超低排放在线监测系统由气体污染物在线监测系统、颗粒物在线监测系统，烟气参数测量系统，设备自动控制系统，数据采集和处理系统，数据传输系统组成，其中气态污染物在线监测系由烟气采样器、高温伴热线、渗透管预处理系统、超低量程气体分析仪组成。系统采用抽取式工作方式，将烟气高温输送到栈房仪表柜中，经渗透管脱水处理，送到超低量程气体分析仪中进行检测。气体分析仪使用的激光器以及精密的电子处理单元远离现场，不受现场环境影响，减少了分析仪的故障率，提高了使用寿命。
检测方法：
Ø 气态污染物浓度：
采样方法：抽取式连续监测
检测方法：SO2/NO：可调谐激光吸收光谱法
O2：电化学法
Ø 颗粒物浓度：
检测方法：激光前散射法
Ø 温度检测方法：铂电阻法
Ø 压力检测：压力传感器
Ø 流量检测方法：皮托管法
系统特点：
Ø 渗透管除水：Nafion管脱水避免SO2脱水过程中损耗，使用一组渗透管，仪器分析无需参比气体；
Ø 双量程切换：达标排放时SO2的检测量程使用50mg/Nm3，NO的检测量程使用100mg/Nm3，实现精密检测；锅炉排放异常时自动切换到合适量程对高浓度污染物实时监测；
Ø 烟尘高湿监测：避免液滴对激光的散射作用，影响颗粒物的前散射检测；
常规量程与超低量程CEMS比较
常规量程CEMS | 超低排放CEMS | |
烟气采样 | 高温抽取 | 高温抽取 |
烟气预处理 | 制冷器脱水 | 渗透管脱水 |
烟气测量原理 | 红外相关滤波法 | 可调谐激光吸收光谱法 |
仪器特点 | 适合中高浓度的SO2、NO检测，检出限为ppm级，价格便宜 | 适合低浓度SO2、NO的检测、检出限可达ppb级，价格较贵 |
烟尘测量原理 | 光闪烁法 | 激光前散射法 |
2 系统关键设备介绍
2.1 渗透膜预处理系统
渗透膜预处理系统使用Nafion材料的磺酸基结构，使其对水份有极强的渗透性，一个磺酸基团可以吸附13个水分子。当Nafion管内外存在水蒸汽分压梯度时，磺酸基形成一个离子通道，源源不断地将水蒸汽从内表面输送到外表面，外表面的水蒸汽通过干空气或干燥剂带走。
Ø 差分光学吸收光谱技术（DOAS）
DOAS的核心思想是将气体的吸收光谱分解为快变和缓变两个部分。快变部分与气体分子的结构和所组成的元素有关，是气体分子吸收光谱的特征部分；缓变部分与烟尘、水汽、背景气体的干扰，以及测量系统的变化等因素有关，是干扰部分。DOAS采用快变部分计算被测气体的浓度，测量结果不受干扰，准确性高。
紫外光谱气体分析仪采用独特的DOAS算法和PLS算法相结合的处理方式，消除了烟尘、水汽、背景气体的干扰，也消除了测量系统波动对测量结果的影响，保证了测量的准确性和稳定性。
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