淺論煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）的集成
加入技術交流群
一般企業(yè)都無法避免有污染排放點，少則幾個、多則幾十個，金屬粉塵和SO2是氣型污染物的主要污染因子，這些污染源排放的大量粉塵和SO2煙氣，不僅加劇了企業(yè)各種設施的腐蝕，而且對周邊環(huán)境也造成了極大的危害。
煙氣排放在線監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）成功與否的關鍵在于檢測儀表的選型設計與儀表系統(tǒng)的集成，因過程分析面對的困難與問題很多：高溫、高粉塵、高水份、負壓及腐蝕性等惡劣氣體條件；應保證必要的檢測準確度；應有較快的反應速度；應易安裝、易標定；防塵、防濺、防腐等防護要求；應有較高的自動化程度，較少的維護工作量。因此應分析被測對象特征，再研究設計與生產(chǎn)工藝條件相匹配、相適應的分析檢測儀表并予以集成解決。
一、氣體成分分析
過去主要采用傳統(tǒng)的分析方法如化學分析法、氣相色譜法，其缺點是：必須對煙氣進行人工取樣，在實驗室進行分析，其中操作者的操作技能對分析的精度有很大影響；而且傳統(tǒng)方法只能單一成份地逐個進行檢測分析，不具備多重輸入和信號處理功能；分析費時，響應速度慢，效率低，難以實時地分析工況。
工業(yè)過程中產(chǎn)生的氣體成分通常采用兩種采樣方式進行自動測量：
一種是在線方式——采用最新光學技術，在不影響被測氣體本身狀態(tài)時于煙道上進行實時的直接測量。其原理是氣流通過測量孔同時吸收儀器發(fā)出的光使光強衰減，測出衰減程度即確定了SO2含量。該法具有以下特點：利用SO2對一定波長紫外光的強吸收特性消除其它成份影響；可測范圍大，可達0～6000 mg/Nm3。但采用此類檢測方式的儀表價格很高，如德國SICK公司的MW31型（0-6000 mg/Nm3）約30萬元；雖帶有三重反射鏡的測量管內置凈化空氣導流裝置，但可能仍難確保光學界面無塵，增加了維護量。
另一種是抽取方式——即將氣體從煙道中抽取出來進行預處理后、再分析確定其含量。在線檢測方法主要有熱導式、紅外線式和紫外線三種。不同測量方法與系統(tǒng)集成方式其適應性、性能價格比均不同。
熱導式是基于混合氣體中不同氣體組份的導熱系數(shù)（轉變?yōu)闊峤z電阻值的變化）不同的原理，許多企業(yè)應用情況欠佳——冒正壓時維護量較大，負壓大時難以抽取樣氣；雖一次購置成本低但長期運行難維護、維修成本較高。此法不能用于檢測低濃度（≤0.5%）SO2的場合。
紫外線式是基于被測氣體組份分子對紫外光選擇性的輻射吸收原理，最大特點是采用長壽命空心陰極燈做光源，穩(wěn)定性較高；適宜在線測量低濃度SO2煙氣，但在同等性能、功能情況下儀表價格較高。
紅外線式則基于非分光紅外吸收測量法的原理，分層四氣室的獨特設計具有理想的抗干擾能力；其測量范圍寬，從0～100ppm至0～100%SO2，適應用于低濃度SO2波動范圍較大的場合；其性能指標優(yōu)越，重復性好，零點與量程漂移小于±1%F.S/7d。若設計匹配、有效的預處理裝置(粉塵過濾、除水、除酸、壓力流量調節(jié)、抽氣泵、冷凝器)和電控單元等，則可實現(xiàn)在線檢測的高穩(wěn)定性、高準確性運行，尤其是ABB公司（德國Hartman Braun）Uras14 NDIR紅外分析儀在國內有著良好的應用業(yè)績。
二、 粉塵濃度測量
目前國外主要采用光透射原理——當可控光源穿過帶有微小顆粒的氣體時，一個高靈敏的傳感器可檢測出被微小顆粒吸收的光能，并將其與參比光進行比較從而確定透射值或濁度值，再進一步得出粉塵濃度值。如法國OLDHAM公司的6000系列煙氣分析儀采用直接測量方式，利用傳統(tǒng)的紅外吸收原理及最新的窄帶干涉濾光片技術、集氣體成分測量與粉塵測量于一體，簡化了測量和處理過程。
此類儀表具有以下特點：以光學技術為基礎，自動完成測量、控制、線性測試以及污染物檢測功能，反應速度快、無采樣處理過程；帶有反吹裝置，防止光學鏡頭面不受污染；具備快速切斷閥可在吹掃裝置失效后自動保護儀器；安裝簡便，發(fā)射與檢測單元可通過法蘭安裝在煙管兩側；多種信號輸出（0/2/4-20mA模擬輸出、數(shù)字輸出、RS232與RS485通訊接口）和顯示，可滿足各類測量、控制與系統(tǒng)集成要求。
三、 煙氣流量檢測裝置
國內外目前流量檢測方法與裝置很多，但要解決好粉塵堵塞與可能存在的腐蝕以及降溫后的冷凝等問題，解決大管徑、低流速、寬量程比、低靜壓等問題，要達到預期的準確性與可靠性，須慎重選型設計。
熱導式流量計特點：美國INTEK公司、KURZ公司的產(chǎn)品進入中國市場多年，檢測SO2煙氣流量也有多年成功經(jīng)驗，其性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)準確可靠；維護與運行成本低，管徑增大購置成本增加不多；采用插入式安裝結構，拆裝檢修方便；信號直接由非電量變換成電量，便于信號處理；在小流量、介質的雷諾數(shù)很低的情況下有較好的測量進度。該類流量計近年來在國內外有較好的信譽和市場，但不太適宜于污染物（有粘性的）多、介質的溫度變化劇烈的流體流量測量。
評論