煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及原理

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)（Continuous Emission Monitoring System，簡稱CEMS）是用于對大氣污染源排放的氣態(tài)污染物和顆粒物進(jìn)行濃度和排放總量連續(xù)監(jiān)測的重要設(shè)備。它不僅能實時傳輸污染源排放信息至生態(tài)環(huán)境保護(hù)主管部門，還具備數(shù)據(jù)記錄、分析和報警功能，對環(huán)境保護(hù)起到了至關(guān)重要的作用。以下是關(guān)于煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成及原理的詳細(xì)介紹。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由以下四個子系統(tǒng)組成：

1. 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)
2. 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)
3. 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)
4. 數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)

二、系統(tǒng)組成

1. 氣態(tài)污染物監(jiān)測子系統(tǒng)
   • 核心設(shè)備：煙氣測試分析儀，如紫外差分光學(xué)吸收光譜法分析儀，用于測量SO2、NOx等氣態(tài)污染物的濃度。
   • 預(yù)處理單元：包括過濾器、采樣探頭等，確保樣品氣體的潔凈和代表性。
   • 分析單元：通過光譜學(xué)、電化學(xué)等原理對氣體進(jìn)行分析，得到精確的濃度數(shù)據(jù)。
2. 顆粒物監(jiān)測子系統(tǒng)
   • 核心設(shè)備：激光后散射法顆粒物監(jiān)測儀，用于測量煙塵的濃度。
   • 吹掃系統(tǒng)：凈化空氣吹掃系統(tǒng)確保光學(xué)探頭的清潔，避免積灰干擾測量結(jié)果。
   • 傳感器：監(jiān)測吹掃系統(tǒng)的電機(jī)狀態(tài)和管道連接情況，確保顆粒物監(jiān)測的準(zhǔn)確性。
3. 煙氣參數(shù)監(jiān)測子系統(tǒng)
   • 流速儀：測量煙氣流速、煙氣溫度、煙氣壓力等參數(shù)。
   • 傳感器：如熱敏溫度計、皮托管等，用于測量煙氣含氧量、濕度等，這些數(shù)據(jù)用于排放總量的計算和相關(guān)濃度的折算。
4. 數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)
   • 數(shù)據(jù)采集器：實時采集各項參數(shù)，生成各濃度值對應(yīng)的干基、濕基及折算濃度。
   • 計算機(jī)系統(tǒng)：生成日、月、年的累積排放量，并將報表實時傳輸?shù)街鞴懿块T。
   • 通訊設(shè)備：如外置MODEM和污染源在線自動監(jiān)控數(shù)據(jù)采集傳輸儀，提供無線或有線撥號連入工控機(jī)訪問煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)。

三、工作原理

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要基于光譜學(xué)、電化學(xué)、色譜學(xué)等原理，通過采樣、傳輸、分析和報警等一系列環(huán)節(jié)，實現(xiàn)對煙氣排放的實時監(jiān)測和異常檢測。

1. 采樣：利用負(fù)壓吸取煙氣，通過管路和流量計將煙氣樣本送入系統(tǒng)集成樣品室，確保樣本的穩(wěn)定性和流量精確性。
2. 傳輸：傳輸管路保持樣本的穩(wěn)定性和流量精確性，設(shè)計考慮不同排放源的特點和現(xiàn)場環(huán)境，確保傳輸順利進(jìn)行。
3. 分析：
   • 光譜學(xué)原理：通過測量光與物質(zhì)相互作用后的光譜信息，獲取物質(zhì)成分和濃度的信息，主要用于檢測煙氣中的重金屬、顆粒物等。
   • 電化學(xué)原理：電化學(xué)傳感器與氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流信號，用于檢測CO、SO2等氣體污染物。
   • 色譜學(xué)原理：通過不同物質(zhì)在色譜柱上的分離和檢測，實現(xiàn)對復(fù)雜組分的分析，常用于檢測揮發(fā)性有機(jī)物等。
4. 報警：系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值，通過聲光報警、短信通知等方式對異常情況進(jìn)行警示，提醒相關(guān)人員及時處理。

四、系統(tǒng)特點

• 高精度：采用高精度采樣技術(shù)和先進(jìn)分析技術(shù)，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
• 自動化：系統(tǒng)具備自動校準(zhǔn)、自動診斷、自動報警等功能，實現(xiàn)無人值守。
• 智能化：通過遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸功能，方便相關(guān)人員隨時了解設(shè)備運行情況和數(shù)據(jù)變化。
• 模塊化：系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，組合方便，可根據(jù)客戶需求進(jìn)行增減。

煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用，通過對煙氣排放的連續(xù)、實時監(jiān)測和異常檢測，有效促進(jìn)了大氣污染治理和環(huán)境質(zhì)量的改善。