热控技术课件(检修人员)（PPT60页)

热控专业知识培训CEMS设备原理一、稀释探头工作原理稀释探头工作原理将高压干净的压缩空气从稀释空气管打入文丘里泵，根据伯努利公式（p+1/2ρv2+ρgh=C）可知在文丘里泵内会产生负压，将烟道内的烟气经音速小孔稀释后经稀释样气进入分析仪。音速临界小孔采取耐热玻璃和陶瓷材质，小孔前端由石英过滤棉过滤，并经过陶瓷孔板到达小孔。小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46被以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而只取决于气体分子流经小孔时的震动速度，即产生恒流。当稀释探头的真空度大于13inHg（约合44kPa）时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恒流条件。稀释法的优点有以下优点：稀释系统大大提高了系统的可靠率，降低了系统运营和维护成本，根据美国的调查，稀释系统的平均运营成本只有直接采样系统的1/3到1/2；稀释后烟气含水量被降低到露点以下，采样管无需加热或保温，大大降低了管路老化速度；彻底避免因为结露而对仪器产生的可能损坏；稀释技术解决了烟气含尘量高而引起的堵塞问题；烟气采样流速只是直接采样系统的50分之一到100分之一，相应烟气中含尘、水分量也只是50分之一到100分之一，可以使用更先进准确度高的分析仪；采用从采样探头开始的全系统动态校准；采样系统采样管内是正压，避免了管线泄漏产生的影响；日常维护注意事项（1）CL管即校准气管不能泄漏，特别是烟气压力为正压情况，否则会堵塞校准气管和探头；（2）管路与稀释探头连接前必须使用高压干净的压缩空气进行吹扫。（3）每次更换加热器、探头清理时必须做好探头与探头加热器之间的密封，防止凝结的高腐蚀性液体腐蚀加热器。（4）拆管、回装管线的顺序必须严格按规范执行：拆除管线顺序：稀释空气管，稀释样气管、真空管、校准气管回装管线顺序：稀释样气管、真空管、校准气管、稀释空气管（5）更换音速小孔、石墨卡套、延伸管等设备时必须保持手的清洁，防止颗粒物进入堵塞小孔；（6）管线的使用要求，不能太长（一般不要超过100米），否则真空无法保证真空，样气管、稀释空气管必须要求使用特氟隆管，因其气阻很小，当使用其他材质管路时必须保证一定硬度，不能在较小压力下变形，导致气流受阻，影响真空，管路内径粗能保证真空，但是会降低灵敏度；管线的长度越短则系统的反应速度越快。（气体在管线中的行进速度约为2米/秒。管线越粗越短则气阻越小，越有利于真空度的提高，但会降低反应速度，管线所能选取的最大长度要以真空度最终能大于13inHg为标准。以极限长度100米为例：VL管：1/4OD,5/32ID,CL管：1/4OD,5/32ID,DA管：1/4OD,5/32ID,DS管：1/4OD,6/32ID。3管线的材质：理论上说CL管和DS管必须用聚四氟乙烯材质，而VL管和DA管可以用普通塑料管，但普通塑料管存在抗老化问题。（7）气体维护及要求，稀释空气压力不能过大也不能过小（40-50psi），否则影响真空，标定后严禁调整稀释空气压力，否则标定失效。（8）压缩空气压力低对系统的影响，压力低会造成二氧化硫、氮氧化物剧烈波动，氮氧化物臭氧长时间存储在气路中导致还原性管路失效（U形管堵塞），测尘仪反吹气源压力不足，导致测尘仪探头损坏。（9）稀释比越高系统的精度越差，对零气纯度的要求也越高。一般脱硫系统选100：1，对音速小孔来说100:1对应的是50ml/min的小孔（稀释气的流量是5L/min)零气概念零气：不含有所测物质的气体系统对零气的要求:1、压力一般大于60psi.2、除油，除颗粒物。3.、露点在负20度以下。4.、不含所测物质（如：SO2,NOx等）零气系统的耗气量计用气要求：系统的用气标准：1压力最好大于6kg/cm2(压力越大则无热除水器的除水效果越好）2电厂仪表用压缩空气，除油除水。系统的用气量计算：每根探头的耗气量约为5L/min。无热除水器的最大效率为50%，因此无热除水器用于自身干燥的耗气量等于其所能提供的最大输出气量。CEMS系统气路图CEMS供电系统A、操作手柄位置：MODEL43i工作原理二氧化硫分析仪工作原理43i型分析仪的操作原理是，SO2分子吸收紫外光（UV），在某个波长受到激励，然后衰减至较低的能量状态，在另一个不同的波长发射UV光。明确地说就是：SO2＋hv1→SO2*→SO2＋hv2通过样品气路接口将样品拉进43i型分析仪，如图1-1所示。样品流经碳氢化合物“弹踢器”，“弹踢器”迫使碳氢化合物分子渗透穿过管壁，将碳氢化合物从样品中去除。SO2分子经过碳氢化合物“弹踢器”时不受影响。样品流入荧光反应室，脉动的UV光在这里激励SO2分子。聚光镜进行调焦使脉动的UV光进入反光镜总成。反光镜总成有四个反光镜选择，它们只反射激励SO2分子的波长。在受到激励的SO2分子衰减至较低的能量状态时，所发射的UV光与SO2浓度成比例。带通滤波器只允许由经过激励的SO2分子发射的波长到达光电倍增管（PMT）。PMT从衰减的SO2分子探测UV光的发射。位于荧光反应室后面的光电探测器持续监控脉动的UV光源，并连接到一个电路补偿光照强度里产生的波动。二氧化硫分析仪参数检测下限2.0ppb（10秒平均时间）1.0ppb（60秒平均时间）0.5ppb（300秒平均时间）(完全符合超净改造要求，超净要求分析仪最低检出限小于0.5ppm)零漂移（24小时）1ppb跨度漂移满刻度的±1％响应时间（在自动模式下）80秒（10秒平均时间）110秒（60秒平均时间）320秒（300秒平均时间）线性度满刻度的±1％模拟输出6个模拟电压输出；0－100mV,1,5,10V（用户可选择），12位分辨率。6个模拟电流输出；0－20mA,4－20mA，12位分辨率。二氧化硫分析仪常见故障常见故障及原因分析：1、泵抱轴或泵膜损坏；2、模拟量输出板件；3、四级滤光镜片氧化；4、流量传感器故障；5、毛细管堵塞；6、测量接口板故障（非线性，但版本要与主板版本一致）7、CH化合物切割器泄露；8、反应室泄露；9、直流电源模块故障；10、显示器故障氮氧化物分析仪工作原理氮氧化物分析仪工作原理42i型分析仪的操作原理是，一氧化氮（NO）和臭氧（O3）发生反应并产生一种特有的发光，这种发光的强度与NO的浓度成线性比例关系。当受到电子激励的NO2分子衰减至较低的能量状态时便会发出红外光。明确地说就是：NO＋O3→NO2＋O2＋hv二氧化氮（NO2）必须首先转换成NO才能利用化学发光反应来进行测量。NO2是通过一个被加热至大约325℃的钼NO2至NO转换器来转换成NO的（选装的不锈钢转换器是加热至625℃）。环境空气样品通过取样闷头被吸入42i型分析仪中。样品流过一根毛细管，然后流到模式电磁阀。电磁阀把样品直接送到反应室（NO模式）或者通过NO2至NO转换器再送到反应室（NOx模式）。位于反应室之前的一个流量传感器用于测量样品流量。干燥空气通过干燥空气闷头进入42i型分析仪，通过一个流量开关，然后通过一个无声放电臭氧发生器。臭氧发生器用于产生化学发光反应所需要的臭氧。在反应室，臭氧与样品中的NO发生反应以产生受激NO2分子。封装在热电冷却器内的光电倍增管（PMT）检测到此反应中产生的发光。排气从反应室出发，通过臭氧（O3）转换器移动到泵，然后通过通风孔排出。在NO和NOx模式中计算出来的NO和NOx浓度被储存在存储器内。浓度差用于计算NO2的浓度。42i型分析仪将NO、NO2和NOx的浓度输出到前面板显示器和模拟输出，同时使这些数据还可通过串行或以太网接口获得。氮氧化物分析仪参数检测下限0.50ppb（60秒平均时间）(完全符合超净改造要求，超净要求分析仪最低检出限小于0.5ppm)零位偏移（24小时）0.40ppb跨度偏移±满刻度的1％响应时间（在自动模式中）40秒（10秒平均时间）80秒（60秒平均时间）300秒（300秒平均时间）线性度±满刻度的1％模拟输出6个模拟电压输出；0－100mV,1,5,10V（用户可选择），12位分辨率。6个模拟电流输出；0－20mA,4－20mA，12位分辨率。氮氧化物分析仪常见故障常见故障及原因分析：1、泵抱轴或泵膜损坏；2、U型管堵塞（内装还原剂）；3、臭氧清洁器腐蚀及清洁剂失效；4、模拟量输出板件故障；5、流量传感器故障；6、毛细管堵塞；7、臭氧发生器损坏（电极烧坏）；8、测量接口板故障（非线性，但版本要与主板版本一致）；9、臭氧发生器高压电源故障；10、直流电源模块故障。取样短节（取样装置）安装要求（1）与烟道角度70-80°：（2）取样装置的材质必须是经过金属检验的316L或904合金材质，防止酸性烟气的腐蚀；（3）取样装置必须做好保温，防止凝结的酸露腐蚀取样装置；（4）做好定期检查工作，防止取样管线泄漏造成取样装置加速腐蚀。颗粒物浓度测量原理（对穿法）颗粒物浓度测量原理（对穿法）一束光穿过介质，其与已知的介质所含污染物的量的数量关系，根据Beer-Lambert原理，如下：τ=I/I0=e-acl其中：τ=透光度（传导度）（见下图1）I0=进入介质的光强度（见下图2）I=穿过介质的光强度a=衰减系数c=灰尘浓度l=光穿过介质的距离颗粒物浓度测量仪表优缺点（对穿法）优点：反应灵敏，可靠性较高缺点：水珠和蒸汽影响较严重，因此不适合测量脱硫出口烟气粉尘浓度。维护要点：1、光点不能偏差大，通过可调节法兰管进行调节；反吹气源的压力要大于烟气压力，反吹气源流量要满足吹扫要求，避免高温、高湿度烟气在镜片上结露或入发射端损坏电路板，且气源要进行除油除水处理；2、密封要严密，发射端的罩盖、调整窗密封要严密，避免灰尘等杂物进入发射端，导致精密镜片失效，聚光镜、反吹装置均应密封良好，否则会导致烟气进入发射端，导致电路板、镜片腐蚀损坏；擦拭镜片时要使用专用的鹿皮，否则易导致镜片出现划痕或遗留灰尘。校准注意事项校准注意事项1）必须拆下发射端到实验室进行校验，避免烟气或空气中灰尘影响校准效果；2）拆探头只需拆除发射端和反吹装置连接处的四条螺栓，严禁松动或紧固反吹装置和可调节法兰管的三条螺栓，避免光点出现偏差，甚至无法对光；3）、校准前打开发射端罩盖，擦拭内部光学镜片，检查聚光镜处密封组件是否密封良好；4）校准时反射器和发射端的距离一定要与实际烟道宽度一致，否则会导致测量出现偏差；5）校准时使用的反射器镜片必须是现场在线测量时使用的反射镜片，否则校准会出现偏差。常见故障及处理方法1、异常波动，原因1）发射端或反射段镜片结露，需要检查气源皮质和压力；2）发射端镜片附着灰尘，需要擦拭镜片；3）光电转换板松动或光电转换传感器损坏，重新校正光路或更换光电转换板；3）发光二极管固定螺丝松动，需要紧固固定螺丝；4）发光二极管老化，导致光强波动，需要更换发光二极管；5）主板故障导致发光二极管电压不稳，需要更换主板；6）烟道振动大，导致光点无法对准光圈中心。2、光点消失，原因1）由于烟道振动或变形导致调节螺栓松动，重新对光并紧固调节螺栓；2）发射器、反射镜片受污染；3）烟气烟尘高；4）烟气内蒸汽较多。抽取式颗粒物浓度测量仪表原理抽取式颗粒物浓度测量仪表原理测量结构原理：⑥取样风机（可调速），以一定的速度将洁净空气注入③射流取样器，从而产生负压，将烟道样气从①取样探头处抽取到④雾化腔室，水汽在雾化腔室内经加热（一般加热到270℃组左右）气化后进入⑤测量单元，进行颗粒物的测量。零空气和烟道样气混合后由②尾气排放口注入烟道。其以射流取样及高温雾化腔室完成对烟道气的采集及预处理，达到常规探头正常运行所需的外部条件，从而顺利实现对湿烟气中颗粒物的实时在线测量。测量原理是基于颗粒物对激光的前向散射法。参数描述a．符合国际通用的测试方法（ISO9096-2003）及中国现行的法规。b．通过德国TUV认证和中国环保产品认证CCEPc．全自动仪表的零点、满度校验，并记录校验数据d．仪表的光学部件污染情况进行实时监测，并提示客户及时维护e．对雾化腔室和采样泵的状态进行实时监测，并给出相应报警信息f．采用变频的射流泵，可以根据现场流速反馈，实时跟