烟气排放连续监测系统用户操作手册-脱硫-.pdf

南京国电环保科技有限公司南京国电环保科技有限公司 文 档 编 号 产 品 版 本 密 级 文 档 编 号 产 品 版 本 密 级 SPEP-2000-11-090803 V 1.2 公开 产品名称产品名称 SPEP-2000 型烟气排放连续监测系统 共 54 页共 54 页 操作维护手册 操作维护手册 编写：编写：王新培 日 期：日 期：2012-09-06 校对：校对：唐仲恺 日 期：日 期：2012-09-07 审核：审核：陈书建 日 期：日 期：2012-09-08 批准：批准：王 强 日 期：日 期：2012-09-09 南京国电环保科技有限公司 南京国电环保科技有限公司 版权所有 不得复制 版权所有 不得复制 目 录 目 录 1 系统简介1 系统简介.11.1 系统组成.11.2 系统特点.11.3 系统选型.21.4 主要功能.21.5 系统配置.21.6 系统工作环境条件及电源要求.32 系统结构2 系统结构.42.1 系统框图.42.2 系统结构.52.2.1 系统控制柜前面板布局图.52.2.2 系统控制柜后面板布局图.63 工作原理3 工作原理.63.1 烟尘监测子系统.73.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪.73.1.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪工作原理.73.1.1.2 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪技术参数.83.1.2 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪.103.1.2.1 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪工作原理.103.1.2.2 技术特点.103.1.2.3 技术指标.113.1.2.4 系统原理及构成.113.1.2.5 系统校准.123.1.2.6 仪器动态测量范围的设置.133.1.2.7 维护.133.2 气态污染物监测子系统.143.2.1 工作原理.143.2.2 直接抽取釆样法系统特点.143.2.3 烟气采样单元.143.2.4 样气预处理单元.163.2.5 分析单元.183.3 烟气排放参数监测子系统.213.3.1 烟气流速连续监测.213.3.2 烟气压力连续监测.233.3.3 烟气湿度连续监测.243.3.3.1 烟气含氧量(湿氧)连续监测计算湿度.243.3.3.1.1 氧化锆氧分析仪工作原理.253.3.3.1.2 SPEP-2000M 型氧化锆.263.3.3.1.3 SPEP-2000M 型氧化锆（湿度测量）系统特点：.263.3.3.1.4 技术参数.273.3.3.2 烟气水分仪.273.4 系统控制及数据采集处理子系统.283.4.1 硬件系统.283.4.2 软件系统.294 系统安装4 系统安装.294.1 系统控制柜安装.294.2 室外仪器件安装.294.3 样气管路连接.304.4 电路连接.304.4.1 电源连接.304.4.2 信号电缆连接.305 系统调试5 系统调试.305.1 调试前准备.305.1.1 一般性检查.305.1.2 气密性试验.315.2 开始调试.315.2.1 打开电源开关.315.2.2 仪器标定.326 系统操作说明6 系统操作说明.356.1 开停 CEMS 系统.356.2 系统运行模式.356.3 PLC 程序设计逻辑说明.366.3.1 主要功能.366.3.2 程序结构.376.4 DAS 操作说明.376.4.1 DAS 系统的启动.376.4.2 画面介绍(具体根据各用户情况设置).387 系统维护及故障处理7 系统维护及故障处理.427.1 烟气排放连续监测系统维护及故障处理.427.2 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪的维护及故障处理.487.3 SP2000-PTG 型流量计的维护及故障处理.487.4 温度变送器的维护及故障处理.487.5 3051 AP/GP 型压力变送器的维护及故障处理.487.6 氧化锆氧分析仪的维护及故障处理.487.7 软件维护.497.7.1 软件安装.497.7.2 软件备份.498 日常检查内容8 日常检查内容.49 11 系统简介 1 系统简介 SPEP-2000 型烟气排放连续监测系统是南京国电环保科技有限公司研制生产，主要用于电力、煤炭、化工、冶金、水泥等行业，特别适用于对火电厂排放烟气进行连续、实时的跟踪监测。1.1 系统组成 1.1 系统组成?烟尘监测子系统；?气态污染物监测子系统；?烟气排放参数监测子系统；?系统控制及数据采集处理子系统。1.2 系统特点 1.2 系统特点?符合国家环保法规的要求；?功能丰富，具有手/自动取样、吹扫、校准、故障自诊断和报警等功能；?系统控制柜模块化设计、操作简便、维护方便；?日常维护少，可长期无人值守；?采用直接抽取采样法连续监测气态污染物浓度；?采用 M&C 采样探头技术，过滤面积大，滤芯更换方便；?预处理系统主设备采用进口器件，有效地防水、防尘、防腐、防堵；?采用 PLC 设计，系统的稳定性、可靠性高；?气态污染物的监测采用德国西门子分析仪器；?DAS 数据采集系统功能齐全，操作直观简便；?多种数据输出方式，支持网络扩建，支持系统扩展；?可方便的与环保单位联网，实现数据远/上传。21.3 系统选型 1.3 系统选型 根据国标 HJ/T 76-2007 要求烟气排放连续监测系统要求每小时的监测时间不得小于 45 分钟，特别是为烟气脱硫配套的 CEMS 更不允许进行气路切换方式的一拖二，因而系统选型主要为一拖一，如厂家有特别要求可有一拖多的选择。一套 SPEP-2000 型烟气排放连续监测系统可配置 1 个或 2 个采样探头，分别监测 1个或 2 个烟道/烟囱的排放烟气。配置 2 个采样探头时，系统能在两个采样探头间自动进行气路切换，系统选型见表 1。表 1 系统选型 1.4 主要功能 1.4 主要功能?连续监测排放烟气中的烟尘浓度；SO2、NO、(CO2、CO 浓度)；烟气温度；烟气压力(静压)；烟气流量(流速)；氧量；烟气湿度；?数据采集系统(DAS)对系统进行监控，对监测数据储存、处理和管理。1.5 系统配置 1.5 系统配置?西门子 UR-23 型气体(SO2/NO/O2)分析仪；?国电环保 SPEP-2000D 型烟尘仪或 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪；?氧化锆氧分析仪(测量湿氧，干湿氧法计算湿度)或湿度仪；?皮托管流量计或美国 KURZ 公司的 454FT-HT 热扩散式质量流量计；?3051 AP/GP 型压力变送器；?温度变送器；?烟气采样预处理系统；?吹扫及校准系统；?数据采集系统。型号 监测方式 采样探头配置 SPEP-2000-1 一拖一 1 个采样探头 SPEP-2000-2 一拖二 2 个采样探头 3详细配置根据各用户具体要求。1.6 系统工作环境条件及电源要求 1.6 系统工作环境条件及电源要求?安装一台控制柜的仪表间最小净尺寸为 2000X2200X2700(WXDXH)，安装一台控制柜与一套 DAS 系统的仪表间最小净尺寸为 2400X2600X2700(WXDXH)，仪表间只放二台控制柜与 DAS 系统的仪表间、最小尺寸为 3200X3200X2700(WXDXH)；?仪表间内应安装温度调节装置，控制室内温度为 16-26；?空气相对湿度平均值不大于 85%；?周围空气没有明显的尘埃、腐蚀性气体或可燃性气体，无严重霉菌，无剧烈振动冲击源；?供电电源：交流 220VAC10%，50Hz?消耗功率：控制柜及加热探头用电为 1.5KW，再加上加热管线的用电即为系统功率(加热管线功率为 60W/米)。系统功率主要由现场加热管线长度确定，一般以 50 米计加热管线长度，一拖一的用电约为 4.5KW。42 系统结构 2 系统结构 2.1 系统框图 2.1 系统框图 SPEP-2000型烟气排放连续监测系统由烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统和系统控制及数据采集处理子系统组成，系统框图如图1所示。图 1 烟气排放连续监测系统框图 图 1 烟气排放连续监测系统框图 52.2 系统结构 2.2.1 系统控制柜前面板布局图 2.2 系统结构 2.2.1 系统控制柜前面板布局图 图 2 系统控制柜前面板布局图 图 2 系统控制柜前面板布局图 62.2.2 系统控制柜后面板布局图 2.2.2 系统控制柜后面板布局图 图 3 系统控制柜后面板布局图 图 3 系统控制柜后面板布局图 3 工作原理 3 工作原理 SPEP-2000型烟气排放连续监测系统的气态污染物监测采用直接抽取釆样法：样气经过采样探头的加热保温与2u的过滤除去颗粒物，再经加热管线的加热保温，到预处理单元处理迅速除水后输送到分析设备中，连续检测出烟气中的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳浓度，分析仪器再将相应的测量参数的干基信号以4-20mA的形式送到控制柜内的 7PLC；烟尘浓度及烟气排放参数监测是将一次表安装在现场，现场信号以4-20mA的信号送到控制柜内的PLC，进行数模转换，再以通讯的方式与DAS系统进行连接，由DAS系统进行数据处理。以下分别介绍烟尘监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统和系统控制及数据采集处理子系统的工作原理、特点和技术参数。3.1 烟尘监测子系统 3.1 烟尘监测子系统 系统根据各电厂要求，配置不同生产厂家的仪器，烟尘监测子系统常用的仪器为英国 LAND 公司生产的 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪及国电环保 SPEP-2000D 型烟尘仪，以下介绍各型号的烟尘仪。3.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪 3.1.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪工作原理 3.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪 3.1.1.1 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪工作原理 一束光穿过介质，其与已知的介质所含污染物的量的数量关系，根据比尔（Beer-Lambert）原理，如下：=I/I0=e-acl 其中：=透光度（传导度）（见下图）I0=进入介质的光强度（见下图）I=穿过介质的光强度 a=衰减系数 c=灰尘浓度 l=光穿过介质的距离（见下图）8 图 4 MODEL 4200 型工作原理图 图 4 MODEL 4200 型工作原理图 因为不透明度（Op）=1-，上面的方程式可以转换成：（1-Op）=e-acl or Op=1-e-acl c 是测量光路中的灰尘浓度，于是消光度为：OD=-log10=-acl/2.303 或者 c=KOD，其中 K=-2.303/al 通过比较同时测量的光密度和灰尘重量，可以得到 K 的值。3.1.1.2 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪技术参数 系统性能 3.1.1.2 MODEL 4200 型烟气浊度在线监测仪技术参数 系统性能 运行原理 穿过烟道测量 运行波长 62320nm 灯源 高强度 LED（寿命超过 5 年）精度 2%不透明度（基于单路径不透明度 95%效率）（5%超过 7.5m/25 英尺）重复性 2%（5%对于测量路径超过 7.5m/25 英尺）分析率 0.25%漂移 少于 2%不透明度/灰尘浓度 发射角度 小于 5 视角 小于 5 响应时间 5 秒到改变量的 90%9使用阻尼时间 1-999 秒 法兰与法兰的距离 0.3m-10m(1 英尺到 32 英尺)标定 标定 方法 按设置键，标定对准模式 检查 手动零点和满量程检查 线性度 内置的检查夹具 灰尘 单一的标定常数 发射头 发射头 尺寸 404mm127mm157mm(长宽高)656(长宽高)重量 5Kg(11 磅)反射头 反射头 尺寸 200mm127mm127mm(长宽高)7.955(长宽高)重量 2Kg(4.4 磅)显示 显示 类型 在发射头移除盖板可接触 容量 4 位：红色 LED 参数 099.99%；0999mg/m3用于组态和诊断 输入/输出 输入/输出 电路回路 0，2，4-20mA 继电器 1.系统好 2.高报警 没有标定过程继电器，只有一个报警继电器：不维护。继电器 继电器 稳定类型/等级 单点 1A 对应 25Vdc 0.5A 对应 125Vac 系统好和高报警 使用环境 使用环境 环境温度 -20+55（-4131）10保护等级 IP65/NEMA4 最大烟气温度 600（1112）安全等级 与 EN61010 一致 电磁适应性 与 EN50 081 和 EN50 082 一致 电气参数 电气参数 电源 90260Va.c 50/60HZ 10W 功率 5W 保险丝参数 3.15A(T)3.1.2 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪 3.1.2.1 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪工作原理 3.1.2 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪 3.1.2.1 SPEP-2000D 型烟气浓度在线监测仪工作原理 本手册描述了 SPEP-2000DUST 型烟尘浓度监测仪的安装、操作、检验及维护。SPEP-2000DUST 基于烟尘粒子的背向散射原理，用于对固定污染源颗粒污染物进行在线连续测量。注意：SPEP-2000DUST 使用了一个 10mw，650nm 的半导体激光器，激光束及反射光光直射入眼睛会造成严重的损害。SPEP-2000DUST 没被安装在烟囱/道前，不要进行上电操作。当 SPEP-2000DUST 运行时，不要进入烟囱/道。不得直视激光束及其反射光 在没有得到相应培训时，不得进行超出本手册范围的操作。3.1.2.2 技术特点 3.1.2.2 技术特点?采用激光背散射原理,不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动.?单端安装,无需光路对中.?仪器设计贯彻“无工具”现场安装的思路，最大限度地降低现场安装的复杂度，仪器及防雨系统的安装仅电器连接需要一支螺丝刀，不必带连接螺栓、螺母，1110 分钟内即可完成安装，最大限度地减少由于现场安装调试带来的诸多问题.?采用标准 4-20mA 工业标准电流输出,连接方便.?仪器整体功耗非常小,大约 5w 左右.?一般标准设置参数可适用于烟道璧厚小于 400，烟道直径大于仪器名牌标示,在特殊的要求条件下测量区大小可以订制.用户也可以在经维护人员的认可及指导下调整.3.1.2.3 技术指标 3.1.2.3 技术指标?尺寸、重量:160160250mm 4Kg?环境要求:温度：-4065/相对湿度：0-100%R.H.?测量误差:2%FS?介质条件:温度 最高 300（高温需定制）?信号输出:4-20mA?最大输出负载:500?灵敏度:2mg/m3?测量范围:最小 0-200mg/m3/最大 0-10g/m3?可以测量烟囱大小:1-15m?功耗:3 W?供电:DC 24V10%3.1.2.4 系统原理及构成 3.1.2.4 系统原理及构成 系统示意如图 1 所示.12图 1 系统原理图 光学部分包括激光光源及功率控制、光电传感、散射光接收部分。激光器发出的650nm 束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理.电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I 转换功能。校准器用于产生一稳定的光信号,对仪器进行零点及跨度校准.3.1.2.5 系统校准 3.1.2.5 系统校准 系统配置一个校准器，用于进行零点及跨度的校准。校准时旋下蝶形螺母将主机拿下，将校准器的定位销对准主机上的销孔插入，可以从输出端子测量输出值。将校准工具旋转可依次检查零点及跨度点。打开烟尘仪的后盖，可以看到在调整端面上有四个孔，在其旁边注明了 Z、S、X、L字样，分别代表零点、跨度点调整、工艺调整、光功率调整。用户在现场只容许进行零点和跨度点的调整。如烟尘仪输出与标称值有偏差可以通过调整对应的可调电位器调整。建议在仪器进行了一次修理及调整后进行一次校准。无论对穿还是散射，烟尘颗粒的物性及大小及浓度都会对光信号产生影响，设定一个统一的量程不能完全适应不同的测量目标。在进行跨度校准时需要记下信号值的大小作为标准值，下次校准时依据此标准值进行校准。调整端面旋下后端盖旋下碟型螺母取下固定法兰烟尘仪本体调整端面后端盖后有调整孔，代表零点调整；代表满刻度调整；工艺零；光源功率调整；一般 及 不要动校准器旋转角度销子对准销孔将校准器与机体连接，可进行零点或跨度校准图 4 13烟尘仪的校准 3.1.2.6 仪器动态测量范围的设置 3.1.2.6 仪器动态测量范围的设置 在 SPEP-2000DUST 出厂前已据用户的反馈信息对动态范围进行了调整，但由于烟尘散射与烟尘的光学特性相关，虽然对一个具体的排放源而言相同的烟尘浓度对应相同的信号输出，但不同的排放源既使排放浓度相同由于烟尘颗粒物的光散射特性不同输出信号却可能有差异。这就有可能导致出厂前的动态范围的设置不太适合用户的现场条件，导致仪器安装后信号输出太低损失仪器的灵敏度或太高超出 SPEP-2000DUST 的动态范围。如果 SPEP-2000DUST 安装在排放源后，读数一直低于测量量程的 5%那么在进行参比试验前应增大信号的增益值。利用光学头电路板上的可调电阻把读数调整到满量程的10%以上，调整后使用校验工具将新的满度和跨度值记录下来，作为以后维护时的固定参考点。如果 SPEP-2000DUST 安装在排放源后读数超出满量程，那么在进行参比试验前应通过高调整光学头电路板上的电阻调低信号的增益值。调整后，必须使用标立工具进行校准，记录下满刻度及各个标输出信号值，以备以后维护时作为仪器的固定参考点。3.1.2.7 维护 3.1.2.7 维护?首次安装维护 建议用户在系统安装后3天第一次检查仪器,而后30天再次检查,如无问题,则可以3 个月为间隔检查 SPEP-2000DUST,此检查主要的检查光学窗口是否被污染,清洁风系统系统是否有效。?正常维护 正常情况下，建议每季度检查一次 SPEP-2000DUST，如经首次检查发现仪器环境恶劣，不能满足要求，用户需经常更换空气过滤器，则需要改变常规的维护时间，根据实际情况而定。所有内部的光学器件出厂前经专用工具调整安装，用户不得进行调整。在正常维护时，仅仅光学窗口需要清洁，清洁液为 50%的酒精和蒸溜水的溶液，酒精要用化字纯级的，注意不要用含有油的酒精，用含有油分的酒精溶液清洁光学窗口时，当酒清发掉时仍有残留的油分。当光学窗口表面被烟尘弄脏时，必须进行清 14洁，否则会影响测量的结果的准确性。?空气过滤器 清洁系统有一个空气过滤器，保证灰尘不进入光学头。空气过滤器要定期清洁或更换，可把空气过滤器卸下,用风吹掉上面的灰尘,也可以用请水冲洗,如果过滤器过滤面无损伤,过滤器风阻不大,还可以继续使用,经常检查过滤器的工作状态，保证足够的清洁气。另外，要注意清洁过滤器的摆放位置，保证不让雨水等通过过滤器时入风机由及仪器内。3.2 气态污染物监测子系统 3.2 气态污染物监测子系统 SPEP-2000 气态污染物监测子系统选用直接抽取釆样法，系统由烟气采样单元、预处理单元和分析单元组成，用于完成样气的抽取、输送、调节、处理和分析。3.2.1 工作原理 3.2.1 工作原理 系统采用加热抽取原理，用 SPEP-2000H 电加热采样探头抽取烟气（采样流速2L/min），烟气在进入采样探头前经过滤器去除颗粒物，经过加热（140C-160C）、保温（120C-130C）等环节，样气被导入到预处理单元除湿，然后送入 ULTRAMAT 23/S710型气体分析仪中进行分析,连续检测出烟气中的二氧化硫和氮氧化物浓度。因为烟气中的水分已被除去，所以系统提供的是干烟气的二氧化硫和氮氧化物排放浓度。3.2.2 直接抽取釆样法系统特点 3.2.2 直接抽取釆样法系统特点?直接抽取烟气，样气具有代表性；?日常维修少，可长期无人值守；?测量结果为干基，符合中国国情。3.2.3 烟气采样单元 3.2.3 烟气采样单元 烟气采样单元主要由 SPEP-2000H 电加热采样探头和伴热采样管线组成。SPEP-2000H 电加热采样探头适用于在高尘、高温和高湿度的环境中连续抽取气体，特别适合用于烟道气在线分析中的采样。SPEP-2000H 电加热采样探头结构图如图 5 所示，电加热采样探头的独特设计使得安装操作极为简便，并且性能可靠、维护方便。在 15更换过滤器时不需使用工具，并且不必拆除采样管线，避免了杂质渗入到样气系统中。另外，特制的加热器可以对整个过滤腔进行温度调节，保证温度不会降至露点以下。图 6 SPEP-2000H 电加热采样探头结构图 图 6 SPEP-2000H 电加热采样探头结构图 伴热采样管线由输气管、电热带、隔热层、护套四部分组成，可使采样气体在输送过程中恒定在 120，避免结露而影响测量精度。3.2.3.1 烟气采样单元特点 3.2.3.1 烟气采样单元特点?无需温度监测的外部电加热陶瓷过滤器采样设备；?满足烟尘浓度20g/m3，温度300C，压力2Bar 的烟道气连续采样；?使用加热自动调节单元，加热至 180C 的过滤室，克服冷凝问题；?2气孔的陶瓷过滤器元件设计，克服堵塞问题；?过滤器滤芯可在线更换设计，并且可以回收使用；?伴热采样管线由PFA(聚四氟乙烯的一种，耐温260C)取样管、电加热带及保温材料构成，样气伴热采样管线能允许在140的条件下满足两倍于标准气体输送压力下连续无泄漏运行；?伴热采样管线中包括温度探头（Pt100），用于检测伴热温度是否在工作范围内，16同时提供该伴热温度的低温报警。3.2.3.2 主要技术参数 3.2.3.2 主要技术参数 1)过滤器内腔材质：316L 不锈钢 2)密封材质：氟橡胶 3)采样管材质：316 不锈钢 4)采样温度(Max.)：300 5)采样压力：0.4-6bar 6)过滤元件：2u-150 陶瓷 7)采样接口：ZG 1 8)样气管线接口：ZG 1/4 9)电源：220V 交流 50HZ 10)温度调节：0-180 11)安装法兰材质：316L 不锈钢 12)环境温度：80 13)适用含尘量：2g/m3 3.2.4 样气预处理单元 3.2.4 样气预处理单元 样气预处理单元主要包括冷凝器、精过滤器和空气净化系统，冷凝器主要目的是除去烟气中的水分，通过精过滤器进一步过滤样气中微量水粒和微小尘埃后，烟气被导入ULTRAMAT 23型气体分析仪中进行分析。冷凝器体积小重量轻，运转平稳，露点稳定性好，并且冷凝器的制冷功率较大，在热交换器中，气体冷却速度快，减少了二氧化硫等气体在结露水中的溶解量，提高了测量精度，减少了结露水对器件的腐蚀，冷凝器外形图如图7所示。空气净化系统包括仪用空气和减压过滤器，仪用空气压力要求为0.4MPa-0.8MPa。出口配置有水分离器、油分离器和压力表，净化后的吹扫空气用于吹扫探头和样气管路。3.2.4.1 样气预处理单元特点 3.2.4.1 样气预处理单元特点?样气预处理单元提供了丰富的报警功能：釆样探头温度报警、加热管线温度报警、样气湿度报警、冷凝器高温报警和电动球阀报警等；17?当釆样探头温度报警或加热管线温度报警时，系统立即自动停止取样，以保护取样系统；?当产生样气湿度报警或冷凝器高温报警时，系统立即自动停止取样或切换到校零工作方式，以保护分析仪器；?可自动或手动反吹的设计，可有效地吹扫取样探头里的过滤芯，从而延长过滤芯的使用寿命；?冷凝器在工作时受环境温度的影响较小，适合在南方等气温较高的场合使用。?精过滤器使用高效滤芯，过滤精度为0.1，过滤样气中微量水和微小尘埃效果较好。图7 冷凝器外形图 3.2.4.2 主要技术参数 图7 冷凝器外形图 3.2.4.2 主要技术参数 1)热交换器数：2 2)气体流量：最大 350L/h 3)环境温度：5-45 4)露点：设置在 5(1-15可调)5)露点稳定性：1 6)冷却功率：最大 100W 187)电源：交流 220V10%8)热交换器材料：316 不锈钢 9)电源功率 220W 3.2.5 分析单元 3.2.5.1 ULTRAMAT 23 型气体(SO3.2.5 分析单元 3.2.5.1 ULTRAMAT 23 型气体(SO2 2/NO)分析仪工作原理/NO)分析仪工作原理 ULTRAMAT 23 型气体 SO2/NO 分析仪采用非分散红外发射吸收原理，依据不同波长其发射衰减程度的不同进行不同浓度气体的测量。ULTRAMAT 23 红外单元操作模式如图 8所示。1、毛细管2、第二测定层3、微流传感器4、样品室5、限流轮6、限流马达7、红外源8、反射器9、窗10、插杆11、第一测定层 图 8 ULTRAMAT 23 红外单元操作模式 3.2.5.2 ULTRAMAT 23 型气体 O图 8 ULTRAMAT 23 红外单元操作模式 3.2.5.2 ULTRAMAT 23 型气体 O2 2(干氧)分析仪工作原理(干氧)分析仪工作原理 ULTRAMAT 23 型气体 O2(干氧)分析仪中的氧气传感器依据燃料室原理操作，氧气在阴极和电解液之间的边界层被转化，不同的氧气浓度相应产生不同的电流。ULTRAMAT 23氧测量单元操作模式如图 9 所示。19 图 9 ULTRAMAT 23 氧测量单元操作模式 3.2.5.3 ULTRAMAT 23 型 SO 图 9 ULTRAMAT 23 氧测量单元操作模式 3.2.5.3 ULTRAMAT 23 型 SO2 2/NO 分析仪特点 1)/NO 分析仪特点 1)基本特点 基本特点?由于可采用环境空气(不带氧传感器的分析仪用 N2)进行自动标定，所以分析仪实际可做到免维护，且零点和量程都是在线标定；?在规定范围内每种组分可有两个量程，所有量程都是线性的，用量程识别功能的自动量程；?自动纠正环境压力波动；?气体流量监测，当流量1 L/min 给出报警信号；?维护请求报警；?每种组分可任意设置上下限报警。2)2)设计和气路 设计和气路?稳固的 19钢板机壳，可安装于铰链式或滑轨的框架中；可选择：带把手的台式机以及凝液罐和粗滤器；?内部气路：氟橡胶管；?气路连接：6mm 或 1/4管；?前面板样气流量计，可选一体化的取样泵。3)3)显示和控制面板 显示和控制面板?操作基于 NAMUR 标准；20?简单快速编程和分析仪调试；?大屏幕背光 LCD 显示测量值；?通过菜单操作实现编程输入、功能测试和标定；?可擦洗薄膜键；?用户文本帮助。4)4)输入和输出 输入和输出?三个二进位输入、取样泵开关、触发自动标定、几个设备同步；?八个继电器输出可任意配置，包括：故障、维护请求、维护切换上下限、限制、量程识别和外部电磁阀；?八个附加继电器输出(可选)；?八个附加二进制输出(可选)；?四个电器隔离模拟量输出。5)5)通讯 通讯?RS485 为基本配置。6)6)选项 选项?RS232 转换器；?TCP/IP Ethernet 转换器；?通过 PROFIBUS-DP/PA 接口接入网络；?SIPROM GA 软件作为服务和维护工具。213.2.5.4 主要技术参数 3.2.5.4 主要技术参数 1)最大分析量程 0 mg/m3-10000ppm 2)最小分析量程 0 mg/m3-400mg/m3 3)零点漂移 2%满量程/24h 4)量程漂移 2%满量程/24h 5)模拟量输出 4mA-20mA 6)数字量输出 无源干接点 7)检出下限 浓度校准后 10mg/m3 8)响应时间 SO2、NOX3min 10)线性度 在最大分析量程范围内满刻度值的 1%。在最小分析量程范围内满刻度值的 2%。3.3 烟气排放参数监测子系统 3.3 烟气排放参数监测子系统 烟气排放参数监测子系统包括烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气湿度和烟气含氧量等辅助参数的实时连续监测。3.3.1 烟气流速连续监测 3.3.1 烟气流速连续监测 系统根据各电厂要求，配置不同生产厂家的仪器，烟气流量的监测我们常用的仪器为南京国电环保科技有限公司开发研制的 SP2000-PTG 型皮托管流量计或美国公司的 454FT-HT 热扩散式流量计，以下介绍各型号的流量计。3.3.1.1 SP2000-PTG 型流量计 3.3.1.1 SP2000-PTG 型流量计?工作原理 SP2000-PTG 型流量计是一种利用压力传感器、皮托管等测出烟气的动压和静压，动压与被测烟气流速呈一定的比例关系，从而可定量烟气流速；仪器由皮托管、压力变送器和 PLC 组成。22?技术参数 1)过程连接：DN80 法兰 2)插入深度：0.5mm-2000mm 3)传感元件材质：316L 不锈钢或哈氏合金 C-276 4)控制电路环境温度配置：-18-60 5)传感元件标准温度配置：-40-60 6)操作压力：0-17bar 7)流量范围：0-40m/s 8)信号输出：4-20mA 9)测量精度：1%满量程 10)温度精度：2F 11)重复性：1%读数 12)输入电源：+24V 3.3.1.2 美国 KURZ 公司生产的 454FT-HT 型流量计 3.3.1.2 美国 KURZ 公司生产的 454FT-HT 型流量计?工作原理 流量计的测量探头有两个传感器；一个是速度传感器（p），一个是温度传感器（Rtc）两个传感器都是基准铂电阻温度检测器铂电阻固定在坚固，密封的不锈钢套管中 工作中温度传感器（2）测量被测介质的温度作为参比温度，而速度传感器被加热到温度（p），被测介质的质量流量与为保持桥路平衡而加的反馈电路上的电压或电流之间具有一定的函数关系即可以通过加热功率变化来测量气体的质量流量 加热功率，温差（Rp-Rtc）,质量流量m 之间的关系如下；P/=k1+k2F(Qm)k3 其中 k1,k2,k3 是气体物性等有关的常数。?技术参数 流速范围：90m/s 工作温度：MT：-40-+200 HHT：-40-+500 23工作压力：.0Mpa(150 PSIG)传感器材质：哈式合金探头材料可选氮化钛表面喷镀（最高达到 350）传感器探杆材质：316L 不锈钢或哈式合金 精度：读数.1m/s 重现性：.速度传感器：S 温度传感器：分离型温度传感器：S 适合于：2.5以上管道电器连接盒 温度范围：(40)60；不凝结供电电源：4065；无显示面板，输出：mA（max）用于速度20mA,FDT 温度传感器现场配线：（452，452p）1 对双绞屏蔽线（452，452）对双绞屏蔽线线规 18GA 型（回路电阻 40hm-max）安全认可：阻燃:Class I,Div.2,GPS.A,B,C,D,T5;CSA 防 爆：Class I,Div.1,GPS.B,C,D,T1;FM Class I,Div.1,GPS.A,B,C,D,T3;CSA 电磁干扰（）认可：抗辐射符合轻工业(EN50081-1)抗扰动符合重工业(EN50082-1)抗电压脉动符合（EN61000-4-5）。3.3.2 烟气压力连续监测 3.3.2.1 工作原理 3.3.2 烟气压力连续监测 3.3.2.1 工作原理 系统采用 3051 AP/G 型压力变送器连续监测压力，变送器的工作原理可用图 10 所示的方块图来说明，将流程压力通过隔离膜片和灌充液传递到室中心的传感膜片上，基准压力以同样的方式传递到传感膜片的另一测，通过传感膜片的位移与两者压力之差成正比的关系计算出压力值。传感元件中的传感膜片和两电容极板间的电容差被电子部件转换成 4-20mADC 的二线制输出的电信号。其表达式为：P=K1(C1-C2)/(C1+C2)（5）24式中：P 被测压力；K1常数；C1高压侧极板和感压膜片之间的电容；C2高压侧极板和感压膜片之间的电容。图图 10 放大电路方块图放大电路方块图 3.3.2.2 技术指标 3.3.2.2 技术指标 1)输出：4-20mA DC 2)工作电源：12V-45VDC 3)输出指示精度：2%(满量程)3.3.3 烟气湿度连续监测 3.3.3.1 烟气含氧量(湿氧)连续监测计算湿度 3.3.3 烟气湿度连续监测 3.3.3.1 烟气含氧量(湿氧)连续监测计算湿度 SPEP-2000 烟气排放连续监测系统选用氧化锆氧分析仪连续监测烟气含氧量(湿氧)，氧化锆氧分析仪由探头、变送器组成。253.3.3.1.1 氧化锆氧分析仪工作原理 3.3.3.1.1 氧化锆氧分析仪工作原理 氧化锆氧分析仪的工作原理是基于电化学原理，是利用氧化锆浓差电池来测定氧含量的电化学分析仪器，分析仪的结构原理图如图 11 所示。图 11 氧化锆氧分析仪结构原理图 图 11 氧化锆氧分析仪结构原理图 在高温下，氧化锆元件是良好的氧离子导体，当氧化锆元件两电极边的氧含量不等时，便形成一个氧浓差电池，产生电池电动势，电池电动势与氧浓度关系符合能斯特方程：（6）式中：T 绝对温度(K)；P0 参比气体的氧浓度 P0=20.6%O2；Px 被测气体的氧浓度；E 氧浓差电势。由上式可知，当温度 T 为常数(本仪器恒温控制 T=750)，选用已知浓度的参比气体(本仪器选用空气 P0=21%O2)时，则测得氧浓差电势 E，即可计算出被测气体的氧浓度Px。PxPFRTE0ln4=263.3.3.1.2 SPEP-2000M 型氧化锆 3.3.3.1.2 SPEP-2000M 型氧化锆 该氧化锆探头安装在分析小间系统控制柜上，采用气体流通池加热保温到 150，测氧传感器加热到 700的氧化锆原理测量烟气中的湿氧含量。利用测量出的湿氧与干氧（U23 分析仪器电化学法测量出的干氧）从而计算出烟气的绝对湿度（含水量），计算公式如下：湿度（体积百分比%）=（干氧 湿氧）/干氧 *100%3.3.3.1.3 SPEP-2000M 型氧化锆（湿度测量）系统特点：3.3.3.1.3 SPEP-2000M 型氧化锆（湿度测量）系统特点：1)整个氧化锆的流通池加热到 140，可有效防止烟气中的水滴接触氧化锆传感器，从而损坏氧化锆传感器，延长了氧传感器的使用寿命。2)由于本氧气分析仪体积小，可方便的安装在特殊的位置，特别适用于抽取式的在线监测系统中，可在经除尘的加热取样探头出口位置或在分析小间内进入除湿系统之前水分没有冷凝的位置。与直接安装在烟道上的氧化锆分析仪比较，由于经过取样探头的除尘与加热，有效的避免了烟尘与水气结合形成的灰垢对测量传感器影响，减少的现场的维护工作量。3)安装位置选择在除湿系统之前的仪表间内，可方便维护，同时由于氧分析仪的安装位置与 U23 测量干氧的位置很近，因而可以近似的认为氧测量同时响应，避免了安装在现场烟道上的响应时间差，从而导致湿度计算时而正值、时而负值的问题。4)设备安装方便，维护间隔周期长、工作量小。5)使用寿命长，维修或更换成本低。6)具体参数如下：CharacteristicsCharacteristics Min.Typ.Max.Min.Typ.Max.UnitUnit Output inactive start up delay(heater warm up)30 s Initial warm up time(till stable output)5 10 min Measuring ranges(oxygen partial pressure)(TBC)1 1000 mbar 27Accuracy(TBC)2%FS Repeatability(TBC)1%FS 0-10 VDC Output Resolution 0.01 V 4-20mA Output Resolution 0.01 mA RS232 Output Resolution 0.01%Reaction time(zero output filtering in normal air)1 s 3.3.3.1.4 技术参数 3.3.3.1.4 技术参数 1)测量范围 0-25Vol%O2 2)测量精度 1.0%(满刻度)3)工作温度 7505 4)响应时间 3 秒(达到 90%指标)5)输出方式 0-10mA，4-2