【正文】 計算出流速V ，V乘以煙道截面積S，則得出流量。(3) 壓差傳感法：利用壓力傳感器、皮托管等測出煙氣的動壓和靜壓，動壓和靜壓與被測煙氣流量呈一定比例關系，從而可以計算煙氣流量。(1) 熱電偶流速計：煙氣流過熱電耦時，會帶走熱電耦的熱量，帶走熱電耦的熱量既與氣流流速成比例，也與熱電耦的電阻阻值變化成比例，通過測量熱電耦的電阻阻值變化可求得煙氣流量。(2)紅外線測溫儀的原理是當物體溫度大于絕對零度時，物體因熱運動發(fā)射紅外線，紅外輻射能量的大小取決于煙氣溫度。煙氣排放參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測項目主要包括煙氣溫度、煙氣流量和壓力、煙氣含氧量。量程2標定是通入標氣(一氧化碳和氧氣的混和氣)對分析儀進行定標，而一氧化碳和氧氣的量程由其標氣的濃度決定，同樣二氧化硫和氮氧化物在量程2標定時為0。零點標定是通入零氣(本系統(tǒng)中用的是儀用空氣)對SONOx、CO和O2的零點進行標定。標定就是通過標準濃度的標氣來校正儀器的偏差。適用于共存的二氧化碳干擾可以忽略或消除的場合。受芳香烴和水蒸汽的干擾，較適用于稀釋采樣法。儀器維修容易，不易受氣流量、水蒸汽、CO2的影響?？顾?、CO、 CO SO2及有機物的干擾能力較弱。(1) 紅外吸收法： μm附近的紅外線吸收量的變化，連續(xù)測定煙氣中NO濃度。本論文中對SO2的連續(xù)監(jiān)測采用紅外吸收法。(3) 紫外熒光法：通過一定波長的紫外光（214nm）照射到含有SO2的氣樣上，激發(fā)SO2產生熒光，用光電倍增管檢測熒光強度，測定煙氣中的SO2濃度。(2) 紫外吸收法：通過SO2在280~320nm附近的紫外光吸收原理進行測定。(1) 紅外吸收法： μm附近的紅外線吸收量的變化，連續(xù)測定煙氣中SO2的濃度。 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)采用稀釋采樣法，主要監(jiān)測SONOx等氣體的濃度。當沒有鍍銀的一部分對著光源時，光將透射到接收端，沒有光反射到探測器上，這樣來校準測塵儀的零值。(4)操作時使用清晰定義的波長：傳統(tǒng)的光源經常發(fā)生超過波長范圍和光譜隨時間改變的情況，與其相比激光光源提高了理論計算及其結論的可預見性。當激光光源衰弱時，它開始象熒光燈管那樣閃，很容易被注意到。意味著在煙囪或煙道中只需要10mm20mm的小孔，易于安裝。濁度法根據(jù)朗伯比樂定律，采用不透明度測試原理，即單色平行光束進入充滿氣體和顆粒物的煙氣時，其光強因煙氣中顆粒物對光的吸收和散射作用而減弱。激光濁度法是利用光的透過原理來測定煙塵含量的多少，當一束激光通過含有煙塵的煙氣時，光強因煙塵的吸收和散射作用而減弱，通過測定光束通過煙氣后的光強與原來光強的比值來定量煙氣濁度或煙塵濃度[18]。(2) 光學法光學法又可分為光散射法和激光濁度法兩種。光電投射法主要分為β射線法和光學法兩類。方法優(yōu)點缺點人工過濾稱重法測量煙塵濃度的標準方法，精確度高，精密度好不能了解煙塵濃度的動態(tài)變化林格曼黑度測定法簡便易行，成本低廉，特別適用于黑色煙氣的測定人為因素大，環(huán)境條件影響大光電投射法儀器結構簡單，使用方便，維護量小，響應快，能在被測含塵氣體物理化學性質不變的條件下進行連續(xù)測定對儀器的安裝要求高，且標定工作復雜根據(jù)火電廠煙塵測試情況來看，林格曼黑度計不適用于火電廠煙氣中的煙塵測試。一般情況下，煙塵濃度測試的方法有三種：人工過濾稱重法、林格曼黑度測定法、光電投射法。火電廠的煙塵監(jiān)測是對除塵器改造前后煙塵排放和除塵器性能進行監(jiān)測。2％；采用臨界孔稀釋時，臨界孔前后壓差不低于500mmHg[16]。稀釋比誤差不大于177。同時稀釋采樣法存在一定的缺點：系統(tǒng)設備相對復雜，給維護管理帶來許多工作；稀釋比例不易控制，若稀釋比控制不好，會造成分析誤差乘數(shù)放大的效果；由于采用抽出標準氣體來校準監(jiān)測系統(tǒng)，故標準氣體消耗量大，需定期購買、安裝，成本較高。美國EPA已經制定了用激光測量煙氣不透明度的參比方法，但是由于既沒有制定用遙感監(jiān)測系統(tǒng)測量氣體濃度的參比方法，也沒有標準化的規(guī)范操作程序，因而遙感監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)展緩慢。在美國，遙感技術也應用于污染源排放物監(jiān)測。雙光束是發(fā)射的光被煙道另一側的反射鏡反射回來，發(fā)射器同時又是接受器，它檢測返回的光強。該系統(tǒng)又分單光束和雙光束兩種。“點”監(jiān)測系統(tǒng)，由電化學或光電傳感器組成，傳感器安裝在探頭的端部，插入煙道，測量離傳感器僅幾厘米范圍內煙氣中污染物的濃度。在線式CEMS系統(tǒng)又稱橫跨煙道煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)或現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)，不抽取煙氣，而是直接測量煙道中的煙氣成分。稀釋抽取法的優(yōu)點是能長距離的輸送氣體，實現(xiàn)遠距離監(jiān)測，維護、保養(yǎng)工作量小。稀釋采樣法是通過空壓機把潔凈的零氣送至稀釋器，瞬間稀釋并降低高濃度的煙氣露點和溫度，然后再分析其中污染物的濃度。在早期，這些問題的出現(xiàn)曾使用戶感到氣餒。直接采樣法是經過過濾器去除煙塵，抽取煙氣，由保溫管或通過電加熱式保溫，保持煙氣不結露，輸至干燥裝置除濕，把煙氣溫度冷卻到540℃，然后送至分析裝置、分析污染物氣體濃度。采樣式CEMS系統(tǒng)，從煙道中抽取樣氣送至遠處進行調節(jié)和分析，分為直接采樣法和稀釋采樣法。對矩形或方形煙道，采樣孔應設在包括測定點在內的延長線上。(2) 對正壓下輸送高溫或有毒氣體的煙道應采用帶有閘板閥的密封采樣孔。(1) 在選定的測定位置上開設采樣孔采樣孔，內徑應不小于80mm，采樣管長應不大于50mm，不使用時應用蓋板、管堵或管帽封閉。(2) 對于氣態(tài)污染物，由于混合比較均勻，其采樣位置可不受上述規(guī)定限制，但應避開渦流區(qū)，如果同時測定排氣流量，采樣位置仍按(1)選取。(1) 采樣位置應優(yōu)先選擇在垂直管段，應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位，采樣位置應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于6倍直徑，和距上述部件上游方向不小于3倍直徑處。(9)儀器控制柜及其它必須的部件和材料。(7)校準系統(tǒng)：包括零氣系統(tǒng)和各種標準氣體SONOx、O2氣體鋼瓶。(5)測氧系統(tǒng)（也可通過測量CO2換算成過?？諝庀禂?shù)）。(3)激光測塵儀。一般來說，CEMS包括以下一些部分：煙塵監(jiān)測 子系統(tǒng) 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 采 集 與 控 制 系 統(tǒng)顯示 打印氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 處 理多路稀釋探頭控制器校驗標氣稀釋氣體 CEMS的結構組成氣態(tài)污染物煙氣含氧量激光測塵儀流速溫度煙氣壓力差壓變送器氧化鋯探頭流速溫度測定儀稀 釋 探 頭激光打印機零氣系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理除水、凈化、緩沖設備校驗用標準氣分析儀探頭控制器數(shù)據(jù)采集器采樣器 CEMS系統(tǒng)的流程圖(1)氣體采樣系統(tǒng)：包括采樣探頭、探頭控制器、管線及電纜等。CEMS通過采樣方式或非采樣方式，測試煙氣中污染物濃度，并同時測試煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流量、煙氣濕度、氧量等參數(shù)，按國家有關標準顯示與記錄，實現(xiàn)污染物排放監(jiān)測的在線性、連續(xù)性、準確性及數(shù)據(jù)處理和輸出打印的完整性。(3)煙氣參數(shù)：為了計算標準狀況下的煙氣體積，需要測量煙道內的壓力、溫度；為了計算總的排放量，需要測量煙氣的流量，因要換算為標準狀態(tài)下的干排氣還必須測量煙氣的濕度；同時，為了計算排放物成份的真實含量防止用空氣稀釋煙道氣必須測量氧氣（O2）的含量。(2)氣態(tài)污染物：包括二氧化硫(SO2)和氮氧化物（NOx）。5. 利用三菱PLC組成系統(tǒng)，并進行局部的調試。3. 學習火電廠CEMS系統(tǒng)的工藝流程和相關智能儀表的相關知識。綜上所述，本文主要了解火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的國內外現(xiàn)狀及研究動態(tài)、發(fā)展方向，本論文的主要工作為：1. 進一步學習PLC編程的相關知識。(4)監(jiān)督管理不完善：各火電廠的CEMS的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和處理是以各電廠為單元進行的，環(huán)保部門只能通過報表方式來監(jiān)督，無法隨時掌握各電廠的CEMS運行情況及煙氣污染物的排放狀況。由于CEMS是近年來引進的先進環(huán)保監(jiān)測儀器，對運行操作人員的要求較高，只有具備一定素質的專業(yè)技術人員才可保證儀器的正常運行和維護。我國無技術標準要求，因而安裝位置不符合我國環(huán)保技術要求和相應的標準，監(jiān)測數(shù)據(jù)也不能正確反映火電廠實際排放狀況。而且由于沒有建立入網許可證制度，部分國外廠商銷售不符合我國標準和電力行業(yè)特點的CEMS，甚至是早期的現(xiàn)已被淘汰的產品。我國部分環(huán)境科研單位也開始研制CEMS裝置，由于起步晚和一些關鍵部件的技術含量高,大部分分析儀器仍是靠從國外進口。90年代初我國引進的煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)大多安裝在合資、外商獨資及華能系統(tǒng)的電廠，而且一般是隨進口鍋爐或主機一同引入的。同時指出污染物連續(xù)監(jiān)測裝置經認定合格時，其監(jiān)測數(shù)據(jù)為法定監(jiān)測數(shù)據(jù)[5]。為此國家環(huán)境保護局和原電力部陸續(xù)修改、補充、制定和頒布了一系列法規(guī)和標準，對火電廠環(huán)境保護設計和污染物的排放作了明確的規(guī)定。目前國內CEMS系統(tǒng)中使用的分析儀器主要是美國 KVB公司和熱電子公司的產品，軟硬件價格昂貴，可擴展性較差。90年代初，我國部分環(huán)境科研單位開始研制煙氣連續(xù)監(jiān)測裝置。 70年代初期人們認識到，需要一種比手工采樣更方便、更快捷的方法來準確測定煙氣中的污染物，即使用連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。測定煙氣中的污染物的常規(guī)方法是將采樣頭插入煙道，抽取樣品，然后在實驗室中對樣品進行分析。以美國為代表的西方發(fā)達國家，為控制大氣污染物的排放總量，自80年代中期就開始大量安裝CEMS系統(tǒng)，用于及時監(jiān)測大氣污染物的排放總量。但是直到1975年末，連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)制造工業(yè)仍停止不前。在這些測試技術中，德國的不透明度光學系統(tǒng)和美國的熒光檢測技術，為實現(xiàn)煙氣連續(xù)監(jiān)測奠定了技術基礎。山于當時制作的煙氣稀釋系統(tǒng)的穩(wěn)定性差，環(huán)境空氣分析儀在污染源排放物監(jiān)測中的應用是不成功的，但是工業(yè)過程監(jiān)控儀適合于污染源排放物的監(jiān)測，特別是紫外吸收和紅外吸收原理的監(jiān)狽J儀?！币虼?，CEMS已成為環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、排污收費、污染物治理及實施污染物排放總量控制的科學可靠的依據(jù)及必要的技術手段。為控制污染加劇，促進火電行業(yè)的技術進步和電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，國家環(huán)保部門采取了一系列嚴格的環(huán)保政策，如大氣污染物總量控制、提高排污收費標準等。按目前的排放控制水平，到2020年，我國火電廠排放的二氧化硫、煙塵和氮氧化物將分別達到2100萬噸、500萬噸和1000萬噸以上。另一方面,電廠安裝在線監(jiān)測后,可以通過監(jiān)測污染物的排放,對電廠鍋爐、電除塵器和脫硫脫氮等設備的運行進行指導,為電廠安全、穩(wěn)定、經濟、高效運行提供有利參考。為了保護環(huán)境,加強對污染源排放的監(jiān)測，按照國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，國家環(huán)?？偩帧痘痣姀S大氣污染物排放標準》(GB 13223一2003)明確規(guī)定火電廠發(fā)電鍋爐必須安裝煙氣排放連續(xù)監(jiān)測儀器(CEMS)[3]?；痣姀S燃煤排放的主要污染物包括固體顆粒物以及二氧化硫等氣體?；鹆Πl(fā)電廠是污染大氣環(huán)境的大型工業(yè)企業(yè)之一。我國政府高度重視酸雨的控制工作，近年來更進一步從立法強制執(zhí)行的角度加大了控制力度，通過控制污染物排放總量來防止酸雨的產生[1]。我國使用的主要能源是煤炭燃料，所以大氣污染以煤煙型污染為主，主要污染物為二氧化硫和煙塵，而二氧化硫正是形成酸雨的主要原因。 MCGS目 錄摘 要 1Abstract 2第一章 緒論 5 5 6 6 6 6 7第二章 煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的原理與結構 8 8 CEMS的監(jiān)測項目 8 CEMS的結構組成 8 10 10 10 10 CEMS的技術分類 10 10 11 11 11