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Model 200 稀释法 CEMS顾客维护手册赛默飞世尔科技（中华人民共和国）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、校准流程162、零点校准163、量程校准16四、寻常维护检查17第三章常用故障及解决办法18第四章推荐耗材及备件19前言本文涉及了对我公司所提供 Model 200 型烟气持续排放监测系统（CEMS，Continuous Emissions Monitoring System）原理、操作进行概括性简介，并未对所有设备所有操作进行全面详述，每种设备 详细操作请详细阅读设备阐明书。如果本文中论述与详细设备阐明书有矛盾之处，请以设备阐明书 为准。第一章系统简介一、烟气持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实时持续监测；（2） 为脱硫、脱硝系统实现系统控制提供有关参数；（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，依照控制规定配备。（3） 垃圾焚烧炉：除普通烟气监测项目外，还也许涉及 HF、HCl、NH3、CO、CO2 等。3、系统构成（1） 稀释探头：用于样气采样，含探头和探头控制器；（2） 预解决系统：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 系统构成某些4、系统框图图 1-2 CEMS 系统构成框图二、SO2 和 NOx 监测1、简介我司 CEMS 采用稀释法，是一种独特现场样品预解决气体采集方式。在采样探头顶部，通过一种 音速小孔进行采样，并用干燥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解决， 由于样品气通过稀释后，有效地减少了样品露点温度，使之低于安装地环境最低温度，从而避免了样 品气在环境温度下产生结露现象；另一方面，样品气虽然通过稀释，但仍为带湿气体，测量过程是典型 湿法测量。稀释探头采样流量普通为 50ml/min，而非稀释探头采样流量普通不不大于 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，因而无需增长购买除湿设备成本及其维护费用，除湿设备损 坏会导致湿度增长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播管线并可避免许多与其她采样技术随着而来麻烦。稀释法是美国 EPA 优选带湿测量办法，不但避免了除湿过程中产生 SO2 和 NOX 损失，并且彻底 消除了直接采样法经常发生由于水份没有从样品中彻底消除而带来腐蚀影响。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湿度计。具备如下长处：l精确湿法测量美国 EPA 优选办法l稀释系统大大提高了系统可靠率，减少了系统运营和维护成本，只有直接采样系统 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减少到露点如下，采样管无需加热或保温l彻底避免由于结露而对仪器产生也许损坏l稀释技术解决了烟气含尘量高而引有堵塞问题l烟气采样流量只是直接采样系统 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全系统动态校准l采用系统校准，保证系统精确性，最大限度保证昨天精度l全汉化中文数据解决和报表生成l样品气传播快，维护工作量小，消耗品用量少l国家环保部认证【质（认）字 No. -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畴内变化。将经稀释样品（Q1+Q2）经采样管线送至烟 气检测仪。采样系统稀释比必要满足两个原则：第一：使用监测仪测量范畴应与实际抽取样品预测浓度（稀释后）一致。例：预测烟气中 SO2 最大浓度为 560ppm，SO2 监测仪测量范畴为 0-10ppm，因而稀释比为 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。应获得如下系统参数：a. 最低环境温度；b. 实际烟气水蒸气百分数含量最大值。 按下表找出最低温度，并读出相应烟气实际水蒸气百分含量。表 1-1 温度和水蒸气压力相应表温度（）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-35-30-25-20-15-10-9-8-7-6-5-4-3-2-10.170.280.470.771.241.952.132.322.532.763.013.283.473.884.220.0220.0370.0620.1010.1630.2560.2800.3050.3330.3630.3960.4310.4560.5100.5550123456789102025304.584.925.295.686.106.547.017.548.048.619.2017.5323.7631.820.6020.6470.6960.7470.8020.8600.9220.9921.0571.1321.2102.3053.1244.185例：给出如下参数：a. 最低环境温度为 5；b. 实际烟气水蒸气最大百分含量为 24%。51bar 时，水蒸气百分含量为 0.396（假设稀释管线压力）。计算出最小稀释比为 24/0.396=61:1。应 选取原则 1 和 2 得到最大稀释比以满足分析仪。各种临界小孔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相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稀释比，赛默飞世尔公司探头设计采用独特音速小孔设计。当系统可以满足设定 最小真空度规定期，音速小孔两端压差将不不大于 0.46 倍，此时通过音速小孔气体流量将是恒定，温度，压力变化将不会影响稀释比。这就使得整个探头流量控制是靠气动来完毕，因而无需任何专用电源 和电路，具备体积小、安装简朴、维护以便特点。稀释系统保证是稀释比恒定，而并非给出一种确 认稀释比例。通过稀释比例恒定，保证系统精确性。对临界小孔（音速小孔）解释：理论上，小孔压缩长度比其直径小，临界小孔下游绝对压力与上 游绝对压力之比不大于或等于 0.53 时会产生临界流速，通过小孔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。稀释气由分析小间内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，通过滤芯，再通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，通过滤芯，再通过限流小孔后与稀 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。对系统所有部件涉及探头过滤器、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只对分析仪器进行 某些校准具备本质区别，是美国 EPA 唯一承认校准方式。系统校准可由手工完毕或由数据解决器自动设定完毕，也可以通过网络由远程控制实现。图 1-3 稀释探头示意图2.3 采样管线由于稀释样品露点低而无需跟踪加热，因此连结采样探头和分析仪器采样管线是无需加热型。 采样管线由三根聚四氟乙烯管构成，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误差。 稀释采样法在样品采集和传播过程中，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营维护成本，并且减少了故障隐患。 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 和浓度过高空气本底中 SO2 和 NOX 仪表空气，它应当是干燥，露点为-30到-40， 压力 620 68 kPa。赛默飞世尔公司采用专门 空气净化装置，较好地满足了以上规定（公司提供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当前市场上普遍采用脉冲紫外荧光法 SO2 分析仪创造者，其市场占有率超过 70%；也是化学发光法 NOx 分析仪创造者，其市场占有率超过 60%。分析系统采用模块化组合方式， 可以依照顾客实际监测规定，灵活地配备系统构成，各项参数独立监测，保证每一台仪器都在最优化 条件下工作，与多参数分析仪器相比，具备成果更精确、维护更便捷特点。赛默飞世尔公司其她气体 分析仪器也拥有世界上最大市场占有率，广泛地受到顾客好评。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 1-6）。用波长 190230nm 紫外光照射样品，则 SO2 吸取紫外光被激发至激发态，即：SO2hv1SO2*激发态 SO2*不稳定，瞬间返回基态，发射出波峰为 330nm 荧光，即：SO2*SO2hv2发射荧光强度和 SO2 浓度成正比，用光电倍增管及电子测量系统测量荧光强度，即可得知 SO2 浓度图 1-6 43i SO2 气体分析仪原理图（2） 技术指标预设定量程： 0-0.05，0.1，0.2，0.5，1，2，5 和 10 ppm0-0.2，0.5，1，2，5，10，20 和 25 mg/m3扩展量程： 0-0.05，1，2，5，10，20，50 和 100 ppm0-2，5，10，20，50，100，200 和 250 mg/m3客户量程： 0-0.0510 ppm0-0.2250 mg/m3零点噪声： 1.0 ppb RMS (10s 平均时间)，0.5 ppb RMS (60s 平均时间)，0.25 ppb RMS (300s 平均时间) 最低检测限： 2.0 ppb (10s 平均时间)，1.0 ppb (60s 平均时间)，0.5 ppb (300s 平均时间) 零点漂移(24h)： 不大于 1 ppb量程漂移(24h)： 0.5%反映时间： 80 秒 (10 s 平均时间)，110 秒 (60 s 平均时间)，320 秒 (300 s 平均时间) 精度： 读数 1%或 1 ppb (以大为准)线性： 量程1%( 100ppm)流量规定： 0.5 L/min. (原则)，1 L/min. (可选)干扰： 不大于最低检测限除了在如下状况下：(EPA 原则) NO 3 ppb，M-Xylene 2 ppb，H2O SO2 Bkg。 使用 和上增长或减小拟获得背景值。 按 保存新背景。按 返回校准系数菜单或 返回运营屏幕。图 2-4 SO2 背景修正操作菜单SO2 跨度系数（SO2 COEF）SO2 跨度系数普通在校准时由仪器解决器进行计算。跨度系数用于修正 SO2 读数。SO2 跨度系数值一 般接近 1.000。SO2 跨度系数屏幕容许在提取已知浓度跨度气体样本时对 SO2 跨度系数进行手动调节。注意：如果测 得浓度不是有效跨度值（高于或低于选定量程或 0），浓度值就会显示为 ERROR。屏幕显示当前 SO2 浓度读数。屏幕下一行显示存储在存储器 SO2 跨度系数，用于修正 SO2 浓度。注意，如果跨度系数值发生变化，上一行当前 SO2 浓度读数也会发生变化。但是，只有按 时才会真正修改存储器存储 值。图 2-5 SO2 跨度系数操作菜单三、系统校准操作1、校准流程稀释法对整个系统流程校准。稀释气由分析小间内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，通过滤芯，再通过限流小孔后与稀释气混 合，送到分析仪进行分析，这样使整个系统都得到了检查。2、零点校准探头控制器按下零点校准按钮，调节流量为 2L/min 左右，使零气输入探头。等到仪器读数稳定后，如 果读数有一定误差，可以按前述环节，调节分析仪背景值，使读数为零。3、量程校准环节一：拟定校准气瓶、气瓶减压阀、管路、探头控制器已对的连接。 环节二：关闭减压阀出口阀，打开气瓶，打开气瓶减压阀出口阀，输出标气压力在 0.10.2MPa，使探头控制器上校准气浮子流量计大概在 2L/min。 环节三：分析仪读数稳定后，如果读数有一定误差，可以按前述环节，调节分析仪校准系数，使读数正确。四、寻常维护检查表 2-1 CEMS 推荐维护周期任务周月季度半年年检查硅胶批示剂X更换干燥剂X更换探头滤芯X检查采样管线密封性X检查压缩空气压力0.6MPaX检查稀释气压力0.2MPaX检查探头处加热温度（120-150）（脱硫CEMS）X检查室内空调温度（20-26）X清理限流小孔及文丘里管X更换采样探头处各密封圈X检查采样泵抽力X更换采用泵膜X更换SO2/NOX去除器X更换氨去除器（脱硝CEMS出口）X检查仪表读数与上传数据偏差（或校准）X系统零点跨点校准按本地环保维护规定第三章常用故障及解决办法表 3-1 常用故障及解决办法现象因素解决办法单台仪器零点或跨点校准误差较大单台分析仪器因素参照该仪器阐明书所有仪器零点或跨点均有校准误差，但误差大小不同1.仪器间温度太高或太低2.单台仪器有问题1.检查室温及空调2.参照该仪器阐明书所有仪器跨点校准均有相似比例 误差，但零点校准对的1.稀释空气压力太低2.限流小孔有漏气3.稀释空气管路堵塞1.检查控制器稀释压力表2.把探头取出检查小孔与否安装 适当 3.把探头上稀释空气管取下， 看有无气流4.征询 Thermo 公司所有仪器跨点校准数值偏低1.稀释空气压力太高2.限流小孔有某些被堵塞3.探头漏气1.检查稀释空气压力表2.清洗或更换小孔3.检查探头各处密封性无论零跨校准，分析仪读数都为 零1.稀释空气完全没有2.限流小孔完全被堵住3.探头漏气1.检查稀释空气压力或检查稀释 气管路与否破损 2.清洗或更换小孔3.检查探头各处密封性单台仪器零点和跨点值偏高量 相似1.单台分析仪器问题2.稀释空气不纯净1.参照该仪器阐明书2.更换 SO2/NOX 去除器3.征询 Thermo 工程师第四章推荐耗材及备件表 4-1 脱硫 CEMS 耗材备件清单序号名称建议数量42i1接口板12采样泵13臭氧清洁剂14检测器制冷器15流量传感器16压力传感器17臭氧发生器18臭氧变压器19臭氧流量开关11024V 开关电源111转化炉加热器112电扇113电源滤波器143i1接口板12采样泵13UV 灯14UV 灯座15镜组16流量传感器17压力传感器1824V 开关电源19电扇110电源滤波器1PRO1小孔集成12喷射器集成13加热器集成14单向阀15小孔16保险管47测温电阻18继电器29滤芯1210密封橡胶垫111O-型圈，喷射器嘴1系统1SO2/NOx 去除器1表 4-2 脱硝 CEMS 耗材备件清单序号名称建议数量42i/17i1接口板12采样泵（42i）13采样泵（17i）14臭氧清洁剂15检测器制冷器16流量传感器17压力传感器18臭氧发生器19臭氧变压器110臭氧流量开关11124V 开关电源112转化炉加热器113电扇114电源滤波器1PRO/EP10011小孔集成12喷射器集成13加热器集成14单向阀15小孔16保险管17测温电阻18继电器19氨转化炉110探头接口板111滤芯1212氨去除器313密封橡胶垫114O-型圈，喷射器嘴1系统1SO2/NOx 去除器1