烟气排放连续监测系统（简称CEMS），可对固定污染源（如锅炉、工业炉窑、焚烧炉等）排放烟气
中的颗粒物、气态污染物的浓度（mg/m3）和排放率（kg/h、t/d、t/a）进行连续地、实时地跟踪测试。或者说，CEMS是烟气排放在线监测和排污计量系统。
CM一般由烟尘检测子系统、气态污染物监测子系统、烟气参数监测子系统、系统控制及数据采集处理子系统四个基本部分组成。
x、O2采用本公司自主开发的CEMS-2001型烟气排放连续监测系统（气态污染物监测子系统部分）分析，抽取式热湿法预处理，其中：
l x采用高温伴热紫外差分吸收光谱（DOAS）分析技术
l O2采用氧化锆
高温伴热紫外差分吸收光谱（DOAS）分析技术除了能够测量x外，还能够分析SO2、NH3、CL2、
H2S、O3、HCL等气体。
与抽取冷凝法CM相比，本系统具有测量准确、性高、投资成本低、响应速度快等优点，由
于抽取热湿法采用伴热，避免抽取冷凝法产生的冷凝水吸收SO2导致测量结果偏低等缺点；
与原位法CEMS相比，本系统具有支持在线校准、测量值波动小、性高、设备简单等优点；
与在位法CEMS相比，本系统具有安装调试方便、现场设施要求低等优点。
本CM系统整机结构紧凑，方便运输和安装。
2技术优势
l 指标均在高温状态下测量
避免冷凝水吸收导致测量结果偏低，并腐蚀预处理管路；
l 系统结构简单，集成度高
在引流泵的作用下，烟气经探头、伴热管线后直接进入测量室，测量x浓度，再进入氧化锆/引流泵模块后，直接排出，系统构造简单，集成度高，维护方便；
l 器件和算法自主研发
器件包括光源、光谱仪、气体室、湿度模块、粉尘仪等自主研发，DOAS算法也自主研发，系统具有较强的市场竞争力；
3技术规格
l 尺寸：600mm×600mm×1800mm
l 重量：约100kg
l 测量参数：2、、O2
l 伴热管线温度：120oC～200oC
l 探头伴热温度：120oC～200oC
l 护等级：机柜IP42，其他IP65
l 供电：220VAC，3000W
l 环境温度：-20oC～50oC
l 环境湿度：5%Rh～95%Rh（不结露）
l 对外输出：4-20mA，RS232，RS485
4设计标准
本设计严格按照以下标准、规范：
4.1标准
GB/T16157—1996固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
GB50093—2002 自动化仪表工程施工及验收规范
4.2技术规范
HJ/T75—2007固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）
HJ/T76—2007固定污染源烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法（试行）
HJ/T212—2005污染源在线自动监控(监测)系统传输标准
HJ/T352—2007 环境污染源自动监控信息传输、交换技术规范（试行）
HJ/T47—1999 烟气采样器技术条件
HJ/T48—1999 烟尘采样器技术条件
5 系统介绍
5.1 CEMS描述
我方专门针对污染源排放特点，提供具有产品的CEMS-2001型烟气排放连续监测系统。探头、采样系统部件都采用耐腐蚀材料，其中，探头材质为特种耐酸不锈钢(316L) 、过滤器材质为陶瓷、采样伴热管线为定制的Φ8聚四氟乙烯伴热管。在贵公司工况下能连续运行的要求。
X、O2在线监测系统由置于烟囱上的采样探头以及置于小屋中的分析机柜，标气组成。其中采样探头负责烟气采样，高温伴热避免烟气中水蒸气冷凝，内置陶瓷滤芯用于过滤烟气中的粉尘；分析机柜负责抽取烟气，并直接高温测量x、O2指标；标气用于校准分析仪表。
系统提供一套功能完善的数据采集系统（DAS），具有显示监测、数据处理、报表管理、远程通讯、远程监控、异常报警等功能。
系统的气体分析采用抽取热湿法（伴热直接抽取法），合有关《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试运行）》（HJ/T75-2007）要求。
5.2系统流路原理
系统采用一拖二模式，两个流量的样品由两个探头分别取出，进入系统后由一个手动三通阀切换，根据用户的需要，选择某路进行分析。
分析仪进入测量状态后，气动球阀切换到采样气路，在引流泵的作用下，被测气体经由探头杆、过滤器、电动球阀进入高温伴热气体室，分析仪利用紫外差分吸收技术（DOAS）对气体进行分析，得到2、等气体的浓度（高温湿法），并利用氧化锆测量O2的浓度，后排空。
分析仪定时会进入校准/反吹状态进行自动调，此时气动球阀切换到反吹气路，调电磁阀打开，在采样泵的作用下，环境空气经过滤器、调电磁阀后进入气体室，对气体室中残留的被测气体进行吹扫，从而实现调，同时实现氧的量程校准；调同时，分析仪控制反吹电磁阀开或关，实现对探头过滤器的反吹。
5.3系统电气控制原理
系统电气控制以紫外气体分析仪为，需要PLC，如图所示：
5.4系统机柜说明
系统正面
编号 | 名称 | 说明 |
(1) | 高温紫外气体分析仪 | 气体室外置 |
(2) | 工控机 | 安装数据采集、换算、显示、存储、上传软件 |
(3) | 控制面板 | 包括控制探头、伴热管线和加热盒的3个温控表，以及调、反吹、量程校准3个按钮 |
系统反面
编号 | 名称 | 说明 | |
(1) | 高温紫外气体分析仪背部 |
| |
(2) | 加热盒 | 可以伴热到120oC，内置气体室、球阀（电动执行机构安装在加热盒外部，避免损坏）、氧化锆/湿度/引流泵模块 | |
(3) | 温控器背部 |
| |
(4) | 电磁阀 | 3个，分别实现反吹、校准和引流泵供气 | |
(5) | 控制按钮背部 |
| |
(6) | 固态继电器 | 与温控器配套 | |
(7) | 电气控制 | 实现各种供电的分配、电磁阀/电动执行机构等的控制、信号输入输出等 | |
(8) | 氧化锆变送模块 | 采集镐头信号，处理后形成4-20mA电流信号输出 | |
(9) | 微压流量计 | 通过测量加热盒内流路上下游的压差，指示当前样气采样流速 | |
(10) | 开关电源 | 2块，提供机柜内部24VDC、12VDC供电，以及外部粉尘仪、温压流一体化24VDC供电 | |
(11) | 数据采集模块 | 负责采集粉尘仪、温压流一体化信号（4-20mA），并传输到工控机 | |
(12) | 过滤减压阀 | 为系统提供压力稳定、干净的高压空气 | |
5.5烟气气体污染物采样器
烟气气态污染物采样器（以下简称取样探头）
样气通过取样探杆进入到取样探头内，经过陶瓷滤芯过滤后，除去样气中的粉尘；取样探头通过加热器加热到120℃～150℃，样气在经过取样探头后，产生冷凝水。
5.6紫外分析仪
X气体分析仪采用高温紫外差分气体分析技术，其内部构成如图：
分析仪采用紫外差分算法检测气体浓度，其中SO2、等气体在紫外波段存在吸收，如图：
光路如下：
利用此光路，分析仪可以采集得到原始光谱，利用样气原始光谱和气原始光谱，即可计算出吸收光谱，然后利用DOAS技术，可以计算得到SO2和等气体的含量，DOAS技术可以计算结果受光路污染、气体中粉尘等杂质的影响小。
型号 | CEMS-2001 |
原理 | 高温紫外差分吸收光谱 |
量程 | 小量程为50ppm，量程为100%，支持双量程，量程比1:10 |
线性度 | ±1.5% F.S. |
示值误差 | < 5% |
重复性 | < ±0.5% F.S. |
点漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
量程漂移 | < ±1.5% F.S. / 7天 |
工作温度 | -10 ~ 50°C |
响应时间（T90） | <10秒 |
4-20mA输入接口 | 2路，可灵活配置，100欧负载 |
4-20mA输出接口 | 4路，输出内容可配置，带载能力<800欧 |
开关量输入接口 | 4路，可灵活配置 |
继电器输出接口 | 8路，输出内容可配置，DC30V2A |
通讯接口 | 1路232，1路485(支持Modbus协议) |
电源/功率 | 220±20% VAC / 100W |
预热时间 | 无需 |
5.7氧含量分析仪
氧化锆镐头
氧化锆信号处理电路板
a.概述
氧含量分析仪是杭州泽天科技有限公司自行开发的针对烟气连续排放连续监测系统。采用氧化锆测量原理，氧化锆氧分析仪具有结构和采样预处理系统较简单、灵敏度和分辨率高、测量范围宽、响应速度较快等优点。
b.测量原理
氧化锆材料是一种氧化锆固体电解质，是在纯氧化锆中掺以量的氧化钙或氧化钇经高温烧结后形成的稳定的氧化锆瓷烧结体。由于在它的立方晶格中含有氧离子空穴，因此，在高温条件下它是良好的氧离子导体。
利用它的这一特性，在的温度下，当传感器两侧的氧含量不同时，它便是一个典型的氧浓差电池。如果在氧化锆管内外涂制纯铂电，用电炉对氧化锆管加热，使其内外壁接触氧分压不同的气体，氧化锆管就成为一个氧浓差电池，在两个铂电上将发生如下反应：
在空气侧（参比侧）电上：O2+4e→2O2-
在低氧侧（被测侧）电上：2O2-→O2+4e
当这两种迁移平衡后，便在两电间产生一个与氧浓差有关的电势信号E。
氧电势值E合能斯特方程：
式中：
R-气体常数
T-锆管的温度
F-法拉第常数
PX-被测气体氧浓度百分数
PA-参比气氧浓度百分数，一般为20.6％。
c.技术特点
l 高、线性输出
l 量程可选：0-25%或0-100%
l 多种输出方式：4-20mA，0-10VDC和RS232通讯接口
l 外部触发自动或手动校准。也可以通过板载按钮开关来启动校准
l 可以在空气中（20.9%O2）或其他任何已知氧浓度环境中校准
l 周期性的3.3VDC逻辑输出可以用作诊断目的直接监测氧泵循环
l 可调的输出滤波可实现快速、动态或慢速、稳定的输出响应
l 电源和传感器操作LED指示
d.技术指标
l 测量范围：0～25%
l 测量：±2%
l 检验频率：12个月
l 响应时间：<15s
l 输出信号：4～20mA
l 4～20mA负载：100～750Ω
l 输入电压：220VAC
l 功耗：15W
l 存储温度：-10～60℃
l 操作温度：-10～60℃
6系统配置清单
密封压环 （φ6） | S0705-A0401-002 | ||
密封压环 （φ8） | S0705-A0401-003 | ||
白螺帽（φ6） | S0705-A0302-002 | ||
硅胶垫（φ6） | S0705-A0504-003 | ||
白锣帽（φ8） | S0705-A0302-001 | ||
硅胶垫（φ8） | S0705-A0504-001 | ||
分水器（长） | S0307-A0101-004 | ||
分水器（短） | S0307-A0101-002 | ||
两通电磁阀(PTFE)24V | S0603-A0602-001 | ||
两通电磁阀(PTFE)220V | S0603-A0602-002 | ||
PTFE电磁阀支架 | S0703-A0207-001 | ||
直通终端接头G1/4-F8 | S0512-A0102-003 | ||
直通终端接头G1/4-F6 | S0512-A0102-002 | ||
保护过滤器FP-2T | S0304-A0101-006 | ||
保护过滤器滤芯FP-2T | S0701-A0406-011 | ||
保护过滤器O型圈 | S0705-A0503-001 | ||
玻璃过滤器保护罩 | S0701-A0403-001 | ||
直角终端接头1/4NPT-F6 | S0512-A0101-001 | ||
两位一通电磁阀24V | S0603-A0201-002 | ||
两位一通电磁阀220V | S0603-A0201-003 | ||
三通电磁阀支架 | S0703-A0207-002 | ||
直通终端接头G1/4-F6 | S0512-A0102-002 | ||
F22带灯按钮开关（绿色） | S0404-A0301-001 | ||
锁定模块 | S0404-A0301-008 | ||
F22指示灯（红色) | S0404-A0302-001 | ||
取样泵 | S0306-A0101-001 | ||
N86泵支架 | S0703-A0802-001 | ||
取样泵膜片 | S0306-A0101-009 | ||
取样泵阀片 | S0306-A0101-011 | ||
取样泵接头（G1/8-F6） | S0512-A0102-001 | ||
腐两通针阀(PTFE) | S0606-A0305-001 | ||
西门子针阀支架 | S0703-A0105-001 | ||
不锈钢两通针阀（φ6） | S0606-A0306-002 | ||
不锈钢针阀支架 | S0703-A0205-001 | ||
三通接头（φ6） | S0512-A0201-001 | ||
三通接头（φ8） | S0508-A0201-002 | ||
切换阀(PTFE) (EM三通球阀) | S0601-A0702-001 | ||
西门子三通球阀卡 | S0703-A0102-003 | ||
直通终端接头G1/4-F6 | S0512-A0102-002 | ||
取样管温控器（TOS-B4RP2C） | S0410-A0301-001 | ||
取样管温控器(TS-14R) | S0410-A0301-015 | ||
接触器 | S0405-A0502-001 | ||
无源信号隔离器 | S0408-A0101-001 | ||
有源信号隔离器 | S0408-A0101-002 | ||
四氟管 φ6*1 | S0901-A0201-001 | ||
四氟管 φ8*1 | S0901-A0201-002 | ||
氟橡胶管 | S0901-A0202-004 | ||
空气过滤器 | S0102-A1001-009 | ||
疏水过滤器 | S0304-A0501-001 | ||
玻璃转子流量计-25-250L/H | S0308-A0102-025 | ||
两通不锈钢球阀 | S0601-A0501-002 | ||
两通球阀支架 | S0703-A0101-003 | ||
固态继电器 | S0405-A0101-003 | ||
固态继电器散热片 | S0405-A0503-001 | ||
通风过滤网组 | S0201-A0501-001 | ||
风扇 | S0201-A0501-006 | ||
过滤网组链接片 | S0201-A0501-008 | ||
过滤棉（分析柜滤网） | S0201-A0501-004 | ||
储液罐 | S0903-A0301-001 | ||
直通穿板接头F6 | S0512-A0301-001 | ||
制冷器CGC-03(无泵有腔) | S0305-A0101-003 | ||
制冷器EGK1/2(无泵无腔) | S0305-A0102-001 | ||
玻璃冷腔（双腔） | S0305-A0103-001 | ||
CGC-03A温控器MTC-2130 | S0410-A0301-005 | ||
CGC-03B温控器TE4-10 | S1404-A1101-002 | ||
比勒蠕动泵 | S0306-A0202-001 | ||
托马斯蠕动泵 | S0306-A0201-001 | ||
CGC-03制冷器蠕动泵支架 | S0703-A0802-002 | ||
EGK1/2制冷器蠕动泵支架 | S0703-A0802-003 | ||
BUEHLER蠕动泵直角接头 | S0306-A0202-003 | ||
BUEHLER蠕动泵直接头 | S0306-A0202-002 | ||
蠕动泵夹子 | S0903-A0601-005 | ||
比勒蠕动泵管(黑) | S0901-A0202-005 | ||
托马斯蠕动泵管（白） | S0901-A0202-006 | ||
SDL蠕动泵管 | S0901-A0202-002 | ||
BULLER采样探头 | S0302-A0101-004 | ||
探头滤芯 | S0302-A0102-001 | ||
BUEHLER;密封垫 | S0302-A0102-002 | ||
探头滤芯（国产） | S0302-A0102-008 | ||
探头"O"圈 | S0902-A0701-005 | ||
采样探头SD200CD-11 | S0302-A0301-003 | ||
探头滤芯(镍合金) | S0701-A0201-001 | ||
探头密封垫PTFE | S0701-A0201-011 | ||
探头探杆(1米) | S0302-A0303-001 | ||
探头探杆(1.5米) | S0302-A0303-003 | ||
探头法兰 | S0702-A0201-001 | ||
螺旋加热器 | S0410-A0101-002 | ||
探头液涨式温控器（TS-320SR） | S0410-A0301-024 | ||
探头旋转式温控器（WZB 50－250℃） | S0410-A0301-002 | ||
探头吹扫两通电磁阀（24v） | S0603-A0202-003 | ||
探头吹扫两通电磁阀(220v) | S0603-A0202-004 | ||
压缩空气过滤减压阀 | S0304-A0701-016 | ||
压缩空气过滤减压阀（小） | S0304-A0701-017 | ||
终端接头PT1/2-Φ8 | S0504-A0103-004 | ||
终端接头PT1/2-Φ6 | S0504-A0103-003 | ||
终端接头1/4NPT-Φ6 | S0504-A0101-004 | ||
外六角盲堵 | S0504-A0601-010 | ||
单管采样管线 | S0303-A0102-001 | ||
双管采样管线 | S0303-A0102-002 | ||
取样管终端接头 | S0705-A0104-001 | ||
铂电阻 | S0410-A0201-001 | ||
伴热带终端接头 | S0418-A0105-001 | ||
ULTRAMAT 23分析仪 | 根据具体配置 | ||
样气过滤器 | S0102-A1001-009 | ||
气过滤器 | S0102-A1001-005 | ||
压力开关 | S0102-A1001-012 | ||
流量计 | S0102-A1001-013 | ||
斩波器（二、三组分） | S0102-A1001-034 | ||
斩波器(单组份) | S0102-A1001-033 | ||
氧分析模块 | S0102-A0901-001 | ||
U23分水器 | S0102-A1001-063 | ||
U23内部三通接头 | S1407-A0701-008 | ||
样气入口接头 | S0102-A1002-040 | ||
SO2检测器（通道1） | S0102-A1001-036 | ||
SO2检测器（通道2） | S0102-A1001-038 | ||
检测器(通道1) | S0102-A1001-035 | ||
检测器（通道2） | S0102-A1001-037 | ||
CO检测器 | S0102-A1001-044 | ||
显示器（连接板） | S0102-A1002-055 | ||
键盘 | S0102-A1001-054 | ||
样气泵 | S0102-A1001-055 | ||
LCD模块-U23显示板 | S0102-A1001-057 | ||
电磁阀 | S0102-A1001-058 | ||
母板 | S0102-A1001-059 | ||
式过滤器 | S0102-A1001-061 | ||
电源开关 | S0102-A1001-062 | ||
保险丝 | S0416-A0301-002 | ||
气室（60mm） | S0102-A1001-026 | ||
气室（180mm） | S0102-A1001-024 | ||
宝石晶片 | S1402-A0203-001 | ||
带有螺栓和窗口的板 | S0102-A1001-031 | ||
IR光源 | S0102-A1001-023 | ||
沙芯球 | S1403-A0201-001 | ||
疏水过滤器 | S0304-A0501-001 | ||
X转换器 | S0101-A0601-001 | ||
湿度计 | S0101-A0701-001 | ||
寰宇达花梁(宽) | S0201-A0203-006 | ||
不锈钢接头(G1/4-Φ6) | S0512-A0102-002 | ||
氧化锆 | S0109-A0401-001 | ||
腐氧化锆 | S0109-A0401-012 | ||
氧化锆锆头 | S0109-A0401-003 | ||
腐氧化锆锆头 | S0109-A0401-014 | ||
CY-2C氧化锆氧分析仪安装法兰(316L) | S0702-A0201-080 | ||
CY-2C氧化锆氧分析仪安装法兰(SS304) | S0702-A0201-077 | ||
粉尘仪MODEL2030Ⅱ | S0101-A0501-002 | ||
探头法兰 | S0702-A0201-001 | ||
粉尘仪吹扫方式：风机 |
| ||
粉尘仪风机 | S0409-A0101-001 | ||
粉尘仪风机过滤器（MF-8) | S0304-A0201-006 | ||
粉尘仪风机过滤器（MF-10) | S0304-A0201-009 | ||
风机过滤器保护罩 | S0706-A0201-001 | ||
粉尘仪吹扫方式：压缩空气 |
| ||
直通终端接头PT1/2-F6 | S0504-A0103-003 | ||
不锈钢补芯1”外螺纹转1/2”内螺纹 | S0901-A0104-015 | ||
温变（安装方式：法兰） |
| ||
温度变送器（国产，1m） | S0109-A0201-001 | ||
温度变送器（西门子，1m） | S0109-A0201-002 | ||
温变焊接法兰 | S0702-A0201-002 | ||
温变（安装方式：螺纹) |
| ||
一体化温度变送器(国产模块,0-300℃)（1m） | S0109-A0206-001 | ||
一体化温度变送器(西门子模块,0-300℃)（1m） | S0109-A0207-001 | ||
流量计（PT1） |
| ||
差压变送器 | S0102-A1101-001 | ||
皮托管1M | S0109-A0301-022 | ||
皮托管2M | S0109-A0301-007 | ||
DN100法兰 | S0702-A0201-003 | ||
直通终端接头1/4NPT-F6 | S0504-A0101-004 | ||
PTFE管 | S0901-A0201-001 | ||
压力变送器 | S0102-A1101-002 | ||
压力变送器(国产) | S0109-A0101-001 | ||
皮托管吹扫箱(11-CA-V) | S1203-A0201-004 | ||
两位三通电磁阀24V | S0603-A0607-001 | ||
两通电磁阀(塑钢) 220V | S0603-A0303-002 | ||
两通电磁阀(塑钢) 24V | S0603-A0303-001 | ||
电源分配箱 | S1203-A0101-001 | ||
空气开关断路器（C1A 1P） | S0403-A0101-001 | ||
空气开关断路器（C6A 1P） | S0403-A0101-005 | ||
CPU224CN | S0401-A0201-001 | ||
CPU226CN | S0401-A0201-003 | ||
EM231模块 | S0401-A0202-006 | ||
EM232模块 | S0401-A0202-007 | ||
开关电源(24V电源) | S0406-A0101-001 | ||
总线连接器 | S0416-A0403-001 | ||
通讯转换器 | S0417-A0703-002 | ||
232串口卡 | S0417-A0703-001 | ||
PAS-DAS烟气监测软件（含64点加密狗） | S0417-A0704-001 | ||
标准气 | 根据具体配置 | ||
铜 单级气瓶减压阀 氧 小瓶 | S0605-A0501-009 | ||
气体接头 | S0508-A0301-002 | ||
