RS485

五、技術參數(shù)