1、系统介绍
    本技术文件适用于防爆现场烟气在线连续监测系统,符合现行中国或国际通用标准的优质产品，并满足有关计量法规、环境保护法规和标准、以及该行业提出的有关该系统在功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
2、系统的作用
目前主要应用于各种工业废气排放源的连续监测中，包括火力电厂，垃圾焚烧电厂，化工厂，造纸厂等行业，具有很强的适用性，能够在线测量 so2 浓度、no 浓度、颗粒物浓度、含氧量、温湿度、压力和流速等多项气体参数。
系统设计器件采用防爆型设计，同时配合专利的萃取式采样装置和萃取式直抽预处理系统，可以做到无冷凝处理，无水溶损失，无机械运动部件，脱水效率高，保证了仪表测量精度，特别适用于超低浓度的so2,nox气体监测。
二、系统设计
1、系统组成
防爆气态监测子系统（so2、no,o2），颗粒物监测子系统、流量参数监测子系统(温度，压力，流速)、湿度仪，防爆分析小屋数据采集处理组成。气态监测子系统主要用于监测气态so2、no,o2等气体的浓度和排放总量；颗粒物监测子系统主要用来监测烟尘的浓度和排放总量；流量参数监测子系统主要用来测量烟气流速、烟气温度、烟气压力、烟气湿度等，用于排放总量的积算和相关浓度的折算；数据采集处理由数据采集软件和计算机系统构成,实时采集各项参数,生成各浓度值对应的干基、湿基及折算浓度,生成日、月、年的累积排放量,完成丢失数据的补偿并将报表实时传输到主管部门。氧气监测子系统用于换算参数折算值，同时可以判断系统密封情况。
本技术方式基于伴热抽取式测量编制。系统分析仪表采用红外气体分析仪，预处理部分为国内集成。本系统可将所有监测信号以隔离的4～20madc信号输出，或是数字信号，可以根据可以要求定制。
对上述烟气监测系统，我司可以提供数据采集子系统（das）组成，通过das测定烟气中上述监测项目的实时数据，并能集中实现数据的采集、处理、存储和输出， 烟气监测需安装在一个带空调的仪器室内，仪器室属需方范围。
   系统按上述监测项目（含控制及数据采集系统）采用模块化集成设计。
系统中的分析仪器应具有自诊断功能，同时系统应具有主要部件故障报警功能，自诊断功能至少将包括测量元件/检测探头的失效、超出量程情况、以及没有足够的采样流量能力的情况。分析仪器应具有故障指示能力，这种功能将包括在仪器和与das系统的接口中。系统的各部件安装位置应为运行维护提供良好的条件。
2、防爆型烟气在线监测
2.1、结构示意图
2.2、适用规范和标准
    供方提供的设备满足但不限于下列标准，本投标书涉及的标准在本规范书出版时所列版本均为有效。
大气物排放标准（gb 13223）
gb/t16157  固定源排气中颗粒物测定与气态物采样方法
hj/t57 固定源排气中二氧化硫的测定
烟气排放连续监测技术规范（hj/t75－2007）
hj/t76－2007固定源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法
2.3、系统工作原理和特点
    烟气监测烟气气体分析系统经过多年经验，进行优化设计和合理配置。
ü  设计了三级过滤系统，并配置加热反吹式过滤探头，确保气体分析仪能够稳定工作，测量精确；
ü 对于烟气湿度，采用高温干燥过滤探头，保证探头高精度过滤性的同时利用高温干燥法和脉冲式振动反吹技术，可以自动的清理探头滤芯上的杂质；独特的快速拆卸设计使得维修方便，维护工作量很小。同时可以选配高温超声波探头，高效的防治堵塞。
ü  系统采用了超低排放系统中纳分管渗透膜过滤装置，避免了so2由于水汽的损失。
ü  系统中配置了很多传感器如湿度传感器，流速传感器，压力传感器实时监控运行情况，保证设备稳定、高校的工作。
ü  系统全干法流程，取样器、取样管，抽气泵、各类管接头等均采用316l防腐不锈钢、聚四氟乙烯材料或特殊防腐处理，提高了系统防腐性，保证了系统的使用寿命。
ü  数据采集系统高度集成在机柜中，操作界面更加合理，人性化，增加了采样，反吹等周期调节等。
ü  全部采样管道采用耐腐蚀的聚四氟乙烯管，精准控温，使工艺中产生的大量的so2等腐蚀性气体既能得到精确的检测，同时保护整个分析系统不受损害，延长分析系统的使用寿命；
ü  西门子u6防爆红外分析仪检测器精度高，稳定性能好。
ü  具有数据比较、处理、自动校对、量程范围设定、超限报警联锁功能。
ü  系统采用plc控制，智能化分析仪表，具有自动化程度高、维护工作量小、数据处理快速方便
ü  采样探头采用目前国际先进的内、外脉冲式振动反吹技术，独特的快速拆卸设计使得维修方便，维护工作量很小。
2.4、控制单元
    以plc为控制中枢，完成系统采样管道、取样探头过滤器的自动吹扫，完成系统自动标定、校对，及系统的流量低、分析值超限、故障等各种系统内部报警、联锁，并与das站连接。
    其功能主要包括：
l  自动控制烟气抽取，并自动为分析仪提供分析样气；
l  执行分析仪的零点和满量程校准；
l  自动反吹和冷凝排放；
l  显示 烟气监测
l  报警、计算、定义、扩展；
l  与 das 系统通讯；
l          多点测量时，控制气路切换、采样排序和采样周期。
plc 提供了 24 小时的记录接口系统，可以将加工过的数据传输给 das，其控制指令通系统状态（采样/校零/校跨/反吹）。
三、气态物监测子系统
本系统为机、电、仪一体化成套装置，按需方要求，安置在由需方提供的防尘分析小屋内。成套系统由取样部分、预处理部分、气体分析仪组成。
原理图：
a: 采样探头       b：采样防腐电磁阀（pvdf阀体）       c：第二级过滤器
d：除氨过滤器     e：内反吹电磁阀      f：外反吹电磁阀        g:不锈钢储气罐
h：干燥分子筛     i：干燥管pd50       j：加热器      k：电动调节针型阀
l：防爆采样泵         m：在线露点仪        n：三通电磁阀  o：第三级精密过滤器
p：报警不锈钢流量计    q：湿度报警传感器       r：五通阀      s：截止阀
t：干燥过滤器     u：手动排水球阀       v：减压过滤器
系统部件介绍：
u  取样装置
气体取样探头是带有止回阀的可加热取样探头，探头配有直插式过滤器和户外防护箱，配有有效的绝缘层，电子加热到120-200℃，带高/低温报警并显示，适用高粉尘，高湿度环境。可选各种探管和扩展件，过滤器，校准气接口，脉冲反吹系统，反吹控制单元。
a:采样探头       b：采样防腐电磁阀（pvdf阀体）       c：第二级过滤器
d：除氨过滤器     e：内反吹电磁阀      f：外反吹电磁阀        g:不锈钢储气罐
h：干燥分子筛     i：干燥管pd50       j：加热器      k：电动调节针型阀
l：防爆采样泵         m：在线露点仪        n：三通电磁阀  o：第三级精密过滤器
p：报警不锈钢流量计    q：湿度报警传感器       r：五通阀      s：截止阀
t：干燥过滤器     u：手动排水球阀       v：减压过滤器
系统部件介绍：
u  取样装置
气体取样探头是带有止回阀的可加热取样探头，探头配有直插式过滤器和户外防护箱，配有有效的绝缘层，电子加热到120-200℃，带高/低温报警并显示，适用高粉尘，高湿度环境。可选各种探管和扩展件，过滤器，校准气接口，脉冲反吹系统，反吹控制单元。
u  防爆采样泵
采样泵能保证样气有恒稳的流量，并能承受腐蚀性和冷凝成分，保证了气泵的使用寿命。膜片更换方便，波纹管由整块材料塑成，能泵动冷凝的样气，使用寿命常，噪音低。
u  电动调节针型阀
可以根据采样气流的变化（如采样探头滤芯，二级过滤芯长时间运行，使气流阻力增大时），plc会自动控制电动调节阀的开度，调节采样泵流量，使样气流量始终满足仪表要求。同时泵出口回流到干燥管前端，当干燥后的气体露点任很高时，加大针法开度，使样气再回流到干燥管前端，二次干燥，甚至多次干燥，确保露点达到仪表使用要求。
u  精密过滤器
精密过滤器能保证进入分析仪的气体达到无微粒，无湿成分，滤芯的更换无需任何工具，整个更换过程不过是几秒。滤芯采用陶瓷钢玉材质，过滤精度高，可以选择0.5-0.1µm. 材质选用pvdf。
u  三通电磁阀
用于采样和标定2种状态切换。
u  第三级精密过滤器
作为最后一级过滤，过滤精度可达0.05um，确保样气纯净。
u  报警流量计
流量计采用316l不锈钢材质，延长使用寿命。测量管可以方便的更换。当流量超过设定范围时，输出信号给plc，由plc判断各器件功能是否正常。
u  湿度传感器
湿度报警器直接置于气流中，有极快的反应速度，当湿度（露点）达到不仪表要求时，会第一次时间给plc信号，截断采样泵和电磁阀，保护分析仪表。
1、u23气体分析仪
一、技术特点：
1、可连续测量so2、nox、co、co2、ch4、o2、c2h4、c3h8、tch、等气体浓度。
2、可同时分析多个组份。
3、多路4-20ma模拟输出及继电器接点输出。
4、自动标定、故障自诊断、数字通讯功能。
5、精度高、稳定性好。
6、菜单式操作，中英文液晶显示。
7、ppm或mg/m3可以转换。
8、极短的预热时间：5分钟
9、仪器操作简单、快速设定和运行方便。
10 、使用空气自动标定仪器零点（必须用n2标定零点）
二、技术参数：
测量范围：
so2 0—500ppm至0—2500ppm ch4 0—500ppm至0—20%
nox 0—250ppm至0—500ppm o2 0— 5 %至0—25%
co 0—1000ppm至0—100% co2 0—1000ppm至0—100%
· 单组分和双组分分析仪
- co ：0~150mg/m3
- no ：0~250mg/m3
- so2 ：0~400mg/m3
· 三组分分析仪
- co ：0~150mg/m3
- no ：0~250mg/m3
- so2 ：0~400mg/m3
1、每种被测量组分可设2个量程，量程手动切换或自动切换可选，两成比1：10
2、预热时间 5分钟
3、重复性 ≤1%
4、线性误差 ≤1% fs
5、相应时间 秒
6、稳定性 零点漂移 ≤1% fs/周 量程漂移 ≤1% fs/周
7、环境温度影响环境温度每变化10℃，零点和量程变化≤2%
8、氧气测量技术数据：测量范围 0— 5 %，0—25%
9、重复性 ≤0.05%
10、相应时间 t90 ≤ 10 s
11、模拟输出 4-20ma （最多四个）
12、气体流量 1.2 – 1.5 l/min
13、电源 ac220v±10% 50±0.5hz 150va
四、颗粒物监测子系统
1、系统的组成及工作原理
    颗粒物监测系统由激光粉尘仪和吹扫系统组成。
激光粉尘仪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。
光路示意图如下
为保证激光粉尘仪能够稳定高效工作，必须对其进行吹扫，防止因灰尘沉积在镜片上而造成测量结果出现误差。
2、技术特点
a.   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.
b.   单端安装,无需光路对中.
c.  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，10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。
d.  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。
五、温度，流速，压力参数监测子系统
通过气态物监测子系统、颗粒物监测子系统的监测，我们已经知道了排放气体中物的含量，为了准确知道单位时间内物的排放总量，需要一定的参考数据，其中包括烟气通道的截面积、烟气的流速、烟气的压力、烟气的温度。
皮托管流速计的一次元件皮托管采用先进工艺生产与检定，并配套有罗斯蒙特（rosemount）3051cd1型高精度传感器，经过温度压力补偿，使流量测量结果更加精确，并符合国家相关环境保护标准规定。
成本低廉
皮托管是传统的测量仪器，测量部分主要有皮托管与差压变送器组成，为适应实际工况，我公司在不影响测量的情况下，对皮托管结构做了适应性改变，使其安装维护更加简便，所以pt1系列皮托管流速计不但价格远远低于其它同类流量测量仪器，而且无论从性能、安装、维护、成本、对复杂工况的适应等各个方面相比较，pt1系列皮托管流速计都有着不可比拟的优势。
适应各种工况
pt1系列皮托管流速计的一次测量元件皮托管除了由不锈钢材质制造外，其外表与内壁均喷涂有一定厚度的进口防腐蚀材料，大大降低了酸性物质的腐蚀。除此之外，我公司还专门配置了反吹装置如图1所示，在不影响正常测量的情况下，进行定时吹扫取压管路，防止堵塞。
综合比对
现在市场上用来在线测量烟气流量的仪器主要又以下几种，其优劣如下表：
表1：流量产品对比
流速计测量原理
    pt1系列皮托管流速计的测量结构主要包括差压变送器、皮托管、反吹电磁阀、温度压力补偿等。其测量原理如图1所示，其一次取压元件采用传统的皮托管测量方式，在正确安装后，皮托管的全压、背压取压管将检测到的动压与静压分别传递到差压变送器，差压变送器将动压与静压之差转换为4~20ma电流传送给显示仪表或是cems系统计算机进行温压补偿与数据处理。皮托管内外表面均做了特殊处理，可有效避免烟气腐蚀并减少粉尘粘附。反吹电磁阀主要用于脏污气体（如锅炉排放的烟气）测量时的系统反吹：当探头检测孔粘附﹑积淀灰尘污物时，电磁阀定时或按预定程序开启，将压缩空气同时接入两个取压管进行吹除作业，正常测量时电磁阀则处于关断状态 ！
 原理图如下：
六、数据采集处理与通讯子系统
1、系统的组成及功能
该系统由工控机、液晶显示器、组态软件等组成。由专用系统运行软件支持，可与dcs系统连接，进行监测，自动完成数据处理和报告的形式和远程传送，产生的排放量报告可按用户要求设计。同时提供完整的各排放量及运行状况的显示；能够提供自动校正支持，并打印记录其原始校正数据及结果提供cem系统的自动吹扫及部分故障的自动排除的支持。
具有丰富的功能，功能包括：
l  数据采集：根据需要，定时地采集各个通道的模拟量/数字量数据。采样的对象可以包 括so2、no、o2、粉尘、烟气流量（温度、压力、含氧量）等。
l  数据处理：根据采样得到的数据，可以计算得到各种测量项的分析结果以及需要的统计 数据，可以提供烟气气体成分即时值、指定时间段内的平均值和指定时间段内的排放量， 并且可以识别无效的数据。
l  数据保存：根据需要，可以保存原始采样数据和统计数据。如各通道采样原始数据，即时烟气气体浓度，单位时间内烟气气体浓度平均值，小时、日、月、年内烟气气体浓度平均值和各种烟气的累计干烟气排放量。
l  数据显示：可以即时显示采集到的通道烟气监测数据和监测日期时间。形式可以有：
1   数值显示：显示各通道各种烟气的测量值。每个数据组伴随显示正常范围值和超限 报警值。屏幕上可以始终保留显示几个数据组。可以通过鼠标操作显示当日内以往 数据组。
2  条形图显示：每个通道的采样数据在一个条形图上显示，条形图有浓度标尺，正常 范围值和超限报警值。在图上以不同颜色的背景显示。每采样一次，条形图刷新一 次。在条形图上方，显示条形图所示的数值。
3  显示采样趋势图：以曲线的形式显示当前测量的各通道的烟气浓 度。
4  显示历史数据：选择某一通道，在某一段时间内，某一时间单位下的浓度或累计排 放量。
ø 数据打印：根据需要可以打印报表、显示内容、校正记录等。   
ø 适应性：系统具有自适应性，只要修改系统设置和建立相应的测试模板，系统就可以适 应新的一次测量仪表。修改系统设置，也可以改变测量对象。
ø 系统操作：
1 校准：通过系统设置，系统可以定时定标。如果需要，也可以在安全认证后在操作 界面上即时定标。
2 反吹：通过在系统设定，系统可以定时反吹。如果需要，也可以在 安全认证后在 操作界面上即时反吹。
3 报警：系统可以提供超限报警和事故报警。
4 自检：系统提供自检工具，若有异常，给出提示。
       数据的安全性和保密性：进入系统必须经过安全认证，以避免误操作和确保系统数据的 保密性，提供数据备份功能。
七、防爆分析小屋设计
分析小屋设计为用于在易燃易爆、高度危险的环境，小屋有防雨、防尘、防火、保温等功能，外壳防护等级ip54。 
分析小屋布置图请参考附件。 其技术指标如下：  
u  尺寸 
4000mm（l）×2500mm（w）×2700mm(h)，室内净高2400mm； 
小屋外有带安全链的钢瓶架（2瓶其中1瓶8l，1瓶40l）；小屋外部接线箱和气瓶支架位置顶部均有600mm宽的遮雨檐，材质为不锈钢。 
u   基本结构 
小屋为型钢焊接框架式结构，双层墙夹层设计。机械强度满足起吊、拖运、运输及支撑墙面安装设备的要求，内外墙结构负载能力500kg/m2，屋顶最小承受力为250 kg/ m2。为方便小屋的吊运，小屋屋顶带有起重用的吊耳。 
u   墙 
内外墙及屋顶由π型钢板拼装铆接而成。钢板材质为碳钢喷塑。 
外墙和屋顶采用1.5mm厚钢板，钢板材质为不锈钢。内墙和屋内顶采用1.5mm厚钢板，钢板材质为碳钢喷塑。墙厚约75mm，内外墙及屋顶和顶棚之间充填70mm厚阻燃型聚胺脂保温材料。 
u   门窗 
分析小屋有1个门，门为外开型、非折叠结构,带绝热保温，净尺寸为2000(h)×900(w)mm，材质为不锈钢，铰链和螺钉为不锈钢材质。门上开有一个抗爆安全玻璃观察窗，玻璃采用抗爆安全玻璃。带阻尼限位闭门器和推杆式逃生锁,门外有孔锁及把手，门框边缘镶有氯丁橡
胶密封条，门上有外伸不锈钢遮雨沿。 
u   地板及底座 
地板为4.0mm厚花纹钢板，底座采用10#槽钢和工字钢。 
u  百叶窗及风机罩 
小屋本体上配有百叶窗两个，附带防虫网。 
小屋本体上配有风机罩一个，风机罩附带防虫网。风机罩及风机安装孔大小应便于防爆风机的安装、拆卸与维护。 
u  电气设施 
以下所写配置为基本配置，实际配置以满足使用为主。所有防爆电器选用除有特殊说明外，需选用厂家为新黎明。电器防爆等级为iict4。 
u   防爆配电箱  
防爆电源配电箱（小屋内） 1个 
配电箱应含公用电源与仪表电源的配送功能。 
u   防爆日光灯  
防爆荧光灯(40w×2，室外)    1套 
防爆荧光灯(40w×2，室内，其中一套带应急功能)     2套 灯开关 （室外） 
u  防爆排风扇  
防爆风机                                    1套 风机开关（室外） 
u   防爆冷暖分体式空调 
防爆冷暖分体式        1套 
功    率：1.5匹  
u   防爆维修电源插座 
防爆维修电源插座（220 vac 10a）  1个 
u  电气安装  
分析小屋外，电气安装、走线通过镀锌钢管保护方式，每根镀锌钢管与接线箱连接处
有填料涵、活接头，转弯通过弯通方式。所有电器的安装、配管便于后期维护。  
分析小屋内，电气安装、走线通过桥架和汇线盒的方式。 
    分析小屋内电气设备及仪表安装采用滑架安装方式。      
u  接地  
分析小屋外，所有用电设备，除36 v以下设备外，均设置外壳保护接地，总接地端子排设置于分析小屋外侧底座槽钢处，接地端子材质为黄铜。各个保护接地线之间需并联，不允许串联。保护线采用黄绿色bv 4.0线缆。
八、设备规范
1、烟气监测系统总体
ø  系统总耗电量（kva）：小于4kva，采样管伴热带功率：20va/m,所以每套烟气监测的功耗根据现场情况或有不同。
ø  采样探头的电源及耗电量（kva）:电源220vac,耗电量0.5kva   
ø  分析仪电源及耗电（kva）：电源220vac,耗电量0.5kva
ø  采样伴热电源及耗电（kva）：每米0.045kva
ø  测尘仪电源及耗电（kva）：电源24vdc,耗电量1va
ø  需要吹扫的部分清单：反吹箱电源220va,耗电量5va
ø  要求的压缩空气最小压力（kpa(g)）: 0.4mpa
ø  最大耗气量（nm3/h）:6 nm3/h
ø  平均耗气量（nm3/h）:5nm3/h
ø  烟气温度限制（最低/最高）(℃): 最低5度。最高450度
ø  振动限制: 无振动
ø  采样系统流速和流量(m/s,m3/h):
ø 机柜数尺寸（h*w*d(mm)）：800×600×1800（可按客户实际需要定制）   
2、so2  no  o2分析仪
ø  设备型号：u6
ø  量程（高/低）：so2  0-50mg/m3 no:100mg/m3  o2:0-25%
ø  最低检测限：当前量程的1%
ø  精度(≤±%f.s.)：
ø  零点漂移：≦±0.5mg/(m3·24h)；≦±2%满量程/周。
ø  零气要求：零气中so2    均不超过0.1ppm。
ø  全幅漂移：≦±2.5%满量程/24h；≦±5%满量程/周。
ø  标准气体：有效期为1年，不确定度不超过±2%的国家标准气体。
ø  高浓度标准气体：80%～100%满量程值。
ø  反应时间(≤s):5s
ø  线性度：≦±1.5%。
ø  采样方法： 直接抽取采样法（萃取式）
ø  分析方法：红外吸收法
ø  环境温度限制（最低/最高℃）： 5～40  ℃
ø  仪表用电量：10va
ø  报警输出接点：开关量输出
ø  输出信号型式：4～20madc
ø  仪用空气消耗（nm3/h）：无
ø  吹扫时间（s）:120s
ø  吹扫频率（天/次）：2 天/次
ø  仪表重量（kg）:10kg
ø  校准气体浓度和校准气瓶数量：0-3000mg/nm3  1瓶
3、激光粉尘仪
ø  制造厂家： 上海速跃自动化仪表有限公司
ø  设备型号： stup-dust
ø  量程（高/低）： 0-500mg/m3
ø    最低检测限：3
ø  误差(≤±%f.s.)：±2% fs
ø  零点漂移(≤±%f.s./ 24h)：±2%fs/24小时
ø  量程漂移(≤±%f.s./ 24h)：±2%fs/24小时
ø  反应时间(≤s): ≤ 10s
ø  采样方法： 直接测量
ø  分析方法： 激光后散射
ø  环境温度限制（最低/最高℃）：－20ºc～+50ºc
ø  仪表用电量：1va
ø  报警输出接点：无
ø  输出信号型式：4-20ma
ø  仪用空气消耗（nm3/h）：10 nm3/h
ø  吹扫时间（s）:连续
ø  吹扫频率（天/次）：连续
ø  仪表重量（kg）: 2 kg
4、流速测量、温度测量、压力测量
ø  生产厂家：罗斯蒙特
ø  量     程：0～40m/s
ø  测量原理：差压法
ø  精密度：≦±2%。
ø  分辨率：≦0.1m/s
ø  响应时间：≦1min
ø  精度等级；≤2%  fs
ø  信号性质：4-20ma
5、数据采集系统
ø  制造厂家：上海速跃自动化仪表有限公司
ø  计算机制造厂家：上海速跃
ø  防尘要求： ip65
ø  环境温度限制（最低/最高）： 5-45度
ø  用电量： 500va
ø  防尘要求： ip65
ø  环境温度限制（最低/最高）：5-45度
ø  用电量： 200va

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上海速跃自动化仪表有限公司
李久强
15618697099