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超低排放國家政策
   為了控制燃煤火電污染，國內針對火電污染物的排放標準提出了更加嚴格的要求。2014年9月，國家發改委、環境保護部、國家能源局聯合發布《煤電節能減排升級與改造行動計劃(2014-2020年)》，提出到2020年，東部地區現役的機組通過改造基本達到燃氣輪機組排放限值的要求，煙塵、SO2、NOx排放濃度分別不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3，完成超低排放改造。
超低排放在線監測難點和解決方案
    超低排放在線監測包括超低濃度氣態污染物（SO2、NOx）在線監測和超低濃度顆粒物在線監測。超低SO2排放監測難點：冷干法采樣技術在冷凝水過程中吸收SO2，特別對低濃度尤為明顯；新標準要求SO2 量程至少達到100mg/m3 ，現有分析儀測量精度不足。超低顆粒物監測難點：新標準要求顆粒物量程至少達到30mg/m3，現有煙塵儀大多采用透射、后散射或者前散射技術，監測精度不足；低顆粒物、高濕度的工況條件對儀器要求更高，現有儀器無法消除高濕度的影響。
    聚光科技積極響應國家政策要求，結合多年在固定污染源監測領域沉積的產品開發和應用經驗，為客戶提供超低濃度（SO2、NOx、顆粒物）煙氣排放在線監測綜合解決方案，并為“超低排放”工程新建或改造提供了準確的數據支撐。
    聚光科技超低排放在線監測綜合解決方案由兩部分組成，一是聚光科技自主研發的煙氣排放連續監測系統CEMS-2000，可監測超低濃度SO2、NOx；二是聚光科技子公司荷蘭Synspec新推出的煙氣顆粒物在線監測系統PM-200，可監測超低濃度顆粒物。
超低濃度SO2、NOx監測方案
    CEMS-2000煙氣排放連續監測系統，使用OMA-2000紫外光譜氣體分析儀作為核心儀表，采用紫外差分吸收光譜技術，DOAS算法，長光程回返測量池等多項技術，實現SO2、NOx的超低濃度監測。SO2和NOzui低量程可到75mg/m3，檢出限小于1mg/m3。廣泛應用于煙氣排放連續監測系統、工業過程氣體分析系統等領域。
    針對“超低排放”濃度低、濕度大的特點，CEMS-2000系統全程高溫伴熱，無需除水，可*反映煙氣真實情況，避免冷凝水對SO2的損耗；而冷法紅外監測系統，在除水的過程中會對SO2有損耗，導致測量值不準。
    系統的核心儀表OMA-2000紫外光譜氣體分析儀，主要由脈沖式氙燈、紫外光譜儀、二極管陣列檢測器組成。氙燈發出的紫外光匯聚進入光纖，通過光纖傳輸到測量室，當樣氣通過測量室時將在特定波段吸收紫外線能量，被吸收后的光束通過光纖傳輸到光譜儀，在光譜儀內部經過光柵分光，由二極管陣列檢測器將分光后的光信號轉換為電信號，獲得氣體的連續吸收光譜信息，zui后利用化學計量學算法（DOAS）實現氣體濃度的測量。

圖1 OMA-2000 儀表實物圖

圖2 OMA-2000儀表工作原理

    紫外差分吸收光譜技術（DOAS）是國家環保總局及美國環境保護組織（USEPA）推薦的一種成熟、可靠的氣態污染物濃度測量方法，通過對連續光譜數據的處理得到氣體濃度。紫外DOAS的優勢在于，其把氣體吸收光譜分解為快變和慢變兩部分，其中快變部分只與被測氣體的屬性相關，而由于粉塵散射等背景因素造成的光譜變化只能表現為光譜中的慢變部分，這樣通過分離去除測量光譜中的慢變部分就能夠去除背景環境因素對氣體濃度分析的影響，從而實現高精度和強抗干擾能力的測量。

圖3 紫外差分吸收光譜原理

表1 OMA-2000儀表性能指標

超低濃度顆粒物監測方案
    光散射法和β射線法是常用的固定源顆粒物測量方法。光散射法屬于光學間接測量方法，有測量靈敏度高、探測下限低、響應速度快等優點，但是顆粒物粒徑變化、組分變化、水分等對測量有很大影響。β射線法與光學方法相比，不受顆粒物的粒徑大小及分布、顏色的影響，可以直接測量探頭所在煙道或管道斷面采樣點處顆粒物的質量濃度，但是β射線法測量周期較長，需要定期更換紙帶，運行成本高。
    PM-200煙氣顆粒物在線監測系統是聚光科技（杭州）股份有限公司旗下子公司荷蘭Synspec公司新推出的一款抽取式低濃度粉塵測量儀表。該儀表基于光散射原理和抽取式稀釋采樣法β射線測量，顆粒物測量zui低量程可到10mg/m3，檢出限達到0.1mg/m3，可廣泛應用于燃煤電廠濕法脫硫和濕法除塵后低濃度粉塵的測量。PM-200系統結合了光散射法和β射線法兩種方法各自優勢，通過光散射法正常分析測量，通過β射線法定期對光散射模塊校準，既可以實現實時測量，保證了測量結果的準確性，又可以極大程度降低系統維護頻率，運行成本大大降低。
    PM-200系統采用了顆粒物等速采樣設計，滿足HJ/T-48 1999、EPA方法5等顆粒物等速采樣標準方法，zui大程度降低了煙氣中顆粒物采樣誤差。通過稀釋法采樣，稀釋比1:5~1:20可調，測量不受濕煙氣中水汽干擾。稀釋比定期校準，保證了煙氣采樣的長期。采樣煙氣通過光散射模塊分析測量，并定期通過β射線分析單元校準。其中β射線法屬于直接測量方法，煙氣顆粒物富集在紙帶上，通過走紙運動控制紙帶準確、可靠收放，使得蓋革管能夠準確測量粉塵沉積區域的β粒子個數，zui終得到的粉塵濃度，保證了系統測量的準確性。

圖4 （a）PM-200現場應用場景 （b）光散射模塊示意圖 （c）β射線分析單元示意圖 
表2 PM-200系統產品性能指標