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煙氣在線監測系統（continuous emission monitoring system, CEMS）是由顆粒物監測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣排放參數監測子系統、數據處理與傳輸子系統四部分組成。
其中顆粒物監測子系統主要是對排放煙氣中的煙塵濃度進行測量。氣態污染物監測子系統主要對排放煙氣中NOX、SO2、CO、CO2等氣態形式存在的污染物進行監測，目前我國火力發電廠主要對煙氣中的NOX、SO2、CO氣態形式存在的污染物進行檢測、調節。煙氣排放參數子系統主要對排放煙氣的溫度、壓力、流速等參數進行監測。數據處理與傳輸子系統主要完成測量數據的采集、存儲、統計功能，并按照環保相關標準要求的格式將數據傳輸到環境監管部門。
下面主要針對火電廠重點監測、調節的環保參數涉及的系統進行介紹，即顆粒物監測子系統及氣態污染物監測子系統。
氣態污染物監測方式主要有兩種，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射裝置和接收裝置兩部分組成，分別安裝在所測煙道統一截面位置，其原理是由發射裝置對準煙道另一側接收裝置發出一束紅外或紫外線，由于氣態污染物的濃度與吸收光線的強度有一定的函數關系，因此通過光的強度可以間接反映出所測氣態污染物濃度。
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、煙氣預處理系統裝置、樣氣分析儀、數據采集處理系統及遠程監測子系統組成。煙氣通過煙道內取樣管進入加熱取樣探頭，再經過濾網過濾掉其中粉塵后進入具有伴熱功能的取樣管路內，送到預處理系統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是由稀釋探頭、稀釋探頭控制器、空氣發生器、分析儀器、數據采集處理系統及遠程監控子系統等組成。其測量原理采用一定量的經過處理的干燥空氣稀釋煙氣，經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污染物濃度分析。
經過一次凈煙氣環保測點移位改造，目前神福鴻電凈煙氣儀表出口CEMS采樣點移位于煙囪109m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。
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%， 其中最小量程為0～5mg/m3，最大量程為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，無法正確反映環保數據排放情況。
環保分析儀表更換為雙量程儀表，儀表自身根據采集氣態污染物實時數據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、環保局、中調控制系統。系統根據接收儀表輸出的切換信號來控制高低量程數值轉換輸出。
4.1 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系統開關量輸入卡件，另一路送至中調控制柜。
4.2 雙量程切換方案實施
CEMS小間PLC控制柜內增加卡件DX561，將DX561第一通道定義為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開關量卡件D05、D06通道輸出送至中間繼電器。
5、測定系統
用氣體采樣探頭采集到待檢測的樣品氣體，通過氣體探頭內的初級過濾器，先除去比較大的灰塵。此時如果過濾器上附有水分，過濾器馬上會被堵塞，同時使SO2氣體溶解損失, 為此預先將進入的待測氣體加熱到約180℃以避免。另外，在測定所含SO2 , NOx氣體成分時為了使采樣探頭到主機箱間的特氟龍管內不出現水份, 也必須進行加熱，然后把待測氣體導入到主機箱。
從氣體入口進入主機的樣品氣體通過電動球閥用 ＂排液分離器＂ 冷卻到機箱內部的溫度，從而使氣體中的水份分離出來, 再經過 ＂前冷卻器＂除濕, ＂排液分離＂中產生的水份流入 ＂1＃排液器＂ , 溢水排出。樣品氣體在經過 ＂過濾器＂后，進入＂冷卻器１級制冷＂，被冷卻到４℃，又分離出水份，產生的水份經＂蠕動泵＂流入＂1＃排液器＂ , 溢水排出。樣品氣經過＂冷卻器１級制冷＂后被＂抽氣泵＂吸取。該泵的吸取能力，為６L/min 左右，這時＂樣品氣體＂的收集量被其后的氣阻分流調整約１.５L/min流量進入＂冷卻器2級制冷＂被冷卻到４℃，又分離出水份，產生的水份直接流入＂2＃排液器＂ , 溢水排出。這樣經過兩級冷卻，氣體中所含水份濃度保持在４℃飽和狀態。可以通過＂流量計＂調整樣品氣體約以0.7L/min的流量進入分析儀，后氣體經分析后排到機箱外部。
CEMS系統特點:
1、系統設計結構簡單可靠、維護方便；
2、系統滿足最新環保標準HJ T76/HJ T75規范要求；
3、系統模塊化結構設計，配置靈活，性能穩定；
4、系統關鍵部件采用進口品牌、測量精度高、維護周期長；
5、系統設計智能化程度高、具有遠程操作控制功能；
6、系統全程冷干法取樣分析、具有全程校準功能；
7、系統多個分析結構模塊、可根據不同的用戶需求而靈活選配；
8、系統數據采集精度高，滿足環保數據上傳要求。
