TK-1000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般由煙塵檢測(cè)子系統(tǒng)、氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、煙氣參數(shù)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)四個(gè)基本部分組成。
SO2、 NOx、O2采用本公司自主開發(fā)的SUV-100型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)部分）分析，抽取式熱濕法預(yù)處理，其中：
l SO2、NOx采用高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)
l O2采用氧化鋯
高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術(shù)除了能夠測(cè)量NOx外，還能夠分析SO2、NH3、CL2、H2S、O3、HCL等氣體。
與抽取冷凝法CMES相比，本系統(tǒng)具有測(cè)量準(zhǔn)確、可靠性高、投資成本低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，由于抽取熱濕法采用全程伴熱，避免抽取冷凝法產(chǎn)生的冷凝水吸收SO2導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低等缺點(diǎn)；
與原位法CEMS相比，本系統(tǒng)具有支持在線校準(zhǔn)、測(cè)量值波動(dòng)小、可靠性高、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；
與在位法CEMS相比，本系統(tǒng)具有安裝調(diào)試方便、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施要求低等優(yōu)點(diǎn)。
本CMES系統(tǒng)整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，方便運(yùn)輸和安裝。
2技術(shù)優(yōu)勢(shì)
? 所有指標(biāo)均在高溫狀態(tài)下測(cè)量
避免冷凝水吸收導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏低，并腐蝕預(yù)處理管路；
? CEMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jìn)入測(cè)量室，測(cè)量NOx濃度，再進(jìn)入氧化鋯/引流泵模塊后，直接排出，系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，集成度高，維護(hù)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算法也自主研發(fā)，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
3技術(shù)規(guī)格
尺寸：600mm×800mm×2000mm
重量：約300kg
測(cè)量參數(shù)：NO2、NO、O2
伴熱管線溫度：120oC～200oC
探頭伴熱溫度：120oC～200oC
防護(hù)等級(jí)：機(jī)柜IP42，其他IP65
供電：220VAC，3000W
環(huán)境溫度：-20oC～50oC
環(huán)境濕度：5%Rh～95%Rh（不結(jié)露）
對(duì)外輸出：4-20mA，RS232，RS485
4設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
本設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：
4.1國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
GB/T16157—1996固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法
GB50093—2002 自動(dòng)化儀表工程施工及驗(yàn)收規(guī)范
4.2技術(shù)規(guī)范
HJ/T75—2007固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）
HJ/T76—2007固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)要求及檢測(cè)方法（試行）
HJ/T212—2005污染源在線自動(dòng)監(jiān)控(監(jiān)測(cè))系統(tǒng)傳輸標(biāo)準(zhǔn)
HJ/T352—2007 環(huán)境污染源自動(dòng)監(jiān)控信息傳輸、交換技術(shù)規(guī)范（試行）
HJ/T47—1999 煙氣采樣器技術(shù)條件
HJ/T48—1999 煙塵采樣器技術(shù)條件
5 系統(tǒng)介紹
5.1 CEMS描述
我方專門針對(duì)污染源排放特點(diǎn)，提供具有環(huán)保產(chǎn)品認(rèn)證的TK-1000型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所有探頭、采樣系統(tǒng)部件都采用耐腐蝕材料，其中，探頭材質(zhì)為特種耐酸不銹鋼(316L) 、過濾器材質(zhì)為陶瓷、采樣伴熱管線為特別定制的Φ8聚四氟乙烯伴熱管。保證在貴公司工況下能連續(xù)可靠運(yùn)行的要求。
SO2、NOX、O2在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭以及置于小屋中的分析機(jī)柜，標(biāo)氣組成。其中采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣，高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝，內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵；分析機(jī)柜負(fù)責(zé)抽取煙氣，并直接高溫測(cè)量SO2、NOx、O2指標(biāo)；標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表。
系統(tǒng)提供一套功能完善的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），具有顯示監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理、報(bào)表管理、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程監(jiān)控、異常報(bào)警等功能。
系統(tǒng)的氣體分析采用抽取冷凝法（全程伴熱直接抽取法），完全符合有關(guān)《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（試運(yùn)行）》（HJ/T75-2007）要求。
5.2系統(tǒng)流路原理
系統(tǒng)采用一拖一模式，進(jìn)入系統(tǒng)后由一個(gè)手動(dòng)三通閥切換，根據(jù)用戶的需要，選擇某一流路進(jìn)行分析。
分析儀進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)后，氣動(dòng)球閥切換到采樣氣路，在引流泵的作用下，被測(cè)氣體經(jīng)由探頭桿、過濾器、電動(dòng)球閥進(jìn)入高溫伴熱氣體室，分析儀利用紫外差分吸收技術(shù)（DOAS）對(duì)氣體進(jìn)行分析，得到NO2、NO等氣體的濃度（高溫濕法），并利用氧化鋯測(cè)量O2的濃度，最后排空。
分析儀定時(shí)會(huì)進(jìn)入校準(zhǔn)/反吹狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)零，此時(shí)氣動(dòng)球閥切換到反吹氣路，調(diào)零電磁閥打開，在采樣泵的作用下，環(huán)境空氣經(jīng)過濾器、調(diào)零電磁閥后進(jìn)入氣體室，對(duì)氣體室中殘留的被測(cè)氣體進(jìn)行吹掃，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)零，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氧的量程校準(zhǔn)；調(diào)零同時(shí)，分析儀控制反吹電磁閥開或關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)探頭過濾器的反吹。
5.3系統(tǒng)電氣控制原理
系統(tǒng)電氣控制以紫外氣體分析儀為核心，不再需要PLC
5.4系統(tǒng)機(jī)柜說明
系統(tǒng)正面
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編號(hào) |
名稱 |
說明 |
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(1) |
紫外氣體分析儀 |
氣體室外置 |
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(2) |
工控機(jī) |
安裝數(shù)據(jù)采集、換算、顯示、存儲(chǔ)、上傳軟件 |
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(3) |
控制面板 |
包括控制探頭、伴熱管線和加熱盒的3個(gè)溫控表，以及調(diào)零、反吹、量程校準(zhǔn)3個(gè)按鈕 |
系統(tǒng)反面
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編號(hào) |
名稱 |
說明 |
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(1) |
高溫紫外氣體分析儀背部 |
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(2) |
加熱盒 |
可以伴熱到120oC，內(nèi)置氣體室、球閥（電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在加熱盒外部，避免損壞）、氧化鋯/濕度/引流泵模塊 |
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(3) |
溫控器背部 |
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(4) |
電磁閥 |
3個(gè)，分別實(shí)現(xiàn)反吹、校準(zhǔn)和引流泵供氣 |
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(5) |
控制按鈕背部 |
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(6) |
固態(tài)繼電器 |
與溫控器配套 |
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(7) |
電氣控制 |
實(shí)現(xiàn)各種供電的分配、電磁閥/電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等的控制、信號(hào)輸入輸出等 |
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(8) |
氧化鋯變送模塊 |
采集鎬頭信號(hào)，處理后形成4-20mA電流信號(hào)輸出 |
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(9) |
微壓流量計(jì) |
通過測(cè)量加熱盒內(nèi)流路上下游的壓差，指示當(dāng)前樣氣采樣流速 |
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(10) |
開關(guān)電源 |
2塊，提供機(jī)柜內(nèi)部24VDC、12VDC供電，以及外部粉塵儀、溫壓流一體化24VDC供電 |
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(11) |
數(shù)據(jù)采集模塊 |
負(fù)責(zé)采集粉塵儀、溫壓流一體化信號(hào)（4-20mA），并傳輸?shù)焦た貦C(jī) |
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(12) |
過濾減壓閥 |
為系統(tǒng)提供壓力穩(wěn)定、干凈的高壓空氣 |
5.5煙氣氣體污染物采樣器
煙氣氣態(tài)污染物采樣器（以下簡(jiǎn)稱取樣探頭）
樣氣通過取樣探桿進(jìn)入到取樣探頭內(nèi)，經(jīng)過陶瓷濾芯過濾后，除去樣氣中的粉塵；取樣探頭通過加熱器加熱到120℃～150℃，防止樣氣在經(jīng)過取樣探頭后，產(chǎn)生冷凝水。
5.6紫外分析儀
SUV-100型SO2、NOX氣體分析儀采用高溫紫外差分氣體分析技術(shù)，其內(nèi)部構(gòu)成如圖：
分析儀采用紫外差分算法檢測(cè)氣體濃度，其中SO2、NO等氣體在紫外波段存在吸收，
利用光路，分析儀可以采集得到原始光譜，利用樣氣原始光譜和零氣原始光譜，即可計(jì)算出吸收光譜，然后利用DOAS技術(shù)，可以計(jì)算得到SO2和NO等氣體的含量，DOAS技術(shù)可以確保計(jì)算結(jié)果受光路污染、氣體中粉塵等雜質(zhì)的影響小。
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型號(hào) |
SUV-100 |
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原理 |
紫外差分吸收光譜 |
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量程 |
最小量程為50ppm，最大量程為100%，支持雙量程，量程比達(dá)到1:10 |
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線性度 |
±1.5% F.S. |
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示值誤差 |
< 5% |
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重復(fù)性 |
< ±0.5% F.S. |
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零點(diǎn)漂移 |
< ±1.5% F.S. / 7天 |
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量程漂移 |
< ±1.5% F.S. / 7天 |
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工作溫度 |
-10 ~ 50°C |
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響應(yīng)時(shí)間（T90） |
<10秒 |
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4-20mA輸入接口 |
2路，可靈活配置，100歐負(fù)載 |
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4-20mA輸出接口 |
4路，輸出內(nèi)容可配置，最大帶載能力<800歐 |
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開關(guān)量輸入接口 |
4路，可靈活配置 |
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繼電器輸出接口 |
8路，輸出內(nèi)容可配置，DC30V2A |
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通訊接口 |
1路232，1路485(支持Modbus協(xié)議) |
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電源/功率 |
220±20% VAC / 100W |
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預(yù)熱時(shí)間 |
無需 |
5.7氧含量分析儀
a.概述
氧含量分析儀是山東新澤儀器有限公司自行開發(fā)的針對(duì)煙氣連續(xù)排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。采用氧化鋯測(cè)量原理，氧化鋯氧分析儀具有結(jié)構(gòu)和采樣預(yù)處理系統(tǒng)較簡(jiǎn)單、靈敏度和分辨率高、測(cè)量范圍寬、響應(yīng)速度較快等優(yōu)點(diǎn)。
b.測(cè)量原理
氧化鋯材料是一種氧化鋯固體電解質(zhì)，是在純氧化鋯中摻以一定量的氧化鈣或氧化釔經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后形成的穩(wěn)定的氧化鋯瓷燒結(jié)體。由于在它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此，在高溫條件下它是良好的氧離子導(dǎo)體。
利用它的這一特性，在一定的溫度下，當(dāng)傳感器兩側(cè)的氧含量不同時(shí)，它便是一個(gè)典型的氧濃差電池。如果在氧化鋯管內(nèi)外涂制純鉑電極，用電爐對(duì)氧化鋯管加熱，使其內(nèi)外壁接觸氧分壓不同的氣體，氧化鋯管就成為一個(gè)氧濃差電池，在兩個(gè)鉑電極上將發(fā)生如下反應(yīng)：
在空氣側(cè)（參比側(cè)）電極上：O2+4e→2O2-
在低氧側(cè)（被測(cè)側(cè)）電極上：2O2-→O2+4e
當(dāng)這兩種遷移達(dá)到平衡后，便在兩電極間產(chǎn)生一個(gè)與氧濃差有關(guān)的電勢(shì)信號(hào)E。
氧電勢(shì)值E符合能斯特方程：
式中：
R-氣體常數(shù)
T-鋯管的絕對(duì)溫度
F-法拉第常數(shù)
PX-被測(cè)氣體氧濃度百分?jǐn)?shù)
PA-參比氣氧濃度百分?jǐn)?shù)，一般為20.6％。
c.技術(shù)特點(diǎn)
高精度、線性輸出
量程可選：0-25%或0-100%
多種輸出方式：4-20mA，0-10VDC和RS232通訊接口
外部觸發(fā)自動(dòng)或手動(dòng)校準(zhǔn)。也可以通過板載按鈕開關(guān)來啟動(dòng)校準(zhǔn)
可以在空氣中（20.9%O2）或其他任何已知氧濃度環(huán)境中校準(zhǔn)
周期性的3.3VDC邏輯輸出可以用作診斷目的直接監(jiān)測(cè)氧泵循環(huán)
可調(diào)的輸出濾波可實(shí)現(xiàn)快速、動(dòng)態(tài)或慢速、穩(wěn)定的輸出響應(yīng)
電源和傳感器操作LED指示
d.技術(shù)指標(biāo)
測(cè)量范圍：0～25%
測(cè)量精度：±2%
檢驗(yàn)頻率：12個(gè)月
響應(yīng)時(shí)間：<15s
輸出信號(hào)：4～20mA
4～20mA負(fù)載：100～750Ω
輸入電壓：220VAC
功耗：15W
存儲(chǔ)溫度：-10～60℃
操作溫度：-10～60℃
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