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杭州綽美科技有限公司
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簡要描述： 煙氣排放連續監測系統（簡稱CEMS），可對固定污染源（如鍋爐、工業爐窯、焚燒爐等）排放煙氣中的顆粒物、氣態污染物的濃度（mg/m3）和排放率（kg/h、t/d、t/a）進行連續地、實時地跟蹤測試。或者說，CEMS是煙氣排放在線監測和排污計量系統。CMES一般由煙塵檢測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣
一、公司簡介
杭州綽美科技有限公司是一家高科技企業，專業研發環保監測、工業控制、安全監測等領域產品，生產和銷售適應國內外市場需求的分析測量儀器，并為工業過程檢測、環境監測與治理、安全監測等領域提供科學、、完整的解決方案。產品廣泛應用于環保、冶金、石化、化工、能源、水利、建筑、制藥、熱電、鋼鐵、釀造等眾多行業，并通過合作伙伴出口到印度、印尼、越南、泰國、中國臺灣等國家和地區。
公司產品綜合光學、微電子、軟件、通訊、機電工程等多領域技術，是上少數同時擁有多種技術自主知識產權的創新型企業。
公司核心團隊在行業內有著豐富的從業經驗，其中多人曾參與國家重大科研項目并多次獲得國家科研獎勵，擁有多項。公司已通過ISO9001:2008質量管理體系認證和ISO14001：2004環保管理體系認證，擁有多項軟件著作權和水質、煙氣在線監測技術，榮獲2015年杭州市技術企業。
煙氣排放連續監測系統（簡稱CEMS），可對固定污染源（如鍋爐、工業爐窯、焚燒爐等）排放煙氣
中的顆粒物、氣態污染物的濃度（mg/m3）和排放率（kg/h、t/d、t/a）進行連續地、實時地跟蹤測試。或者說，CEMS是煙氣排放在線監測和排污計量系統。
CMES一般由煙塵檢測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣參數監測子系統、系統控制及數據采集處理子系統四個基本部分組成。
CMES按測量方式可分為抽取冷凝法、抽取熱濕法、原位法、在位法等。
本公司自主開發的CM-CEMS-8000型煙氣排放連續監測系統采用抽取冷凝法，抽取式冷凝法CEMS能夠測量SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、濕度、粉塵等，其中：
l SO2、NOx采用高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術
l O2采用氧化鋯或電化學法
l 濕度采用高溫電容法
l 溫度、壓力、流速分別采用熱敏電阻（PT100）、壓力傳感器和皮托管微壓差法
l 粉塵采用激光后散射法
高溫伴熱紫外差分吸收光譜（DOAS）分析技術除了能夠測量SO2和NOx外，還能夠分析NH3、CL2、H2S、O3、HCL等氣體。
本系統具有測量準確、可靠性高、投資成本低、響應速度快等優點；
本系統具有支持在線校準、測量值波動小、可靠性高、設備簡單等優點；
本系統具有安裝調試方便、現場設施要求低等優點。
本CMES系統整機結構緊湊，方便運輸和安裝。
l 所有指標均在高溫狀態下測量
三級過濾避免冷凝水吸收SO2導致測量結果偏低，并腐蝕預處理管路，有的優勢；
l 核心器件和算法全部自主研發
核心器件包括光源、光譜儀、氣體室、濕度模塊、粉塵儀等全部自主研發，DOAS算法也自主研發，系統具有較強的市場競爭力；
l 重量：約100kg
l 測量參數：SO2、NOx、O2、溫度、壓力、流速、濕度、粉塵
l 伴熱管線溫度：120oC～200oC
l 探頭伴熱溫度：120oC～200oC
l 防護等級：機柜IP42，其他IP65
l 供電：220VAC，3000W
l 環境溫度：-20oC～50oC
l 環境濕度：5%Rh～95%Rh（不結露）
l 對外輸出：4-20mA，RS232，RS485
l 取樣單元（探頭、過濾器、溫控器）；
l 預處理單元（取樣泵、除濕、細過濾、排水等）；
l 反吹單元（壓縮氣源、反吹氣路、控制閥等）；
l 儀柜：2000×700×800MM（高*深*寬）
本設計嚴格按照以下標準、規范：
2.4.1國家標準
GB/T16157—1996 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法
GB50093—2002 自動化儀表工程施工及驗收規范
2.4.2技術規范
HJ/T75—2007 固定污染源煙氣排放連續監測技術規范（試行）
HJ/T76—2007 固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法（試行）
HJ/T212—2005 污染源在線自動監控(監測)系統傳輸標準
HJ/T 352—2007 環境污染源自動監控信息傳輸、交換技術規范（試行）
HJ/T 47—1999 煙氣采樣器技術條件
HJ/T 48—1999 煙塵采樣器技術條件
提供的CEMS滿足滿足以下系統運行和設計要求
2.5.1顆粒物設計要求
l 零點漂移：24小時零點漂移不超過滿量程的±2.0%。
l 量程漂移：24小時量程漂移不超過滿量程的±2.0%。
2.5.2氣體污染物設計要求
l 線性誤差：測定值與參考值的相對誤差不超過±5.0%。
l 響應時間：不大于180s。
l 零點漂移：24小時零點漂移不超過滿量程的±2.5%。
l 量程漂移：24小時量程漂移不超過滿量程的±2.5%。
2.5.3流速連續測量系統設計要求
l 測量范圍：測量范圍的上限應不低于30m/s。
l 速度場系數精密度：速度場系數精密度優于5%。
l 速度相對誤差：當流速大于10/s時，速度相對誤差不超過±10%；當速度小于或等于10m/s時，速度相對誤差不超過±12%
2.5.4溫度連續測量系統設計要求
l 示值偏差不大于±3℃.
2.5.5濕度連續測量系統設計要求
當參比方法測定煙氣中水分含量時：
l ≤5.0%時，CEMS法與參比方法測定結果平均值的誤差應不超過±1.5%；
l >5.0%時，CEMS法與參比方法測定結果平均值的相對誤差應補超過±25%。
2.5.6滿足當地污染源連續排放監測系統驗收的有關要求。
2.6.1 CEMS描述
我方專門針對貴公司污染源排放特點，提供我公司生產的CM-CEMS-8000型煙氣排放連續監測系統。所有探頭、采樣系統部件都采用耐腐蝕材料，其中，探頭材質為特種耐酸不銹鋼(316L) 、過濾器材質為陶瓷、采樣伴熱管線為特別定制的Φ8聚四氟乙烯伴熱管。保證在貴公司工況下能連續可靠運行的要求。
CEMS系統由置于煙囪上的采樣探頭、粉塵儀和溫壓流一體化探頭，以及置于小屋中的分析機柜，標氣和空壓機組成。其中采樣探頭負責煙氣采樣，高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝，內置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵；粉塵儀用于測量煙囪粉塵濃度，溫壓流用于測量煙囪內煙氣的溫度、壓力和流速；分析機柜負責抽取煙氣，并直接高溫測量SO2、NOx、O2、濕度指標；標氣用于校準分析儀表；空壓機產生壓縮空氣，用于對伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進行定期反吹。
CEMS提供98%以上的數據可利用率。
CMES提供一套功能完善的數據采集系統（DAS），具有顯示監測、數據處理、報表管理、遠程通訊、遠程監控、異常報警等功能。
CEMS的氣體分析采用抽取冷凝法（全程伴熱直接抽取法），煙塵測量采用后散射法，流量測量采用差壓式流量計，溫度測量采用鉑電阻法，符合有關《固定污染源煙氣排放連續監測技術規范（試運行）》（HJ/T75-2007）要求
2.6.2系統組成
煙氣排放連續監測系統（CEMS）組成
Ø 氣態污染物監測子系統：由取樣單元、預處理單元和分析單元等組成。
2 取樣單元：由電加熱取樣探頭、電加熱取樣管線和反吹系統等組成。
2 預處理單元：由流量傳感器、精細過濾器、壓縮機冷凝器、蠕動泵、采樣泵、除水罐、和流量計等組成。
Ø 分析單元：采用紫外光譜分析儀,精度高，可靠性好, 維修成本較低。
Ø 顆粒物監測子系統：采用激光后散射原理，安裝簡單、維修成本低。
Ø 煙氣參數監測子系統：采用皮托管測流速，壓力傳感器測壓力，溫度傳感器測溫度。
Ø 數據采集與處理子系統：由數據采集器、工控機、顯示器和系統軟件等組成。
根據客戶需求不同對上述子系統進行裁剪。
2.6.2.1氣體污染物監測子系統
2.6.2.1.1氣體污染物檢測子系統流路原理
樣氣在取樣泵的抽力下由取樣探頭取出。樣氣中的絕大部分顆粒物被取樣探頭中的過濾器濾除，濾除后由伴熱管線輸送到制冷系統冷凝除水，送至分析單元進行分析。冷凝下來的水經排水系統排掉。由控制單元實現自動反吹、自動標定、制冷溫度報警提示等功能，并顯示系統的各種工作狀態。
預處理系統中采用一級快速冷凝除水，確保氣體組分不變。采用二級精細過濾，確保氣體測量室不被污染，從而提高分析儀的使用壽命。
2.6.2.1.2煙氣氣體污染物采樣器
煙氣氣態污染物采樣器（以下簡稱取樣探頭）
樣氣通過取樣探桿進入到取樣探頭內，經過陶瓷濾芯過濾后，除去樣氣中的粉塵；取樣探頭通過加熱器加熱到120℃～150℃，防止樣氣在經過取樣探頭后，產生冷凝水。
2.6.2.1.3氣體污染物分析儀CM-5000
SO2、NOX氣體分析儀采用高溫紫外差分氣體分析技術，其內部構成如圖：
分析儀采用紫外差分算法檢測氣體濃度，其中SO2、NO等氣體在紫外波段存在吸收，如圖：
光路如下：
利用此光路，分析儀可以采集得到原始光譜，利用樣氣原始光譜和零氣原始光譜，即可計算出吸收光譜，然后利用DOAS技術，可以計算得到SO2和NO等氣體的含量，DOAS技術可以確保計算結果受光路污染、氣體中粉塵等雜質的影響小。
| 型號 | CM-CEMS-8000 |
| 原理 | 高溫紫外差分吸收光譜 |
| 量程 | SO2: 0-600mg/m3; NOx: 0-600mg/m3 |
| 線性度 | ±1.5% F.S. |
| 示值誤差 | < 5% |
| 重復性 | < ±0.5% F.S. |
| 零點漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
| 量程漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
| 工作溫度 | -10 ~ 50°C |
| 響應時間（T90） | <10秒 |
| 4-20mA輸入接口 | 2路，可靈活配置，100歐負載 |
| 4-20mA輸出接口 | 4路，輸出內容可配置，帶載能力<800歐 |
| 開關量輸入接口 | 4路，可靈活配置 |
| 繼電器輸出接口 | 8路，輸出內容可配置，DC30V2A |
| 通訊接口 | 1路232，1路485(支持Modbus協議) |
| 電源/功率 | 220±20% VAC / 100W |
| 預熱時間 | 無需 |
2.6.2.2煙氣參數監測子系統
2.6.2.2.1煙氣流量、溫度、壓力CM-3000
a.概述
溫壓流一體化監測儀擁有高精度微差壓/靜壓傳感器，同時配備反吹單元，是專門針對煙氣排放連續監測的高粉塵、高溫、高濕環境而開發的一體化溫度、壓力、流速監測儀，符合國家相關標準的要求，可以用于煙氣排放監測系統(CEMS)進行煙氣溫度、壓力、流速及流量的實時連續測量。
皮托管是傳統的測量儀器，測量部分主要有皮托管與差壓變送器組成，為適應實際工況，在不影響測量的情況下，對皮托管結構做了適應性改變，使其安裝維護更加簡便，所以皮托管流速計不但價格遠遠低于其它同類流量測量儀器，而且無論從性能、安裝、維護、成本、對復雜工況的適應等各個方面相比較，皮托管流速計都有著不可比擬的優勢。
b.測量原理
溫壓流一體化測量裝置的結構主要包括微差壓變送器、靜壓傳感器、熱電阻（或熱電偶）、皮托管、反吹電磁閥、溫度壓力補償等。其測量原理是：一次取壓元件采用傳統的皮托管測量方式，在正確安裝后，皮托管的全壓、背壓取壓管將檢測到的動壓與靜壓分別傳遞到差壓變送器，差壓變送器將動壓與靜壓之差轉換為4~20mA 開方比例電流傳送給配電箱數據采集模塊，CEMS機柜內的計算機進行數據處理。
皮托管內外表面均做了特殊處理，可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。反吹電磁閥主要用于臟污氣體（如鍋爐排放的煙氣）測量時的系統反吹：當探頭檢測孔粘附﹑積淀灰塵污物時，電磁閥定時或按預定程序開啟，將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業，正常測量時電磁閥則處于關斷狀態。
c.技術特點
l 可實時測量煙氣的溫度、壓力、流速，通過3路模擬信號兩線制4~20mA輸出。
l 自動定時對皮托管的動壓和靜壓端進行反吹。
l 測量精度高、可靠性好、可長期連續工作。
l 安裝和接線方便、維護量低。
d.技術指標
l 測量范圍：0~40 m/s；
l 測量精度：±5%FS；
l 校驗頻率：12 個月；
l 響應時間：<1s；
l 輸出信號：4~20mA 開方比例電流，兩線制；
l 差壓（溫度、壓力）變送器電源：24VDC，兩線制；
l 差壓變送器過壓極限：4.0MPa； 皮托管材質：304、316、316L不銹鋼；
l 反吹電磁閥電源：220VAC，50Hz； 皮托管插入長度：500~2000mm 可選；
l 壓力變送器量程：-10~10kPa 或其它訂制量程；
l 溫度變送器量程：0~300℃或其它訂制量程；
l 介質溫度范圍：-40~500℃； 環境溫度：-40~85℃；
l 貯存溫度：0~50℃； 貯存濕度：0~85%RH。
2.6.2.2.2濕度CM-3000S
a.概述
煙氣濕度儀是杭州綽美科技有限公司自行開發的針對煙氣連續排放連續監測系統。高溫煙氣一般指火電行業燃煤發電工程產生的氣體，作為一種比較特殊的介質，一般的溫度范圍在40-50℃，特殊情況下可能達到160度，另外煙氣中一般會存在粉塵和酸性物質如SO2、NOX等，如何克服高溫、高粉塵、和酸性物質而保證煙氣水分的在線測量，是一個十分困難的問題，目前在國內一般通過測量干濕煙氣中的氧量，通過計算獲得煙氣水分，是一種間接測量的方法，測量精度低，不能滿足高溫煙氣測量需求。
利用高溫電容濕度傳感器，使用的電容式電子測量技術，可有效的避免上述問題。
煙氣濕度儀可廣泛適用于火電廠，垃圾焚燒廠等環境對濕度進行監控測量。操作方便，測量范圍寬，精度高，是理想的濕度測量儀器。
b.測量原理
電容式濕度傳感器的敏感元件為濕敏電容，主要材料一般為高分子聚合物、金屬氧化物。這些材料對水分子有較強的吸附能力，吸附水分的多少隨環境濕度而變化。由于水分子有較大的電偶極矩，吸水后材料的電容率發生變化，電容器的電容值也就發生變化。同樣，把電容值的變化轉換為電信號，就可以對濕度進行測量。
c.技術特點
l 高精度
l 超低功耗，穩定可靠
l 外形美觀，結構緊湊
l 數字型處理，抗干擾強
l 耐高溫
d.技術指標
l 測量范圍：0～99%（可根據買方需求定制）（煙氣水分體積百分比）
l 測量精度：±2%
l 響應時間（T90）：從高濕到低濕環境（150s）、從底濕到高濕環境（10s）
l 濕度傳感器：阻容式
l 供電電壓：24VDC
l 信號輸出：4-20)mA
l 輸出負載：500Ω
l 電流消耗：2A
l 功耗（）：25W
l 工作溫度范圍（傳感器）：-40～+180℃
l 工作溫度范圍（變送器及控制部分）：-10～+55℃
l 儲存溫度：-40～+80℃
l 工作環境濕度：0～+100%RH
l 設備全重：<1Kg
2.6.2.2.3氧含量分析儀
氧化鋯鎬頭
氧化鋯信號處理電路板
a.概述
氧含量分析儀是杭州綽美科技有限公司自行開發的針對煙氣連續排放連續監測系統。采用氧化鋯測量原理，氧化鋯氧分析儀具有結構和采樣預處理系統較簡單、靈敏度和分辨率高、測量范圍寬、響應速度較快等優點。
b.測量原理
氧化鋯材料是一種氧化鋯固體電解質，是在純氧化鋯中摻以一定量的氧化鈣或氧化釔經高溫燒結后形成的穩定的氧化鋯瓷燒結體。由于在它的立方晶格中含有氧離子空穴，因此，在高溫條件下它是良好的氧離子導體。
利用它的這一特性，在一定的溫度下，當傳感器兩側的氧含量不同時，它便是一個典型的氧濃差電池。如果在氧化鋯管內外涂制純鉑電極，用電爐對氧化鋯管加熱，使其內外壁接觸氧分壓不同的氣體，氧化鋯管就成為一個氧濃差電池，在兩個鉑電極上將發生如下反應：
在空氣側（參比側）電極上：O2+4e→2O2-
在低氧側（被測側）電極上：2O2-→O2+4e
當這兩種遷移達到平衡后，便在兩電極間產生一個與氧濃差有關的電勢信號E。
氧電勢值E符合能斯特方程：
式中：
R-氣體常數
T-鋯管的溫度
F-法拉第常數
PX-被測氣體氧濃度百分數
PA-參比氣氧濃度百分數，一般為20.6％。
c.技術特點
l 高精度、線性輸出
l 量程可選：0-25%或0-99%
l 多種輸出方式：4-20mA，0-10VDC和RS232通訊接口
l 外部觸發自動或手動校準。也可以通過板載按鈕開關來啟動校準
l 可以在空氣中（20.9%O2）或其他任何已知氧濃度環境中校準
l 周期性的3.3VDC邏輯輸出可以用作診斷目的直接監測氧泵循環
l 可調的輸出濾波可實現快速、動態或慢速、穩定的輸出響應
l 電源和傳感器操作LED指示
d.技術指標
l 測量范圍：0～25%
l 測量精度：±2%
l 檢驗頻率：12個月
l 響應時間：<15s
l 輸出信號：4～20mA
l 4～20mA負載：100～750Ω
l 輸入電壓：220VAC
l 功耗：15W
l 存儲溫度：-10～60℃
l 操作溫度：-10～60℃
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