SMC-9021 烟气在线监测系统由气态污染物监测系统、压力变送器、温度变送器、流速测定仪、及数据处理单元（DAS）组成。见图 1： 

 

9021仪表

目前有CEMS的气体污染物分析部分共有三种形式符合国家标准：直接抽取法，稀释取样法和现场安装型。西克麦哈克（北京）公司可以提供直接抽取法和现场安装型的系统。直接抽取法的优点是维护方便，校准简单，测量准确。根据用户情况可以提供各种配置，满足用户需要。 

此次，我司参与投标的SMC-9021 烟气在线监测系统，属于直接抽取式分析系统。针对贵司项目的检测项目和工况特点，我司对SMC-9021 烟气在线监测系统的具体配置如下： 

以下就针对气体组份分析单元的工作原理、性能特点分别进行阐述： 

 

S710 多组分分析单元 

 

S71O 多组份分析单元简述 

由取样探头抽出的样气通过加热输气管线到达气体分析系统。输气管线是自热式的，利用加热材料的居里点进行控温，当温度低于居里点时，它是导体，通过电流加热。温度超过居里点时，它转为绝缘体，不加热。居里点就是其恒定温度。用该方法控温的最大好处是可靠性高。我们选择的加热温度140℃。加热管线的外套是用抗紫外线照射和耐高低温的绝热材料制成的。

系统的预处理包括压缩机制冷器， 采样泵，取样/校准/反吹电磁阀组，蠕动泵，细过滤器和流量控制器等。压缩机制冷器降温效果好，SMC9021 采用两级制冷，第一级将温度从 140℃降至室温，随后经过泵输入到第二级制冷器把温度降到 4℃±0.1℃。整个过程的时间小于 5 秒钟。因此，SOB2B可以认为没有损失。蠕动泵将冷凝水排出，收集在储液管中。 

由S710 中的PLC 对测量/校准/反吹阀组进行控制。校准程序包括输入零气， 空气，标气 1，标气 2 等程序。在校准过程中 S710 将测量结果与原来的储存数据进行比较，修正偏差，重新开始的测量就是修正过的数据。作为可选，S710 还能装备内标气室。流程图中采用的是有内标气室的S710，校准过程只需要一瓶N2 气。使用内标气室可以节省标气的使用量，减少了使用成本，还能提高系统的可靠性。 

系统还配备了温度报警，压力报警和湿度报警，对高温取样的状态，取样过滤器的堵塞和冷凝情况进行监控，与取样泵连锁，保证系统取样的准确和仪器工作的可靠性。

仪器主要技术指标： 

1.取样过滤器温度：180℃ 

2.输气管路加热温度：140℃ 

3.压缩机制冷：两级，控制温度：4℃±0.1℃；停留时间小于 5 秒。 

4.蠕动泵自动排水量：10ml/min 

5.测量/校准/反吹的编程控制。 

6.S710 模块化多组份气体分析器由 MULTOR 模块，UNOR 模块和 OXOR 模块

 

组成。 

7.主要技术指标（以环保烟气在线监测为例）： 

7.1测量组份：NOx,SO2,CO2,CO,O2（可选） 

7.2测量范围： 

组份	测量范围
NOx	0-750mg/m³（可选择设定量程）
O2	0-25%（可选择设定量程）

7.3重复性：±0.5%满量程 

7.4零点飘移：±1%满量程/周 

7.5跨度飘移：±1%满量程/周 

7.6线性：±1%满量程 

7.7响应时间：T90% <25s 

7.8电源：220VAC±15%；50/60Hz 

7.9信号输出：0/4—20mA 最大 750 欧（0—10V） 数字输出：RS232；RS422 

7.10设备状态输出：测量/故障/报警/校准/反吹 

7.11输入：测量/故障/报警/校准/反吹 

7.12校准：手动/自动/遥控（带内标气室） 

7.13校准气：N2；NOx；SO2；CO2；CO（除 N2 外，其余气不常用） 

7.14校准循环：约 20 分钟 

7.15DAS 是 CEMS 不可缺少的一部分。西克麦哈克（北京）能够满足环保部门对 CEMS 的要求。 

CEMS 烟气在线监测系统监视图

 

系统性能特点

1.系统被设计成能满足在至少 90 天运行而不需要非日常维修的要求。（非日常维修是指在 CEM 系统运行和维护手册中常规部分没有要求的任何维修活动）。 

2.CEM 系统提供 90％以上的数据可利用率。CEM 数据可用率的计算是基于 CEM系统运行并收集数据的时间，扣除 CEM 系统任何部件不能投运的时间。 

3.CEM 系统中分析仪器具有自我诊断功能。这些诊断功能包括检测源和探头的失效、超出量程情况和没有足够的采样流量的能力，并具有主要仪器部件故障警报功能。 

4.CEM 系统的数据采集和处理系统（DAS）具有数据存储、处理、识别无效数据等功能。能够控制 CEM 的日常运行，包括：自动校正循环，自动反吹采样系统过滤器和探头，提供认证测试和检查所需资料，全部打印出测量的排放物成份及浓度数据（符合中华人民共和国有关标准的要求）。CEM 系统可与企业 DCS 系统连接并在控制室中进行监测。 

 

◆ 系统所采用的新技术和优秀的组件选型

(1)独特的全系统样气湿度控制设计，确保分析仪主机不会由于样气脱水失效而造成不可修复的损害；

(2)主机样气水份补偿计算，尤其适用于低量程的检测；

(3)选用可靠的采样探头和恒温伴热采样管线；

(4)选用长寿命样气冷凝压缩机（冷凝效率高效、稳定），德国 AGT  公司产品；

(5)选用通过国家环保部认证的进口原装烟尘仪；

(6)系统成套完全执行德国质控标准；

 

◆ 气态污染物分析单元技术关键点以及核心部件简述 

对于排放点源的气体组份在线监测，特别是针对 NOX 的连续在线分析，采用低温除湿处理的直接抽取法是国内最为普遍的方法。这种方法的优点是通用性强、维护方便、校准简单、测量准确。我们所提供的 S71O 多组份分析单元（SMC-9021） 就是采用这种分析方式，并可依据用户应用现场的不同工况条件情况提供各种特 殊配置，满足用户需要。 

烟气在线监测系统（CEMS）的现场应用工况各有不同，烟气湿度（露点）大、含尘量高、气体背景复杂等条件的影响都应成为 CEMS 整体设计（特别是采样和预处理系统配置设计）的主要考虑因素，其中对 CEMS 正常运行干扰最大的因素就是烟气湿度的控制。 

 

◆ 特别说明：针对高湿度烟气预处理的设计思路和部件选型配置 

高湿度烟气的温度稍有降低就会出现结露现象，S71O 多组份分析单元系统采用可靠的高温取样，高温（140℃）输气（整个采样和样气输送的温度都恒定在烟气露点之上）和快速制冷脱水的方法，完全克服了高湿度烟气对 CEMS 运行的冲击，保证测量结果的准确性。高温取样探头包括进入烟囱/烟道中的取样管和在烟囱/烟道外的取样过滤器及其恒温控制器。见采样探头示意图。 

从烟囱/烟道中通过取样探头抽出的样气通过加热输气管线到达气体分析系 统。输气管线是自热式的，利用加热材料的居里点进行控温：当温度低于居里点 时，它是导体，通过电流加热；温度超过居里点时，它转变为绝缘体，不对管线 进行加热。加热材料的居里点就是加热管线的恒定温度。用该方法控温的最大好处是可靠性高。加热管线的外套是采用抗紫外线照射和耐高低温的绝热材料制成， 有效保证加热管线的温度。 

整个采样、样气输送以及预处理系统中所有与烟气和样气接触的部分均采用耐腐蚀材料制造。采样探头及初滤单元采用高标号不锈钢、哈氏合金钢和陶瓷材质，采样管线采用聚四氟乙烯塑料。 

 

◆特别说明：S700 分析主机消除干扰所采取的措施 

 

虽然样气经过冷凝除水，但进入分析主机的样气还是残留有少量水汽以及其它可能会对分析产生干扰的非检测组份。 

为克服这种气体背景的干扰，西克麦哈克提出了加装滤波气室和单独检测样气水分并进行补偿计算的概念，完美的解决了以上问题。 

 

分析仪检测器结构简图 

样气水分检测及补偿计算功能 

 

◆ 气态污染物分析单元--其它功能特点及运行流程概述 

系统还配备了温度报警、压力报警和湿度报警。对高温取样的状态、取样过滤器的堵塞和冷凝情况进行监控，与取样泵连锁，保证系统取样的准确和仪器工作的可靠性。 

CEM 系统由加热的取样探头（对样气粗过滤）和自限热（140℃）的伴热取样管线保证气体在采样和传输过程中保证烟气的原来品质，通过预处理迅速冷凝除湿并将冷凝液通过蠕动泵排至储液罐内，除湿后的气体经再次细过滤除尘通过取样泵送至德国 SICK/MAIHAK 公司的 S700 系列微机化模块式分析系统进行分析。

其中 SO2、NOx 选用高精度、高选择、高稳定性的红外分析仪进行分析。O2 器选用采用寿命长、精度高电流传感器进行分析。最后通过数据处理（工控机）进行取样、反吹、效验等动作执行和强大的总量计算形成报表满足环保的测试要求。提供双路隔离的（4—20mA）测量信号输出和量程转换、标定 、故障等状态信号等多组继电器开关量输出。满足向 DCS 提供信号。完成整个测量和信号传输设置参与脱硫设备控制的要求。 

仪表空气或压缩空气的要求：要求的压力 = 3 ... 4 bar；空气消耗 = 2N m3/h ；根据标准： DIN ISO 8573-1 , 如果被固体污染： 3-5 级 (小于 40µm)； 使用的压缩空气的露点 要求> 3°C, 对应于 4 级 最大含油量 1mg/m3, 对应于 3 级。 

 

优点： 

■ 紧凑的设计 

■ 模块化 

■ 对于过程控制要求响应时间短 

■ 可用至 1400℃，根据需要可更高 

■ 不用测量气体泵 

■ 不用参比气体 

■ 所有的气体导向部件都是加热的；没有冷凝 

■ 自动检查。用“注入空气”的校准功能作标准配置；不需要专用的测试气体。 

■ 不需要温度控制。 

■ 测量精度高 

 

电源要求: 

(1) 额定电压：220V 

(2) 允许偏差：-15%～+10% 

(3) 谐波含量：〈5% 

(4) 额定频率：50HZ 

(5) 接地：系统各设备的接地，按设备安装说明书进行 

(6) 电气保护：CEMS 系统具备电压、电流、断电等保护措施