1 烟气在线监测系统监测参数成分组成

     烟气在线监测系统（continuous emission monitoring system, CEMS）是由颗粒物监测子系统、气态污染物监测子系统、烟气排放参数监测子系统、数据处理与传输子系统四部分组成。

    其中颗粒物监测子系统主要是对排放烟气中的烟尘浓度进行测量。气态污染物监测子系统主要对排放烟气中NOX、SO2、CO、CO2等气态形式存在的污染物进行监测，目前我国火力发电厂主要对烟气中的NOX、SO2、CO气态形式存在的污染物进行检测、调节。烟气排放参数子系统主要对排放烟气的温度、压力、流速等参数进行监测。数据处理与传输子系统主要完成测量数据的采集、存储、统计功能，并按照环保相关标准要求的格式将数据传输到环境监管部门。

2 CEMS分析仪表测量原理

   下面主要针对火电厂重点监测、调节的环保参数涉及的系统进行介绍，即颗粒物监测子系统及气态污染物监测子系统。

   气态污染物监测方式主要有两种，即直接测量法和抽取测量法，其中抽取采样法又分为直接抽取法和稀释抽取法。下面简单介绍三种方法测量原理：

• 1）直接测量仪表主要由发射装置和接收装置两部分组成，分别安装在所测烟道统一截面位置，其原理是由发射装置对准烟道另一侧接收装置发出一束红外或紫外线，由于气态污染物的浓度与吸收光线的强度有一定的函数关系，因此通过光的强度可以间接反映出所测气态污染物浓度。

• 2）直接抽取法主要由带有加热器的取样探头、具有伴热功能的烟气取样管路、烟气预处理系统装置、样气分析仪、数据采集处理系统及远程监测子系统组成。烟气通过烟道内取样管进入加热取样探头，再经过滤网过滤掉其中粉尘后进入具有伴热功能的取样管路内，送到预处理系统进行加热处理避免烟气中带水影响分析仪测量。

• 3）稀释抽取法采样系统是由稀释探头、稀释探头控制器、空气发生器、分析仪器、数据采集处理系统及远程监控子系统等组成。其测量原理采用一定量的经过处理的干燥空气稀释烟气，经稀释器稀释的烟气中水分含量极度降低，因此无需伴热样气管线传送，可直接送分析仪器进行气态污染物浓度分析。

3 烟气低量程仪表监测问题分析

    经过一次净烟气环保测点移位改造，目前神福鸿电净烟气仪表出口CEMS采样点移位于烟囱109m平台，测量方法为抽取式原理。测量SO2、NOX、颗粒物三项污染因子、流速和氧量、温度、压力配套参数。

    净烟气CEMS仪表其中SO2量程为0～75mg/m3并具备0～750mg/m3测量功能；NO量程为0～75mg/m3并具备0～750mg/m3测量功能；氧量量程为0～21%， 其中最小量程为0～5mg/m3，最大量程为0～200mg/m3。双量程改造前脱硫出口CEMS分析仪SO2、NOX量程选用的是0～75mg/m3，可以满足正常运行时的测量需求。但是在脱硫脱硝系统尚未投入或者退出情况时，烟气中的SO2、NOX含量非常高，超过75mg/m3，无法正确反映环保数据排放情况。

4 CEMS仪表高低量程切换改造

   环保分析仪表更换为双量程仪表，仪表自身根据采集气态污染物实时数据进行模拟量比较判断输出一个开关量来作为双量程中的高低量程切换信号。信号通过隔离继电器分为三路分别送到脱硫DCS、环保局、中调控制系统。系统根据接收仪表输出的切换信号来控制高低量程数值转换输出。

4.1 双量程切换方案设计思路

首先将CEMS分析仪表本身双量程切换信号（SO2量程切换信号、NOX量程切换信号）引出通过中间继电器分为两路，一路送至就地PLC上位机，一路送至脱硫DCS。在脱硫DCS相应控制柜中再增加一中间继电器分为两路，一路送至脱硫DCS系统开关量输入卡件，另一路送至中调控制柜。

4.2 双量程切换方案实施

   CEMS小间PLC控制柜内增加卡件DX561，将DX561第一通道定义为SO2量程切换信号，DX561第二通道定义为NOX量程切换信号。CEMS仪表柜内部控制回路增加2个继电器：1个为SO2高低切换，1个为NOX高低切换。前后两个切换信号分别从仪表本身控制系统开关量卡件D05、D06通道输出送至中间继电器。

5、测定系统

   用气体采样探头采集到待检测的样品气体，通过气体探头内的初级过滤器，先除去比较大的灰尘。此时如果过滤器上附有水分，过滤器马上会被堵塞，同时使SO2气体溶解损失, 为此预先将进入的待测气体加热到约180℃以避免。另外，在测定所含SO2 , NOx气体成分时为了使采样探头到主机箱间的特氟龙管内不出现水份, 也必须进行加热，然后把待测气体导入到主机箱。

     从气体入口进入主机的样品气体通过电动球阀用 ＂排液分离器＂ 冷却到机箱内部的温度，从而使气体中的水份分离出来, 再经过 ＂前冷却器＂除湿, ＂排液分离＂中产生的水份流入 ＂1＃排液器＂ , 溢水排出。样品气体在经过 ＂过滤器＂后，进入＂冷却器１级制冷＂，被冷却到４℃，又分离出水份，产生的水份经＂蠕动泵＂流入＂1＃排液器＂ , 溢水排出。样品气经过＂冷却器１级制冷＂后被＂抽气泵＂吸取。该泵的吸取能力，为６L/min 左右，这时＂样品气体＂的收集量被其后的气阻分流调整约１.５L/min流量进入＂冷却器2级制冷＂被冷却到４℃，又分离出水份，产生的水份直接流入＂2＃排液器＂ , 溢水排出。这样经过两级冷却，气体中所含水份浓度保持在４℃饱和状态。可以通过＂流量计＂调整样品气体约以0.7L/min的流量进入分析仪，后气体经分析后排到机箱外部。

CEMS系统特点:

1、系统设计结构简单可靠、维护方便；

2、系统满足最新环保标准HJ T76/HJ T75规范要求；

3、系统模块化结构设计，配置灵活，性能稳定；

4、系统关键部件采用进口品牌、测量精度高、维护周期长；

5、系统设计智能化程度高、具有远程操作控制功能；

6、系统全程冷干法取样分析、具有全程校准功能；

7、系统多个分析结构模块、可根据不同的用户需求而灵活选配；

8、系统数据采集精度高，满足环保数据上传要求。