SMC-9021 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、壓力變送器、溫度變送器、流速測(cè)定儀、及數(shù)據(jù)處理單元（DAS）組成。見(jiàn)圖 1： 

9021儀表

目前有CEMS的氣體污染物分析部分共有三種形式符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：直接抽取法，稀釋取樣法和現(xiàn)場(chǎng)安裝型。西克麥哈克（北京）公司可以提供直接抽取法和現(xiàn)場(chǎng)安裝型的系統(tǒng)。直接抽取法的優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)方便，校準(zhǔn)簡(jiǎn)單，測(cè)量準(zhǔn)確。根據(jù)用戶情況可以提供各種配置，滿足用戶需要。 

此次，我司參與投標(biāo)的SMC-9021 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于直接抽取式分析系統(tǒng)。針對(duì)貴司項(xiàng)目的檢測(cè)項(xiàng)目和工況特點(diǎn)，我司對(duì)SMC-9021 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體配置如下： 

以下就針對(duì)氣體組份分析單元的工作原理、性能特點(diǎn)分別進(jìn)行闡述： 

S710 多組分分析單元 

S71O 多組份分析單元簡(jiǎn)述 

由取樣探頭抽出的樣氣通過(guò)加熱輸氣管線到達(dá)氣體分析系統(tǒng)。輸氣管線是自熱式的，利用加熱材料的居里點(diǎn)進(jìn)行控溫，當(dāng)溫度低于居里點(diǎn)時(shí)，它是導(dǎo)體，通過(guò)電流加熱。溫度超過(guò)居里點(diǎn)時(shí)，它轉(zhuǎn)為絕緣體，不加熱。居里點(diǎn)就是其恒定溫度。用該方法控溫的是可靠性高。我們選擇的加熱溫度140℃。加熱管線的外套是用抗紫外線照射和耐高低溫的絕熱材料制成的。

系統(tǒng)的預(yù)處理包括壓縮機(jī)制冷器， 采樣泵，取樣/校準(zhǔn)/反吹電磁閥組，蠕動(dòng)泵，細(xì)過(guò)濾器和流量控制器等。壓縮機(jī)制冷器降溫效果好，SMC9021 采用兩級(jí)制冷，級(jí)將溫度從 140℃降至室溫，隨后經(jīng)過(guò)泵輸入到第二級(jí)制冷器把溫度降到 4℃±0.1℃。整個(gè)過(guò)程的時(shí)間小于 5 秒鐘。因此，SOB2B可以認(rèn)為沒(méi)有損失。蠕動(dòng)泵將冷凝水排出，收集在儲(chǔ)液管中。 

由S710 中的PLC 對(duì)測(cè)量/校準(zhǔn)/反吹閥組進(jìn)行控制。校準(zhǔn)程序包括輸入零氣， 空氣，標(biāo)氣 1，標(biāo)氣 2 等程序。在校準(zhǔn)過(guò)程中 S710 將測(cè)量結(jié)果與原來(lái)的儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，修正偏差，重新開(kāi)始的測(cè)量就是修正過(guò)的數(shù)據(jù)。作為可選，S710 還能裝備內(nèi)標(biāo)氣室。流程圖中采用的是有內(nèi)標(biāo)氣室的S710，校準(zhǔn)過(guò)程只需要一瓶N2 氣。使用內(nèi)標(biāo)氣室可以節(jié)省標(biāo)氣的使用量，減少了使用成本，還能提高系統(tǒng)的可靠性。 

系統(tǒng)還配備了溫度報(bào)警，壓力報(bào)警和濕度報(bào)警，對(duì)高溫取樣的狀態(tài)，取樣過(guò)濾器的堵塞和冷凝情況進(jìn)行監(jiān)控，與取樣泵連鎖，保證系統(tǒng)取樣的準(zhǔn)確和儀器工作的可靠性。

儀器主要技術(shù)指標(biāo)： 

1.取樣過(guò)濾器溫度：180℃ 

2.輸氣管路加熱溫度：140℃ 

3.壓縮機(jī)制冷：兩級(jí)，控制溫度：4℃±0.1℃；停留時(shí)間小于 5 秒。 

4.蠕動(dòng)泵自動(dòng)排水量：10ml/min 

5.測(cè)量/校準(zhǔn)/反吹的編程控制。 

6.S710 模塊化多組份氣體分析器由 MULTOR 模塊，UNOR 模塊和 OXOR 模塊

組成。 

7.主要技術(shù)指標(biāo)（以環(huán)保煙氣在線監(jiān)測(cè)為例）： 

7.1測(cè)量組份：NOx,SO2,CO2,CO,O2（可選） 

7.2測(cè)量范圍： 

7.3重復(fù)性：±0.5%滿量程 

7.4零點(diǎn)飄移：±1%滿量程/周 

7.5跨度飄移：±1%滿量程/周 

7.6線性：±1%滿量程 

7.7響應(yīng)時(shí)間：T90% <25s 

7.8電源：220VAC±15%；50/60Hz 

7.9信號(hào)輸出：0/4—20mA 750 歐（0—10V） 數(shù)字輸出：RS232；RS422 

7.10設(shè)備狀態(tài)輸出：測(cè)量/故障/報(bào)警/校準(zhǔn)/反吹 

7.11輸入：測(cè)量/故障/報(bào)警/校準(zhǔn)/反吹 

7.12校準(zhǔn)：手動(dòng)/自動(dòng)/遙控（帶內(nèi)標(biāo)氣室） 

7.13校準(zhǔn)氣：N2；NOx；SO2；CO2；CO（除 N2 外，其余氣不常用） 

7.14校準(zhǔn)循環(huán)：約 20 分鐘 

7.15DAS 是 CEMS 的一部分。西克麥哈克（北京）能夠滿足環(huán)保部門對(duì) CEMS 的要求。 

CEMS 煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)視圖

系統(tǒng)性能特點(diǎn)

1.系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成能滿足在至少 90 天運(yùn)行而不需要非日常維修的要求。（非日常維修是指在 CEM 系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)手冊(cè)中常規(guī)部分沒(méi)有要求的任何維修活動(dòng)）。 

2.CEM 系統(tǒng)提供 90％以上的數(shù)據(jù)可利用率。CEM 數(shù)據(jù)可用率的計(jì)算是基于 CEM系統(tǒng)運(yùn)行并收集數(shù)據(jù)的時(shí)間，扣除 CEM 系統(tǒng)任何部件不能投運(yùn)的時(shí)間。 

3.CEM 系統(tǒng)中分析儀器具有自我診斷功能。這些診斷功能包括檢測(cè)源和探頭的失效、超出量程情況和沒(méi)有足夠的采樣流量的能力，并具有主要儀器部件故障警報(bào)功能。 

4.CEM 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)（DAS）具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、識(shí)別無(wú)效數(shù)據(jù)等功能。能夠控制 CEM 的日常運(yùn)行，包括：自動(dòng)校正循環(huán)，自動(dòng)反吹采樣系統(tǒng)過(guò)濾器和探頭，提供認(rèn)證測(cè)試和檢查所需資料，全部打印出測(cè)量的排放物成份及濃度數(shù)據(jù)（符合中華人民共和國(guó)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求）。CEM 系統(tǒng)可與企業(yè) DCS 系統(tǒng)連接并在控制室中進(jìn)行監(jiān)測(cè)。 

◆ 系統(tǒng)所采用的新技術(shù)和優(yōu)秀的組件選型

(1)的全系統(tǒng)樣氣濕度控制設(shè)計(jì)，確保分析儀主機(jī)不會(huì)由于樣氣脫水失效而造成不可修復(fù)的損害；

(2)主機(jī)樣氣水份補(bǔ)償計(jì)算，尤其適用于低量程的檢測(cè)；

(3)選用可靠的采樣探頭和恒溫伴熱采樣管線；

(4)選用長(zhǎng)壽命樣氣冷凝壓縮機(jī)（冷凝效率高效、穩(wěn)定），德國(guó) AGT  公司產(chǎn)品；

(5)選用通過(guò)國(guó)家環(huán)保部認(rèn)證的進(jìn)口原裝煙塵儀；

(6)系統(tǒng)成套執(zhí)行德國(guó)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)；

◆ 氣態(tài)污染物分析單元技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)以及核心部件簡(jiǎn)述 

對(duì)于排放點(diǎn)源的氣體組份在線監(jiān)測(cè)，特別是針對(duì) NOX 的連續(xù)在線分析，采用低溫除濕處理的直接抽取法是國(guó)內(nèi)普遍的方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng)、維護(hù)方便、校準(zhǔn)簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確。我們所提供的 S71O 多組份分析單元（SMC-9021） 就是采用這種分析方式，并可依據(jù)用戶應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的不同工況條件情況提供各種特 殊配置，滿足用戶需要。 

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況各有不同，煙氣濕度（露點(diǎn)）大、含塵量高、氣體背景復(fù)雜等條件的影響都應(yīng)成為 CEMS 整體設(shè)計(jì)（特別是采樣和預(yù)處理系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)）的主要考慮因素，其中對(duì) CEMS 正常運(yùn)行干擾的因素就是煙氣濕度的控制。 

◆ 特別說(shuō)明：針對(duì)高濕度煙氣預(yù)處理的設(shè)計(jì)思路和部件選型配置 

高濕度煙氣的溫度稍有降低就會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，S71O 多組份分析單元系統(tǒng)采用可靠的高溫取樣，高溫（140℃）輸氣（整個(gè)采樣和樣氣輸送的溫度都恒定在煙氣露點(diǎn)之上）和快速制冷脫水的方法，克服了高濕度煙氣對(duì) CEMS 運(yùn)行的沖擊，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。高溫取樣探頭包括進(jìn)入煙囪/煙道中的取樣管和在煙囪/煙道外的取樣過(guò)濾器及其恒溫控制器。見(jiàn)采樣探頭示意圖。 

從煙囪/煙道中通過(guò)取樣探頭抽出的樣氣通過(guò)加熱輸氣管線到達(dá)氣體分析系 統(tǒng)。輸氣管線是自熱式的，利用加熱材料的居里點(diǎn)進(jìn)行控溫：當(dāng)溫度低于居里點(diǎn) 時(shí)，它是導(dǎo)體，通過(guò)電流加熱；溫度超過(guò)居里點(diǎn)時(shí)，它轉(zhuǎn)變?yōu)榻^緣體，不對(duì)管線 進(jìn)行加熱。加熱材料的居里點(diǎn)就是加熱管線的恒定溫度。用該方法控溫的是可靠性高。加熱管線的外套是采用抗紫外線照射和耐高低溫的絕熱材料制成， 有效保證加熱管線的溫度。 

整個(gè)采樣、樣氣輸送以及預(yù)處理系統(tǒng)中所有與煙氣和樣氣接觸的部分均采用耐腐蝕材料制造。采樣探頭及初濾單元采用高標(biāo)號(hào)不銹鋼、哈氏合金鋼和陶瓷材質(zhì)，采樣管線采用聚四氟乙烯塑料。 

◆特別說(shuō)明：S700 分析主機(jī)消除干擾所采取的措施 

雖然樣氣經(jīng)過(guò)冷凝除水，但進(jìn)入分析主機(jī)的樣氣還是殘留有少量水汽以及其它可能會(huì)對(duì)分析產(chǎn)生干擾的非檢測(cè)組份。 

為克服這種氣體背景的干擾，西克麥哈克提出了加裝濾波氣室和單獨(dú)檢測(cè)樣氣水分并進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算的概念，的解決了以上問(wèn)題。 

分析儀檢測(cè)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 

樣氣水分檢測(cè)及補(bǔ)償計(jì)算功能 

◆ 氣態(tài)污染物分析單元--其它功能特點(diǎn)及運(yùn)行流程概述 

系統(tǒng)還配備了溫度報(bào)警、壓力報(bào)警和濕度報(bào)警。對(duì)高溫取樣的狀態(tài)、取樣過(guò)濾器的堵塞和冷凝情況進(jìn)行監(jiān)控，與取樣泵連鎖，保證系統(tǒng)取樣的準(zhǔn)確和儀器工作的可靠性。 

CEM 系統(tǒng)由加熱的取樣探頭（對(duì)樣氣粗過(guò)濾）和自限熱（140℃）的伴熱取樣管線保證氣體在采樣和傳輸過(guò)程中保證煙氣的原來(lái)品質(zhì)，通過(guò)預(yù)處理迅速冷凝除濕并將冷凝液通過(guò)蠕動(dòng)泵排至儲(chǔ)液罐內(nèi)，除濕后的氣體經(jīng)再次細(xì)過(guò)濾除塵通過(guò)取樣泵送至德國(guó) SICK/MAIHAK 公司的 S700 系列微機(jī)化模塊式分析系統(tǒng)進(jìn)行分析。

其中 SO2、NOx 選用高精度、高選擇、高穩(wěn)定性的紅外分析儀進(jìn)行分析。O2 器選用采用壽命長(zhǎng)、精度高電流傳感器進(jìn)行分析。最后通過(guò)數(shù)據(jù)處理（工控機(jī)）進(jìn)行取樣、反吹、效驗(yàn)等動(dòng)作執(zhí)行和強(qiáng)大的總量計(jì)算形成報(bào)表滿足環(huán)保的測(cè)試要求。提供雙路隔離的（4—20mA）測(cè)量信號(hào)輸出和量程轉(zhuǎn)換、標(biāo)定 、故障等狀態(tài)信號(hào)等多組繼電器開(kāi)關(guān)量輸出。滿足向 DCS 提供信號(hào)。完成整個(gè)測(cè)量和信號(hào)傳輸設(shè)置參與脫硫設(shè)備控制的要求。 

儀表空氣或壓縮空氣的要求：要求的壓力 = 3 ... 4 bar；空氣消耗 = 2N m3/h ；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)： DIN ISO 8573-1 , 如果被固體污染： 3-5 級(jí) (小于 40µm)； 使用的壓縮空氣的露點(diǎn) 要求> 3°C, 對(duì)應(yīng)于 4 級(jí) 含油量 1mg/m3, 對(duì)應(yīng)于 3 級(jí)。 

優(yōu)點(diǎn)： 

■ 緊湊的設(shè)計(jì) 

■ 模塊化 

■ 對(duì)于過(guò)程控制要求響應(yīng)時(shí)間短 

■ 可用至 1400℃，根據(jù)需要可更高 

■ 不用測(cè)量氣體泵 

■ 不用參比氣體 

■ 所有的氣體導(dǎo)向部件都是加熱的；沒(méi)有冷凝 

■ 自動(dòng)檢查。用“注入空氣”的校準(zhǔn)功能作標(biāo)準(zhǔn)配置；不需要專用的測(cè)試氣體。 

■ 不需要溫度控制。 

■ 測(cè)量精度高 

電源要求: 

(1) 額定電壓：220V 

(2) 允許偏差：-15%～+10% 

(3) 諧波含量：〈5% 

(4) 額定頻率：50HZ 

(5) 接地：系統(tǒng)各設(shè)備的接地，按設(shè)備安裝說(shuō)明書進(jìn)行 

(6) 電氣保護(hù)：CEMS 系統(tǒng)具備電壓、電流、斷電等保護(hù)措施