CEMS煙氣排放連續(xù)在線監(jiān)測系統(tǒng)中的分析儀表雙量程改造及應用
通過在起動、運行期間分別進行了模擬試驗，高低量程切換信號觸發(fā)正常，儀表本身模擬量高低量程切換正常，機組不同工況下環(huán)保參數(shù)監(jiān)視正常。污染源排放在線監(jiān)測是政府門控制污染物排放濃度和總量的最重要措施，是門進行環(huán)境管理的基礎和技術支持。污染源在線監(jiān)測是污染源排放實時動態(tài)監(jiān)控惟一可行的技術手段，其主要任務是及時、準確地提供各種污染源排放的污染物總量和各種污染物排放濃度的時空分布數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理和環(huán)境提供依據(jù)，提高環(huán)境監(jiān)測的效率，提升環(huán)保監(jiān)控的現(xiàn)代化水平。
CEMS分析儀表測量原理：
下面主要針對污染源重點監(jiān)測、調(diào)節(jié)的環(huán)保參數(shù)涉及的系統(tǒng)進行介紹，即顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)及氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)。
顆粒物監(jiān)測原理：
1、首先是顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)從工作原理上可分為物理法和光學法，光學法又分為透射法、散射法。所謂的光學散射法是利用煙氣中粉塵對入射光速的散射作用，被光束照射的顆粒物導致光速折射率變化而發(fā)生散射，向儀表內(nèi)設定方向散射的光被聚焦后經(jīng)煙塵儀監(jiān)測探頭檢測，檢測信號與粉塵濃度有一定的函數(shù)關系，通過儀表內(nèi)部計算直接輸出粉塵濃度值。而后向散射法原理測量的粉塵儀由于現(xiàn)場安裝、維護方便的特點，現(xiàn)已成為火電廠粉塵監(jiān)測采用的主要設備。
氣態(tài)污染物監(jiān)測原理：
2、氣態(tài)污染物監(jiān)測方式主要有兩種，即直接測量法和抽取測量法，其中抽取采樣法又分為直接抽取法和稀釋抽取法。下面簡單介紹三種方法測量原理：
1）直接測量儀表主要由發(fā)射裝置和接收裝置兩部分組成，分別安裝在所測煙道統(tǒng)一截面位置，其原理是由發(fā)射裝置對準煙道另一側(cè)接收裝置發(fā)出一束紅外或紫外線，由于氣態(tài)污染物的濃度與吸收光線的強度有一定的函數(shù)關系，因此通過光的強度可以間接反映出所測氣態(tài)污染物濃度。
2）直接抽取法主要由帶有加熱器的取樣探頭、具有伴熱功能的煙氣取樣管路、煙氣預處理系統(tǒng)裝置、樣氣分析儀、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及遠程監(jiān)測子系統(tǒng)組成。煙氣通過煙道內(nèi)取樣管進入加熱取樣探頭，再經(jīng)過濾網(wǎng)過濾掉其中粉塵后進入具有伴熱功能的取樣管路內(nèi)，送到預處理系統(tǒng)進行加熱處理避免煙氣中帶水影響分析儀測量。
3）稀釋抽取法采樣系統(tǒng)是由稀釋探頭、稀釋探頭控制器、空氣發(fā)生器、分析儀器、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)及遠程監(jiān)控子系統(tǒng)等組成。其測量原理采用一定量的經(jīng)過處理的干燥空氣稀釋煙氣，經(jīng)稀釋器稀釋的煙氣中水分含量極度降低，因此無需伴熱樣氣管線傳送，可直接送分析儀器進行氣態(tài)污染物濃度分析。
三種方法的優(yōu)缺點比較：
3、直接測量法特點顧名思義就是可以直接測量，安裝設備簡單，成本低廉。但是煙氣溫度變化和取樣探頭的振動幅度都會對污染物濃度測量精度產(chǎn)生影響，所以目前都不采納直接測量法測量。直接抽取法測量特點是將樣氣抽取出來然后經(jīng)過加熱預處理再送到儀表進行分析，避免了煙氣溫度變化和探頭振動對樣氣分析的影響。但是其安裝相對于直接測量法較復雜，成本費較高。稀釋抽取法測量特點是樣氣取樣量小，過濾介質(zhì)負擔小。但是樣氣不適合低濃度測量，對稀釋氣體質(zhì)量要求較高，混合比例不均勻、煙氣靜壓、煙氣溫度變化都會影響其檢測結果。綜合上述三種測量方法特點，目前新型氣態(tài)污染物檢測基本都是采用直接抽取法測量。
煙氣低量程儀表監(jiān)測問題分析：
經(jīng)過一次凈煙氣環(huán)保測點移位改造，目前凈煙氣儀表出口CEMS采樣點移位于煙囪平臺，測量方法為抽取式原理。測量SO2、NOX、顆粒物三項污染因子、流速和氧量、溫度、壓力配套參數(shù)。
凈煙氣CEMS儀表，其中SO2量程為0～75mg/m3并具備0～750mg/m3測量功能；NO量程為0～75mg/m3并具備0～750mg/m3測量功能；氧量量程為0～21%，煙塵儀其中最小量程為0～5mg/m3，量程為0～200mg/m3。
雙量程改造前脫硫出口CEMS分析儀SO2、NOX量程選用的是0～75mg/m3，可以滿足正常運行時的測量需求。但是在脫硫脫硝系統(tǒng)尚未投入或者退出情況時，煙氣中的SO2、NOX含量非常高，超過75mg/m3，無法正確反映環(huán)保數(shù)據(jù)排放情況，影響環(huán)境管控。
CEMS儀表高低量程切換改造：
環(huán)保分析儀表更換為雙量程儀表，儀表自身根據(jù)采集氣態(tài)污染物實時數(shù)據(jù)進行模擬量比較判斷輸出一個開關量來作為雙量程中的高低量程切換信號。信號通過隔離繼電器分為三路分別送到脫硫DCS、、中調(diào)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)根據(jù)接收儀表輸出的切換信號來控制高低量程數(shù)值轉(zhuǎn)換輸出。
雙量程切換方案設計思路：
首先將CEMS分析儀表本身雙量程切換信號（SO2量程切換信號、NOX量程切換信號）引出通過中間繼電器分為兩路，一路送至就地PLC上位機，一路送至脫硫DCS。在脫硫DCS相應控制柜中再增加一中間繼電器分為兩路，一路送至脫硫DCS系統(tǒng)開關量輸入卡件，另一路送至中調(diào)控制柜。
雙量程切換方案實施：
CEMS小間PLC控制柜內(nèi)增加卡件DX561，將DX561通道定義為SO2量程切換信號，DX561第二通道定義為NOX量程切換信號。CEMS儀表柜內(nèi)部控制回路增加2個繼電器：1個為SO2高低切換，1個為NOX高低切換。前后兩個切換信號分別從儀表本身控制系統(tǒng)開關量卡件D05、D06通道輸出送至中間繼電器。
