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開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇煙氣監測,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:標準 在線監測
中圖分類號:X832 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)05(b)-0120-02
1 煙氣VOC國內外研究現狀
1.1 概述
《大氣污染物綜合排放標準 GB16297-1996》中定義污染源是指排放大氣污染物的設施或指排放大氣污染物的建筑構造(如車間等)。污染源按照排放方式不同可分為固定污染源和流動污染源。固定污染源指煙道、煙囪及排氣筒等具有固定位置,排放穩定的排放源。固定污染源VOCs主要來源于噴涂行業、皮革行業、石油化工廠、印刷行業、污水/垃圾處理廠、加油站泄露、生物質、燃煤、半導體工業,冶金工業等。其主要特點是排放強度大、濃度高、污染物種類多、持續時間長,對局部環境影響較大,屬于有組織排放監控點。對固定污染源進行在線監測能夠檢查污染源排放到廢氣中的有害物質是否符合排放標準的要求;評價企業凈化裝置的性能和運行情況,以及污染防止措施的效果,為大氣質量管理與評價提供依據。
1.2 固定污染源監測因子
結合國標、美國CTM-028標準以及國內各行業標準檢測要求,總結的固定污染源監測因子,主要包括常用有機溶劑及各行業生產原料,共計78種物質,包括酯類、酮類、醇、苯系物、烷烴和烯烴類組分。其中苯、甲苯、二甲苯三種物質的檢測頻率最高。
1.3 國內外VOC監測現狀
(1)ABB公司。
ABB公司生產的過程氣體分析儀主要用于工業生產過程監測,以及固定污染源排放監測,其監測系統原理,如圖1所示。
(2)橫河公司。
如圖2所示。
(3)西門子公司。
西門子公司MaxumTM Ed. II 工業色譜系統,是在西門子Advance Maxum和PGC 302氣相色譜儀整合到一個單一的分析系統。從柱箱和電子組件到軟件和通訊網絡,系統都是以模塊化方案設計。如圖3所示。
1.4 分析標準
目前我國國家和地方(主要為北京、上海和廣州)均制定了相應的排放標準,對污染源排放限值進行要求和限定,其中國標6個,地級標準5個,行業標準一個。標準主要檢測指標為苯系物、非甲烷總烴以及部分揮發性有機溶劑。
2 VOC在線監測技術
2.1 系統硬件方案
整個FID分析儀的組成如圖所示,由氣相分離單元、控制單元、驅動單元和FID檢測單元組成。
FID分析儀硬件設計整體框圖如圖4所示。
2.2 煙氣取樣系統設計
煙氣采樣系統包括高溫采樣探頭,用于實現高溫采樣,具有反吹功能,采樣管采用180℃全程伴熱,低溫除濕器用于進行汽水分離,將煙氣中的水除去,高溫裂解和低溫富集裝置用于進行樣品富集和裂解分析,多通閥用于進行樣品切換,送入分析儀,其系統設計如圖5所示。
3 結語
通過分析國內外VOC的分析技術、不同公司的儀器比較和國內外分析標準的比對研究,并研究了煙氣VOC在線監測技術方案,為VOC在線監測儀研制提供基礎。
參考文獻
[1] 劉虎威.氣相色譜方法及應用(第二版)[M].北京:化學工業出版社,2007:12-8.
關鍵詞:CEMS監測 檢修 脫硫效率 錯誤率
中國能源中具有高達70%比例的能源來自于火力發電,而火力發電為生態環境降臨一系列的污染,留下難以治愈的創傷。根據國家提出的可持續發展戰略,國家環保總局下嚴格命令:每個火力發電廠必須安裝煙氣排放連續監測系統(以下簡稱CEMS),此系統監測得出的數字決定火力發電廠是否達標。這個系統項目非常重要,其監測的數字影響一個地區的經濟發展,故此系統必須保證正確。
一、影響CEMS監測數值的因素
1.1CEMS檢測范圍
煙塵監測子系統、氣態污染物監測子系統、煙氣排放參數監測子系統、系統控制及數
據采集子系統組成CEMS,這項系統監測的范圍廣泛,包括:SO2、煙塵、NOx,同時其帶有煙氣溫度、煙氣量、流速、壓力、水分、甚至煙氣含氧量等附帶數據。
1.2取樣方法
直接測量法和稀釋法是目前世界上唯一的兩種方法,。直接取樣法的步驟是將分析需要的部件直接安裝在煙道上,具有結構簡單方便、無需連接線路的優點。但其缺點在于儀器工作無比惡劣,致使工作人員的維修更換不便,第二個缺點是,直接測量法不能實現全時段數據監測校準,測量精度也是較低的,無法長期維持工作,同時因為其的維修不便使得直接取樣法在國際市場上的份額僅占不到1%。
將經過除塵的取樣煙氣與大量的干燥純凈空氣按照比例稀釋,使室溫遠遠高于取樣煙氣的露點溫度,再交由分析設備進行分析,進行規定步驟的計算得到監測值,這便是稀釋取樣法。這種方法不會發生結露 或者 堵管的現象,減少因為煙氣中水汽凝結生成溶解性污染物所帶來的成分損失,提高了系統的可靠性,延長取樣儀器的使用壽命,降低維修次數,并且不需要煙氣預處理裝置,操作環節得以大幅度簡化,其市場份額高達80%。這項取樣方法過程中得到的數值需要修正,原因在于樣本煙氣中含有水分,而且需要安裝精度要求高的微量分析儀,卻降低了靈敏度,也增大了誤差。
二、檢測儀安裝區域
CEMS采用“一對一”的系統區域配備,兩臺機組FGD上下游分別安裝著8套煙氣連續監測儀。脫硫DCS能夠接收到二氧化硫、氧氣等參數包括儀器狀態好壞、故障的信號,并且進行監控和計算。配置也是十分良好,具有絕對能夠與環保監測站通訊的接口數量,起著預警的效果;每臺爐共用一套數據處理和通訊裝置,便于數據統籌。
三、取樣中出的問題
工作人員結合了實際操作,發現了一些因素在取樣過程中出現會影響數值的問題,需要特別注意。
3.1顆粒物的檢測
CEMS對于顆粒物的監測一般使用的是激光背向散射測塵儀和不透明度測塵儀,網
格法實驗和單孔反復測驗在實際運用中的誤差超出實際值20%,大于檢測要求標準。面對大型機組的大型煙道、實際的組合采樣槍和煙氣分析儀也已經不能滿足要求。
3.2氣態污染物的檢測
標準氣體法運用于CEMS氣態污染物分析儀中存在有系統氣密性的嚴重漏洞,如果在檢測過程中發現用標準氣體檢測后仍然與參比方法模擬的數據存在很大差距,則有大比率是因標準氣體檢測安裝過程中出現漏氣,最突出表現是完全抽氣法的CEMS,檢測用的管路密閉不嚴密,有空氣抽入,影響測試實際結果。
四、對策
要讓CEMS穩定運行,體現真實脫硫效果,本人認為主要從以下幾個方面進行修改
4.1不同的情況,不同的習慣
機組工作狀況改變是最優先考慮的因素,大量的不穩定條件潛伏在現場,必須與CEMS測定數據時時比對,例如,受機組工作狀況影響變化最大的是大型管道中污染物的濃度。
同時,數據也受到管道的設計,特別是符合規定的測點,往往在彎頭、變徑、風機、GGH附近,或者處于垂直工作面,準確測定困難;再次是廠家經費不同,使用的設備也不同,大部分廠家運行原理相同,但是用的儀器卻與這個原理大有出入,一旦出現類似于標示模糊的情況,短時間內難于理清頭緒。因此,根據場地環境的區別,下定決策的差異也是重要的一筆。
4.2加強技術與素質的指導
CEMS在管理和技術領域存在不少漏洞,取得的狀態數據如果不準確就沒有實在意義,對環保而言沒有任何影響力,因此需要長期的監督和培訓工作,尤其是一線運行檢修人員的培訓和監督管理人員的培訓,他們是 CEMS 日常運行維護良好的保證,監督管理措施落實到位的保障。
4.3標準、規范的完善與建立
設計、安裝、運行、監測四個部分,按照各種標準規定進行建立和完善,重點在不合規范的地方,要耐心、仔細的以最高質量完成,還應該有政策措施和管理辦法相配套,政府在其中要給予足夠的支持。
4.4工藝控制技巧熟練
假使液漿的pH值過高,會導致大量石灰石滯留在液漿中無法完全參加脫硫反應,同時在大修期間對攪拌器進行的改造,讓攪拌器的平均轉速上升到了20r/min,攪拌加劇容易引起對石膏晶體的破壞,隱藏的自另一方面影響了脫硫效率。
五、結束語
在對部分CEMS的現場觀測,發現CEMS大部分的錯漏源自于校準檢測盒、和運行維
護這一環節,體現出工作人員在工作方面的責任缺失,應自我反省,但責任不全在于工作人員,要使CEMS測定的數據真正成為國家政策實施的對象,科研技術的進步也是一個工作要點,更需要一些現場檢測技術和標準規范,還要增強針對CEMS系統各種問題的應急能力。可以在促進機組工作效率的同時,定時確認CEMS運行狀態,這樣對CEMS整個系統運營到國家的可持續發展策略乃至造福整個地球生態環境的大體系中,都發揮著重要的在線監督作用。
參考文獻:
[1]張宇,火電廠煙氣排放連續標準監測系統檢修問題分析 [J]貴州電力技術,2008,2(73)
[2]張步偉,張曉勇,蔡同峰,火電廠煙氣排放連續監測系統與參比方法監測數據差異分析[J]環境科學與管理,2009,9(112)
[關鍵詞]:CEMS 監測
【分類號】:TU992.3
一、CEMS系統概述
CEMS系統可以根據具體的應用進行配置,實現對SO2、NOx、CO、O2、煙塵濃度、溫度、壓力、濕度、流量等參數的測量。
二、CEMS系統構成
1、氣態污染物CEMS
氣態污染物監測系統采用抽取測量方法中的加熱取樣法對氣態污染物進行測量。
這種方法的優點:
(1)校驗簡單精度高、響應時間快、維護簡便。
(2)一體化的O2 、高穩定性-分析儀運行,在可控樣品調節下。
(3)保證低成本的同時能檢測多個煙氣或煙囪中的成分。
(4)樣品的優化控制、高精度分析系統。
2、顆粒物CEMS
4、濕度測量
濕度分析儀是基于電容法在線連續測量過程氣體中的水分,傳感器是高性能的薄膜濕度和溫度傳感元件。電容式濕度傳感器由多層熱固聚合物構成,根據水分在空氣中分壓均衡的原理,當環境中水分多時,水分會擴散到傳感器中,而當環境中水分少時,傳感器中的水分會擴散到環境中。傳感器中水分多少的變化會改變介電聚合物的電容, 從而改變電容式濕度傳感器的測量電容值,測量到的電容值再經過微處理器處理后輸出對應濕度的電流值。
三、CEMS系統性能
五、結束語
CEMS煙氣連續監測系統已在火力發電廠中得到廣泛應用,在線監測電力生產過程中產生污染氣體的固定排放源及煙氣脫硫、脫硝系統的控制和監測,有利于運行人員及時調整與監控脫硫、脫硝、除塵等環保設施的運行狀態,加強達標排放管理,為環保部門的監督提供了科學先進的檢測手段,這對于排放點的有效監測與管理有著積極而重要的意義。
[參考文獻]
[1] HJ/T75―2001.火電廠煙氣排放連續監測系統技術規范
關鍵詞:固定污染源;煙氣自動監測系統;比對監測;質量保證
中圖分類號:X851 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)25-0088-02
污染源自動監測系統設備在正常運行狀態下所提供的實時監測數據作為環境保護部門進行排污申報核定、排污許可證發放、總量控制、環境統計、排污費征收和現場環境執法等環境監督管理的依據。污染源自動監測系統的比對監測工作是保證污染源自動檢查的系統監測數據準確性的有效措施和重要環節。本文探討比對監測全過程質量保證措施。
1 比對監測質量體系的基本要求
開展比對監測的機構應具有完善的質量組織機構,具有健全的質量控制體系。質量管理工作程序化、文件化、制度化和規范化,保證質量體系有效運行。體系覆蓋監測活動所涉及的全部場所。建有文件控制、記錄控制程序,保證文件的編制、審核、批準、標志、發放、保管、修訂和廢止等活動受控,確保文件現行有效。對質量活動和監測過程及時記錄,保持記錄信息的完整性、充分性和可溯源性,為監測提供客觀證據。針對國家重點污染源廢氣監測,應制定了質量管理計劃并開展日常質量監督工作。監測數據三級審核,確保數據準確性。所有監測人員接受過廢氣監測相應的教育和培訓,并按照國家環保部門相關要求持證上崗。
2 監測方法的選擇
CEMS比對監測中各目標物質均應采用標準采樣和監測分析方法(國標A和行業標準B)。具體監測方法見下表:
3 比對監測準備過程質量保證措施
根據固定污染源監測方案確定的監測內容,準備現場監測所需儀器設備。屬于國家強制檢定目錄內的工作計量器具,按期送計量部門檢定,檢定合格,取得檢定證書后方可用于監測工作。測試前對相關的檢測儀器進行校準和氣密性檢驗,使其處于良好的工作狀態。
3.1 儀器準備
檢查主機是否在檢定期內,資產編號是否完整,工作是否正常,采樣管、導氣管、導壓管是否暢通;各附件,包括電源線,鑷子,卷尺、數據線、濕度采樣槍等是否齊全;采樣器和采樣嘴,檢查其是否變形,皮托管是否在檢定期限內(各種型號的采樣嘴是否齊全等)。
3.2 儀器校準
在進行現場測試前,現場監測人員對所用的煙氣分析儀進行校準。校準因子主要包括二氧化硫、一氧化氮、氧量等,校準內容包括各測量參數的高、中、低濃度。待校準結果滿足相關要求后,填寫校準記錄,包括校準內容、校準數據、誤差值、校準結果等信息。
3.3 儀器檢定
屬于國家強制檢定目錄內的工作計量器具,按期送計量部門檢定。檢測儀器經檢定合格,取得檢定證書后將檢定標識貼于儀器的顯著位置。
3.4 生產負荷核查
應有專人負責對被測污染源工況進行監督,保證生產設備和治理設施正常運行,工況條件符合監測要求。
3.5 采樣點位選擇
采樣位置應優先選擇在垂直管段,應避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。采樣位置應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于6倍直徑,和距上述部件上游方向不小于3倍直徑處。對于矩形煙道,其當量直徑D=2AB/(A+B),式中A、B為邊長。如果測試現場空間有限,很難滿足上述要求時,則選擇比較適宜的管段采樣,但采樣斷面與彎頭等的距離至少是煙道直徑的1.5倍,并適量增加測點的數量。采樣斷面的氣流最好在5米/秒以上。對于氣態污染物,由于混合比較均勻,其采樣位置可不受上述規定限制,但應避開渦流區。如果同時測點排氣流量,采樣仍需按上述要求選取。
4 比對監測過程的質量保證措施
4.1 比對監測
現場采樣過程按照操作規范的要求進行,首先監測儀器平穩放置于上風向、干燥位置,避免陽光直射,萬用電表確認電壓為220V后,連接儀器,開機,檢查儀器功能,裝填雙氧水、干燥劑,正確連接采樣管;煙塵儀器壓力調零,煙氣分析儀零點調整,(含氧量現場校準至20.9%)煙氣伴熱管加熱;對各采樣點測試動壓、靜壓、全壓、流速,計算預測流量,選擇采樣嘴大小,并及時記錄。
顆粒物的采樣要求是將顆粒物(煙塵)采樣管由采樣孔插入煙道中,使采樣嘴置于測點上正對氣流方向,按顆粒物等速采樣原理,即采樣嘴的吸氣速度與測點處氣流速度相等,其相對誤差應在10%以內抽取一定量的含塵氣體,根據采樣管濾筒上所捕集到的顆粒物量和同時抽取的氣體量,計算出排氣中顆粒物濃度。由于氣態污染物在采樣斷面內一般是混合均勻的,可取靠近煙道中心的一點作為采樣點。
4.2 記錄
現場監測人員嚴格按照規范認真填寫原始記錄。在原始記錄中除了記錄采樣過程中的相關數據、結果等信息外,還要做好樣品采集時周圍環境的偶然和人為因素影響的記錄,包括氣象等特征的描述,采樣點位置、生產工況、排污周期、取樣方法、樣品保存方法等。
4.3 樣品交接、分析
樣品采集完成后安排送實驗室。接樣人員應檢查樣品是否齊全,運輸過程中是否有損壞或沾污。接樣人員在對樣品進行核對以后應及時填寫樣品交接記錄,記錄內容包括項目名稱、樣品名稱、樣品數量、樣品送達時間、樣品保存情況及送樣人員簽名等信息。分析人員收到樣品后及時按相關規范進行分析。
5 結語
比對監測工作是保證污染源自動監測系統數據質量的一個重要的外部質控環節;因此,針對這項工作本身就更需要制定一套完備的、行之有效的內部質量保證程序,以確保污染源自動監測系統比對監測的各項規范操作和數據質量,提高比對監測數據的有效性,進而能夠真正如實地、準確地反映目前在用的污染源自動監測系統的運行使用狀態和數據質量情況。
參考文獻
[1] 國家環境保護部.環境監測質量管理技術導則(HJ630-2011)[S].
[2] 魏山峰.國家重點監控企業污染源自動加成監測數據有效性審核教程[M].北京:中國環境科學出版社,2010.
關鍵詞:火電廠;脫硫煙氣;在線監測;系統
Abstract: the power plant is both a has the nature of the utility industry, it is also a high pollution emissions of industry, the industry emissions of monitoring, is not only beneficial to the development of the industry itself, and at the same time, the people and the society and the environment has a very important significance. This article mainly from the power plant flue gas desulfurization of on-line monitoring system of the importance of analysis, and then to the power plant flue gas desulfurization operation of on-line monitoring system for the problems to be pay attention to detail the analysis, this paper can let hope that through on-line monitoring system in flue gas desulfurization thermal power plants in the application of more perfect, make its power to the role can more fully play comes out.
Key words: the power plant; Flue gas desulfurization; Online monitoring; system
中圖分類號:TN931.3文獻標識碼:A文章編號:
一、火電廠脫硫煙氣在線監測系統的重要性
眾所周知,火電廠是一個具有公用事業性質的行業,同時,因其運行方式的緣故,它也是一個高污染的行業,因此,如何控制好火電廠的排污工作已成為業內及社會所共同關注的焦點之一。同時,伴隨著我國經濟的發展和科技實力的增加,在火電廠中應用現代高科技進行各方面的控制已是越來越多,譬如說,火電廠脫硫煙氣在線檢測系統,該系統正是結合了火電廠的運營特點及現代的高科技而形成的,用以對火電廠的脫硫煙氣進行在線監測,通過火電廠脫硫煙氣在線監測系統的應用,可以有效地監測到火電廠脫硫煙氣的指數,看其是否與我國有關的排污標準相符,進而對火電廠的排污工作進行控制,是我國環保主管部門對火電廠進行排污監測及控制的有效手段之一。火電廠脫硫煙氣在線監測系統的應用不僅對控制火電廠的脫硫煙氣的指數有著重要的意義,同時對于環境的保護及社會的發展也有著不可替代的意義。
然而,由于各方面的原因,火電廠脫硫煙氣在線監測系統在火電廠中的應用還是不太成熟,有許多問題還是有待解決的,只有在火電廠脫硫煙氣在線監測系統的運行過程中,加強對這些問題的注意,才能夠充分發揮出火電廠脫硫煙氣在線監測系統的作用,為行業、人民及社會做出貢獻。
二、火電廠脫硫煙氣在線監測系統運行中需要注意的問題
2.1合理安排脫硫煙氣取樣監測點位置
就我國當前的實際情況而言,火電廠在進行基建時,在設計脫硫系統的過程中,大多數都會提出關于脫硫效率的要求,通常來說,火電廠會要求脫硫系統的脫硫效率不能低于百分之九十五。因此,脫硫廠家在對脫硫系統(FGD)進行設計時,均會對FGD的脫硫效率進行考慮。FGD的脫硫效率會受到各個方面的影響,如旁路門漏煙氣,為了消除這一因素對脫硫效率的影響,脫硫廠家在對脫硫系統進行設計時,通常會將凈煙氣測試取樣點設計在脫硫系統的出口凈煙道上。然而,這種設計是與某些要求不相符的,主要表現在:①與環保主管部門所要求的,脫硫煙氣在線監測裝置(CEMS)需裝設在煙囪入口或煙囪處,以便于能夠實時監控燃煤機組脫硫煙氣的排放量的要求不相符;②與電監會的綜合脫硫效率監測的要求不相符。
2.2合理布置取樣點,開好比對孔
由于一般電廠為了節省基建費用,煙道均較短,特別是旁路煙道與凈煙道混合后至煙囪入口的混合煙道,加上管道內部支撐、彎頭、變徑等因素造成煙道內介質流動狀態較為紊亂或層流,而一般煙氣取樣孔只有一只孔,使此取樣點的監測數據不能代表整修煙道變化狀況,其后果一是電廠不清楚機組脫硫系統運行的真正運行情況;二是當環保部門到電廠進行比對試驗時認為表計不準,偏差大,受到環保處罰。為此,在取樣孔的四周附近至少并開各兩對比對測試孔,需特別注意的是,取樣點在機組運行正常時,需請專業的測試單位對不同負荷工況下對每個比對孔的煙氣參數進行測試,并與CMES取樣點的參數進行比較,從中找到最能線性反映煙氣參數變化的點后,把此點作為取樣點。要特別注意的是:取樣點要在混合煙道的中心線及上下處開孔,最好稍微偏上一些,此處的中心線是指凈煙氣和旁路煙道交叉部分的中心線,而不是僅僅是混合煙道的中心線而已,這一點要注意。
關鍵詞CEMS; 設計條件; 環境; PS6400; 設備選型
ABSTRACT:The design of the treatise is our country and all relevant international norms of the existing rules and other technical criteria, according to the power plant project at the seat of the meteorological characteristics and environmental conditions, as well as system and host, the design of the CEMS system basic technical requirements: The CEMS system is by the gaseous state pollutant monitor subsystem, the mist and dust monitor subsystem, the haze emissions parameter monitor subsystem, the systems control and data acquisition processing, the data transmission subsystem is composed, through the sampling determination haze's in pollutant density, the withdrawal, and requests the record according to the standard. At the same time, provides the foreign interface function. Analysis and comparison of the Chinese market CEMS eqpuipments, determine the CEMS continuous emission monitoring system and the final device configuration.
Keywords:CEMS, Design t conditions, Environmen, PS6400, Equipment selection
中圖分類號:TM621文獻標識碼: A文章編號:2095-2104(2012)
緒論
隨著科學技術和全球經濟的迅猛發展,環境污染和生態破壞日趨嚴重,大氣質量正在不斷的惡化。當今危害環境和人類身體健康的3種主要污染物是:酸雨、城市空氣污染、工業排放的有毒氣、液體。火力發電廠也是高排放的工廠,為了保證清潔的空氣質量,早在1969年美國就通過了《大氣污染防治法》,此項法律在當時環境保護上具有很大的進步意義。隨著時代的發展,我國也逐漸認識到環境在人類生活和經濟發展中的重要地位,《中華人民共和國大氣污染防治法》已于2000年9月1日起施行。
本工程為國外火力發電廠EPC項目,發電廠規劃裝機容量為4×600MW燃煤發電機組,分兩期建設,本期工程擬建設2×600MW亞臨界凝汽式燃煤發電機組,同步安裝建設煙氣脫硫裝置。為了保證清潔的空氣質量,控制和減少環境污染,同期設計大氣環境污染監測系統(CEMS)裝備對本廠的排放進行檢測和控制。
1基本設計條件
本工程建設場地所處區域具有高溫高濕氣候特征。
2技術要求設計
2.1最低限度的技術要求
設計提出了最低限度的技術要求。選用的產品符合《火電廠煙氣排放連續監測技術規范》(HJ/T75-2003)或《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》)(HJ/T76-2003)的要求,同時應滿足國家工業標準的要求。
2.2 CEMS 系統基本要求
CEMS 系統是由氣態污染物監測子系統、煙塵監測子系統、煙氣排放參數監測子系統、系統控制及數據采集處理、數據傳輸子系統組成。通過采樣測定煙氣中的污染物濃度、排放量,并按標準要求記錄。同時,提供對外接口功能,通過硬接線把相關的參數接入單元機組DCS系統;向環保局經過通訊接口定時傳輸數據;能夠接受來自全廠時鐘系統的校時信號。
3設備選型方案
經過分析比較中國市場CEMS系統產品。確定本項目CEMS系統的設備選型方案:主要設備采用ABB和H&B的產品,CEMS系統采用PS6400煙氣連續監測系統,以下是對本設計方案的原理、功能、組成詳細的描述,和對所提供的CEMS系統設備規范匯總。
3.1 PS6400煙氣連續監測系統(CEMS)概述
PS6400煙氣連續監測系統廣泛用于火電、冶金、化工、建材、垃圾處理等各種鍋爐、工業爐窯、焚燒爐等煙氣連續排放監測,以及電廠磨煤機出口CO、O2的監測。監測參數包括SO2、NOx、CO、CO2、O2、煙塵、流量、溫度、壓力、濕度及焚燒爐HCl等。
系統采用直接抽取法(加熱管線式),采用先進可靠的取樣、預處理和檢測技術以及系統控制、數據采集處理和網絡通信技術。實現了FGD裝置入口、出口煙氣氣態污染物連續監測、煙氣排放濃度和排放總量的連續監測和數據遠程通信。
全套系統由煙塵排放監測子系統、氣態污染物監測子系統、輔助參數監測子系統及數據采集處理、通訊功能子系統組成。該系統功能完善,性能穩定。符合國家保總局的HJ/T 75―2001《火電廠煙氣排放連續監測技術規范》和HJ/T 76―2001《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》等標準要求。
PS6400煙氣連續監測系統主要由煙塵監測子系統、煙氣參數測量子系統、氣態污染物分析監測子系統及數據采集處理子系統組成。
3.2 PS6400煙氣連續監測系統檢測原理、主要技術指標及常規量程
3.3 PS6400煙氣連續監測系統(CEMS)系統控制
氣態污染物(SO2、NO、CO、O2)連續監測子系統的氣體取樣、氣體預處理單元及探頭反吹單元都由PLC程序控制完成,實現了測量、反吹、排水等功能的連續自動、手動運行。測量、反吹、排水各功能狀態,觸發各自相應的按鍵進入各相關功能狀態運行。整個氣態污染物連續監測子系統的取樣單元、探頭反吹單元及氣體預處理單元的控制都有PLC控制,其測量、反吹、排水的功能實現了自動或手動的操作連續運行。
系統控制中的測量、排水、反吹時間參數還可以根據用戶需要或現場情況進行修改和調整。
氣體取樣采用探頭、管路加熱法(加熱管線式),解決了樣氣管路的結露或堵塞,使煙氣始終保持在干燥狀態。在氣態污染物監測的取樣、預處理過程的全系統中還有探頭反吹壓力狀態報警、探頭堵塞、流量狀態、除濕狀態報警、加熱溫度控制等自診斷報警功能。這些自診斷狀態功能有力的保障了系統長期穩定的連續運行。
氣態污染物監測的氣體分析儀的校準控制,通過五通閥或三通閥的切換通入零點、量程氣來實現分析儀的校準。分析儀也可實現自動校準功能。自動校準功能通過PLC控制和分析儀自動校準功能塊的控制來實現對系統分析儀的自動校準。
3.4 PS6400煙氣連續監測系統(CEMS)系統單元介紹
3.4.1取樣探頭單元
該PS6400煙氣連續監測系統采用的探頭為引進ABB(H&B)公司先進技術國產化組裝制造,過濾器為雙層復合式結構的氣體取樣探頭。取樣探頭單元包括:取樣探頭桿(800-1500mm)、探頭加熱器、高精度雙層復合式探頭過濾器、安裝法蘭、探頭主體、探頭防護箱等部件。
3.4.2取樣探頭吹掃單元
取樣探頭吹掃采用目前國際上先進的內、外脈沖式振動吹掃技術。整個反吹裝置(帶反吹柜)靠近取樣探頭現場安裝。內裝:a、壓縮空氣過濾器,以除去壓縮空氣中的油、水、粉塵;b、壓縮空氣儲氣罐,以確保反吹時有足夠的壓力和流量,反吹效果極好;c、壓縮空氣分配單元,完成對取樣探頭的內、外脈沖式振動吹掃,確保不堵塞;d、反吹氣壓力低報警壓力表,并輸出報警信號。反吹管道與取樣管道完全獨立,便于安裝與維護。
反吹氣源:壓縮空氣(無油,無水,無塵)
氣源壓力:0.4-0.6Mpa
整套反吹裝置都裝在一臺反吹柜內,反吹柜尺寸:1240×640×440。反吹柜可室外安裝,盡量靠近取樣探頭,與取樣探頭的距離最好不超過5m。
3.4.3取樣預處理單元
預處理技術:該PS6400煙氣連續監測系統(CEMS)所采用的預處理技術為針對現場應用條件、工藝氣樣條件的針對性系統化設計,所實現的正確匹配與合理組合,使分析儀器及預處理裝置能很好適應特殊的工藝氣樣條件,確保系統長期可靠、穩定運行。過濾精度:0.1μm。
整套預處理裝置及分析儀都裝在一臺尺寸為19英寸標準分析柜內,分析柜應室內安裝,盡量靠近取樣點,與取樣點的距離最好不超過50m。確保系統及分析儀器的響應時間及滯后時間。
取樣預處理及控制單元成套系統主要包含:抽氣泵、除濕器、蠕動排水泵、取樣電磁閥、反吹電磁閥、可變程控制器、流量控制及報警單元、濕度報警單元等。其中關鍵部件全部原裝進口,如防腐取樣電磁閥、抽氣泵、蠕動排水泵、氣路切換閥、PLC等。
對于氣體分析儀及系統,取樣預處理在整個系統中占據相當重要的作用,任何的氣體分析儀器都要求在氣體進入分析儀傳感器之前都應該除塵、除油、除水等,同時,還要求除塵、除水、除油的過程中待測氣體組份不被改變。因此,取樣預處理技術在氣體在線連續分析系統中的作用就顯得相當重要,其預處理技術的好壞,直接影響到監測的準確性、可靠性、分析儀的使用壽命等。
PS6400煙氣連續監測系統的取樣預處理系統采用了多級過濾(采樣探頭內復合膜過濾器、金屬過濾器、膜式過濾器);取樣探頭加熱、取樣管路伴熱保溫;瞬間冷凝除水等技術,先進的完全取樣預處理技術;40來年3000多項成套工程項目的專業經驗;針對每一個項目的專業化技術方案、配置與設計選型;使分析儀在各個工程應用的最佳途徑;取樣預處理系統中同時具有流量狀態、除濕狀態、反吹壓力狀態、探頭堵塞等自診斷功能;同時,為用戶提供全方位的技術支持和服務。從而,保證了系統在現場長期、穩定、準確的運行,滿足用戶的不同現場條件需求。
3.4.4PS6400煙氣連續監測系統的數據采集和處理系統
PS6400煙氣連續監測系統的數據采集和處理系統根據《火電廠煙氣連續監測技術規范》HJ/T75-2001中的相關數據處理條款規定自主開發設計的數據采集和處理系統。數據采集處理系統包括硬件和軟件部分。硬件部分主要有工控機系統和數據采集模塊組成。
PS6400煙氣連續監測系統的數據采集和處理系統的最低數據采集率(CEM系統測試運行時間與鍋爐運行時間之比)大于或等于80%。
數據處理系統具備參數設置的密碼和界面,可進行監測參數的品種、量程、量綱的設置或修改,系統反吹和排水的控制程序多個時間參數的設置,排放量計算公式中的系數、煙道截面積、大氣壓力及濕度參數的設置或修改。
數據采集和處理系統根據國家環保行業標準HJ/T75、76-2001要求具備折算濃度和排放量的計算,并產生濃度和排放量的各種報表。即小時均值日報表、日均值月報表、月均值年報表等;能自動進行相關規定的數據處理后生成NOX、SO2、CO和煙塵濃度的小時、日、月、季、年平均值和最大值、最小值、排放量;能自動生成煙氣流量的小時、日、月、季、年平均值及煙氣流量的最大值、最小值和煙氣流量日、月、季、年的總量;能顯示煙氣溫度、濕度、含氧量的小時、日、月、季、年平均值和最大值、最小值。同時具備監測參數的歷史曲線;監測濃度、自診斷等報警參數的設置及報警狀態顯示。
數據采集和處理系統還能顯示動態流程圖,圖中有流程示意圖,并在相應位置顯示系統運行狀態、監測參數及濃度實測值及對全系統運行狀況并作記錄。
數據采集和處理系統所有報表、曲線等均可存儲、查閱、打印;報表查詢還可自動設置上、下限時間段,自動打印功能。
數據采集和處理系統可以通過以太網與電廠DCS系統通訊連接、傳輸各種報表、預留RS232、RS485通訊接頭。同時也可通過電話線進行與環保相關部門的數據遠程通訊功能。
數據采集和處理系統具備記錄校正氣濃度值和儀器響應值,并提出相應的校正報告功能。工控機系統可以根據用戶要求安放在控制室內,與成套系統柜分離。
3.5 PS6400煙氣連續監測系統的選型配置
3.5.1SO2、NOx、CO、O2氣體分析儀
選用德國ABB- EL3020 系列多組份氣體分析儀
德國ABB- EL3020 系列多組份氣體分析儀采用的是不分光紅外吸收(NDIR)原理。一臺ABB-EL3020多組份氣體分析儀可以同時監測SO2、NO、CO、CO2、O2四個組份。
3.5.2煙塵濃度監測儀
選用H&B生產的DT600系列煙塵監測儀,主要技術特點:
采用激光背散射原理,不怕煙道的機械振動及煙氣溫度不均造成的折射率不均造成的光束擺動。
單端安裝,無需光路對中。
儀器設計貫徹“無工具”現場安裝的思路,最大限度地降低現場安裝的復雜度,儀器及防雨系統的安裝僅電器連接需要一支螺絲刀,不必帶連接螺栓、螺母,10 分鐘內即可完成安裝,最大限度地減少由于現場安裝調試帶來的諸多問題。
采用標準4-20mA 工業標準電流輸出,連接方便。
儀器整體功耗非常小,大約5w 左右。
一般標準設置參數可適用于煙道璧厚小于400,煙道直徑大于儀器名牌標示(D.GT.2000),在特殊的要求條件下測量區大小可以訂制. 用戶也可以在經維護人員的認可及指導下調整。
3.5.3流速、溫度、壓力一體式監測儀
選用PT1系列皮托管流速檢測儀,該種流速檢測儀包含鉑電阻溫度變送器和微差壓壓力變送器,同時監測流速、壓力、溫度,為安裝維護帶來方便。
PT1系列皮托管流速儀主要由“X”型皮托管檢測頭取壓管保護套管差壓變送器反吹控制閥等部件構成。測量時將皮托管流速計探頭插入管路中,并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致,全壓探頭測孔正面應對來流,檢測流體總壓,并將其傳遞給差壓變送器;同時背壓探頭測孔拾取節流靜壓也將其傳遞給變送器,變送器讀取動靜壓差值并將其轉換成相應的流速比例電流(4~20mA)傳送給顯示儀表或計算機進行數據處理。皮托管內外表面均做了特殊處理,可有效避免煙氣腐蝕并減少粉塵粘附。電磁閥主要用于臟污氣體(如鍋爐排放的煙氣)測量時的系統反吹:當探頭檢測孔粘附積淀灰塵污物時,電磁閥定時或按預定程序開啟,將壓縮空氣同時接入兩個取壓管進行吹除作業;正常測量時電磁閥則處于關斷狀態。標準(4~20mA)流速比例電流輸出。
結論
通過對所選方案CEMS系統設備規范進行了匯總描述、分析,可以證明此套CEMS系統設備的選型,滿足初步設計的要求。所選設備能夠滿足對電廠煙氣排放的監控要求,能夠有效的控制和減少排放指標,減少環境污染從而保證清潔的空氣質量。
本儀表選型方案滿足在建項目所屬地對環境保護的要求,是符合我國及國際現行的環境保護、排放標準要求相關的規范規程的。能夠滿足對環境保護提出的更高要求,能夠實現經濟與環境的協調發展,對于解決環境保護面臨的深層問題、進一步提高環境科技和環保產業整體素質和綜合實力、實現跨越式發展具有重大意義
參 考 文 獻
1HJ/T 75―2001.火電廠煙氣排放連續監測技術規范. 2001-12-1
2GB13223―2003.中華人民共和國國家標準:火電廠大氣污染物排放標準. 2003-12-30,2004-01-01開始實施
3 DL/T960-2005.燃煤電廠煙氣排放連續監測系統訂貨技術條件.2005-5-1
4HJ/T76-2007 .固定污染源煙氣排放連續監測系統技術要求及檢測方法.2007-1-1,2007年8月1日起實施
5 HJ/T212-2005.污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準.2005-12-30,2006-02-01開始實施
6 魏復盛 等.空氣和廢氣監測分析方法.第四版,中國環境科學出版社 2003.9
7 Easyline Continuous Gas Analyzers EL3000 Series Models EL3020, EL3040. 10/24-4.10 EN November 2009
關鍵詞:環境保護;煙氣脫硫;可持續發展;大氣污染;煙氣分析儀
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)08-0066-02
近年來,環境問題越來越受到人們的重視,加強環境保護工作是我國實施可持續發展戰略的重要保證,而大氣污染日益加重是我國環境十大問題之首。我國二氧化硫排放量居世界首位,已連續多年超過2000萬噸,其中火電廠排放二氧化硫接近總量的50%,兩控區二氧化硫排放量占總量的60%。所以,加大火電廠二氧化硫的控制力度就顯得非常緊迫和必要。二氧化硫的控制途徑有三個:燃燒前脫硫、燃燒中脫硫、燃燒后脫硫(即煙氣脫硫),其中煙氣脫硫(FGD,即Flue Gas Desulphuration)是目前世界唯一大規模商業化應用的脫硫方式,是控制二氧化硫污染和酸雨的主要技術手段。對煙氣中的污染物成分的分析,需要給污染源安裝一套煙氣排放連續監測系統(Continuous Emissions Monitoring Systems),系統中各分析儀表的選擇、安裝和使用,直接關系著監測結果的及時、有效、準確。
煙氣排放連續監測系統一般由以下幾個分子系統組成:粉塵監測、氣體成分監測、煙氣排放參數監測、數據采集、傳輸與控制系統等組成。整個監測系統的核心任務是分析排放煙氣的氣態或固態成分,還可以監測煙氣的常規參數,如溫度、壓力、流速或流量、含濕量、含氧量(或二氧化碳含量)等參數,通過控制系統集中處理各項參數,最終計算出煙氣中的污染物濃度和排放量,可以顯示和打印各種圖形、報表,并可以通過網絡將各項信息與上級控制系統或上級環保部門進行通訊。
1 分析儀的選擇
煙氣分析儀中的溫度、壓力、流量等測量,均為常規工藝參數監測,下面主要簡單介紹分析儀中核心的關鍵儀器:二氧化硫分析儀和粉塵測量儀(顆粒物分析儀)。
(1)二氧化硫分析儀的測量方式有以下幾種:溶解電導率分析法、非分散紅外吸收分析法、紫外光吸收分析法、紫外脈沖熒光分析法、火焰光度分析法、定電位電解分析法。應用比較成熟和廣泛的,主要是非分散紅外分析法、紫外脈沖熒光分析法和紫外光分析法。
(2)粉塵測量儀也稱顆粒物分析儀,用來監測排放煙氣中的顆粒物成分,即粉塵含量。應用比較成熟和廣泛的,主要有不透明度(濁度)分析儀、散射光分析儀、射線吸收法分析儀、電荷法分析儀。
2 分析儀的安裝
二氧化硫分析儀和粉塵分析儀的測量方式有所不同,因此,對安裝的要求也有所不同。
以江陰興澄特鋼2×50MW發電機組煙氣脫硫系統CEMS和柳鋼2×83m2燒結機頭煙氣脫硫系統CEMS為例,二氧化硫的檢測是通過在煙道/煙囪上開孔并安裝檢測探頭(傳感器),將壓縮空氣或壓縮氮氣通過管道輸送至檢測探頭,檢測探頭提取煙氣樣氣,與壓縮空氣或氮氣按一定比例進行稀釋混合,然后通過專用加熱傳送管線送至分析儀器內進行分析,而粉塵的測量是直接在煙道/煙囪上開一對對穿孔,通過激光測量,煙氣流量的測量一般采用皮托管。
按照CEMS國家規范的說明,CEMS最好是安裝在垂直管段上,即安裝在煙囪上,必須滿足現場有6倍煙囪或煙道當量直徑的直管段,根據已投產工程的經驗,我們在考慮安裝位置的時候不只是考慮煙氣流暢穩定的因素,還必須要考慮安裝和日常維護的方便性。另外考慮的一個因素是盡量減少投資。因此,在取樣點傳感器的安裝位置,均設置有足夠面積的檢修平臺和樓梯,特別是粉塵分析儀,由于使用的是激光對穿方法,因此儀表維護人員需要對激光發射單元進行校準,操作時需要占用的空間比較大。
另外,煙氣分析儀主機柜的安裝位置離取樣點不宜過遠,一般在50m以內達到最佳監測效果。原因有二:第一,因為煙氣是不斷地通過主機柜中的抽氣泵從煙道或煙囪處抽入分析儀的,路徑越遠則煙氣進入分析儀的時間越長,再加上分析儀的工作時間,最終得出的數據可能滯后2分鐘,這對及時分析煙氣成分和控制脫硫劑的使用量是很有影響的。第二,輸送煙氣的是專用管線,包括取樣管和半熱電纜等,其價格相當昂貴,因此距離越短越經濟。
機柜的安裝地點有兩種:一是安裝在集中控制室,由于CEMS自帶一套數據處理、記錄的控制系統(PLC),這種安裝方式可以使操作人員隨時掌握CEMS的運行情況,但前提條件是控制室距離煙氣取樣點的距離不能太遠,而且應注意將分析儀的排氣接出室外,否則對操作人員的健康不利。另外由于主機柜必須是上進線方式,因此較大的影響了控制室的美觀。二是就地設置一間分析小室,位置一般可靠近煙囪或在煙道的下方,這種方式要求室內的環境能滿足分析儀表的長期運行,并且由于是無人值守,需要維修人員定時巡檢。
3 分析儀的使用維護
關于煙氣分析儀,應該是“三分靠選型,七分靠使用”。
煙氣分析儀的使用和維護人員應該是經過分析儀廠家的培訓,能夠熟練地使用和檢修分析儀器。脫硫系統運行時,操作人員應適當控制煙氣量,防止煙道發生共振現象而使檢測結果失真,甚至損壞傳感探頭。
維護人員應定期對分析儀器進行檢查、校驗和清潔。主要內容有:檢查儀器工作環境、檢查線路,避免電磁干擾或雨、雪水浸入儀器,發現因檢測器件受到污染或腐蝕,管路被堵塞或泄漏等情況,應及時處理。定期對分析儀進行校驗,應保證校準用的標準氣體質量合格并在使用期限以內。定期對儀器光學鏡片進行清潔,對激光發射端和接受端進行校準。對主機柜內的濾芯,特別是干燥濾芯要經常更換。
煙氣分析儀的長期連續運行,是對儀器產品質量的檢驗,更是對使用和維護人員綜合素質的考驗。
關鍵詞:煙塵排放濃度;負荷;過量空氣系數
Abstract: industrial boiler dust emission concentration is a common pollutant monitoring test project. Boiler load, excess air coefficient is the main factor of affecting the soot emissions. Based on the actual work experience, the boiler test for boiler load and put forward some views on the determination of.
Keywords: dust emission concentration; load; excess air coefficient
中圖分類號:S210.4文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
一、引言
鍋爐煙氣中污染物排放量與鍋爐負荷密切相關,在進行鍋爐排放煙塵測試中,應進行鍋爐運行出力的測試,并規定[1]只有在鍋爐運行出力大于該鍋爐定額負荷70%的狀況下進行測試才有效,雖然標準中給出了一些鍋爐運行出力的測算方法,如流量孔板法、水表法、水箱法及耗煤量法等,但在實際工作中有些鍋爐房不具備標準規定負荷監測條件,使得負荷測試無法進行或偏差極大。因此對不具備計量條件的鍋爐負荷測試是一個非常實際的問題。鍋爐的負荷率與監測期間的耗煤量有關,而鍋爐燃煤產生的煤氣量、空氣過剩系也與耗煤量有關,又因為煙氣量和空氣過量系數可以現場測試,故可以用煙氣量和空氣過剩系數計算監測期間的耗煤量,從而計算鍋爐負荷率。
在煙塵測試中,煙塵濃度時隨著負荷率的增加直線上升的,當負荷率為60% ,煙塵濃度僅額定負荷的30%,負荷率為80%時,煙塵濃度上升到額定濃度的65%,當超負荷時,煙塵排放濃度便急劇上升。這也是煙塵測試中,必須要測定負荷率的原因。
二、公式推導
根據文獻[2]可知,鍋爐的負荷率計算公式為
E=B/B0
式中:B為監測期間耗煤量kg/h;
B0為額定負荷下耗煤量kg/h。
其中,
B0=Q0D/ηQYDW
式中:Q0為鍋爐額定負荷下的有效利用熱kj/Kg;
η為鍋爐的熱效率;
QYDW為燃煤的低位發熱值kj/Kg;
D為鍋爐蒸汽量。
由該公式可知,鍋爐額定負荷下耗煤量與其額定負荷下的有效利用熱量,煤質和鍋爐的熱效率有關。根據文獻[2]可知,對于蒸汽鍋爐的Q0可按每1kg蒸汽需要2512kj熱量計算熱量計算。鍋爐的熱效率η分臥式工業鍋爐與立式鍋爐兩種情況。臥式工業鍋爐在70%-80%,取0.75。立式鍋爐在60%-70%,取0.65。不同地質的煤進行熱質分析,低位熱值大約在19200-23030kj/kg,取21000kj/kg。由此估算, B0臥式鍋爐為0.16D kj/h, B0立式鍋爐為0.18D kj/h。
B=Vnd/V0α
式中:Vnd為實測煙氣流量Nm3/h;
V0為燃燒1kg煤產生的理論煙氣量Nm3/kg;
α為空氣過量系數。
監測期間的耗煤量與燃燒1kg煤產生的理論煙氣量,實測煙氣量和空氣過剩系數有關。而實測煙氣量和空氣過量系數可以現在直接測定。1kg煤產生的理論煙氣量可以由煤的燃燒理論得到。根據文獻[3]可知,不同煤種,燃燒所需的理論空氣量不同,褐煤在3.6~6.0Nm3/kg,取4.9Nm3/kg,煙煤在7.5~8.5Nm3/kg,取8Nm3/kg,無煙煤在7.0~10.0Nm3/kg,取9.5Nm3/kg。
在鍋爐排放煙塵測試中,通過現場測定的煙氣量與空氣過量系數,應用該計算公式推導出鍋爐的負荷率,從大體上確定生產工況是否滿足監測的要求,這關系到監測數據的代表性、準確性和該次監測的有效性問題。
三、計算鍋爐煙塵排放濃度
標準中規定鍋爐煙塵排放濃度是指實測煙塵排放濃度乘以負荷K值,為真實的鍋爐煙塵排放濃度。
標準中規定的負荷K值的換算:
四、結論
在鍋爐煙塵測試過程中,可以通過鍋爐煙氣的排放量、空氣過剩系數等計算鍋爐的負荷率,為同步掌握鍋爐的燃燒負荷成為可能。
生產企業及其鍋爐司爐人員應當保持鍋爐在規定的負荷下運行,嚴格控制爐膛燃料與空氣配比,堅持做到合理調整供風系統的過剩氧量,力爭在較低的過量空氣系數下(a
參考文獻:
[1]GB5468-91 鍋爐煙塵測試方法。
關鍵詞:脫硫CEMS;常見故障;管理辦法
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.23.005
隨著我國經濟的發展,氣體排放物二氧化硫及氮氧化物的不斷增加,造成更為嚴重的環境污染,國家環保部對煙氣排放加大監管和審核的力度,因此CEMS的穩定性和準確性顯得極為重要,直接關系到企業的經濟效益和社會形象。
CEMS是英文Continuous Emission Monitoring System的縮寫,是指對大氣污染源排放的氣態污染物和顆粒物進行濃度和排放總量連續監測并將信息實時傳輸到主管部門的裝置,被稱為"煙氣自動監控系統",亦稱"煙氣排放連續監測系統"或"煙氣在線監測系統"。宿州電廠是2*630MW燃煤機組,采用石灰石-石膏濕法脫硫,脫硫煙氣在線監測系統采用北京雪迪龍公司的SCS-900型系統,測量采用直接抽取法。
1 脫硫CEMS系統組成及測量原理
脫硫CEMS采用雪迪龍公司的SCS-900 煙氣連續監測系統主要由煙氣成分分析系統、顆粒物監測系統、煙氣流量監測系統及數據采集與通訊四部分組成。如圖1
1.1 煙氣成分分析系統
主要用于監測煙氣中SO2,NOX,CO以及O2的分析儀表),采樣方法采用直接抽取加熱法,分析儀表選用德國西門子多組分紅外分析儀ULTTRAMAT23。其中氣態污染物SO2 ,NOX ,CO測量原理:NRIR 不分光紅外法。紅外氣體光譜測量方法是以非分散性 IR 輻射的吸收為基礎的。測量相關波段紅外線的衰減幅度即可測量相應氣體的濃度。O2測量原理:電化學法。氧含量測量是根據一個燃料池的工作原理來工作的。氧氣在陰極與電解液的分界面被轉換成電流,并且所產生的電流與氧氣的濃度成正比。
1.2 顆粒物監測系統
采用德國SICK的FW300系列粉塵儀,應用光透射的測量原理;用一個發光二極管(測量距離小于2米時)或用一個激光二極管(測量距離最大可到15米)作為光源,光線在可見光的范圍(波長大約為650nm),光線發射到反射器上并經反射器反射回到接收器,光線兩次通過含有煙塵的煙道,衰減后的光線信號被檢測器接收(光電二極管),信號經放大后傳送到微處理器上進行處理,微處理器是測量、控制和分析系統的主要部件。如圖2
1.3 煙氣流量分析系統
包括煙氣流量、煙氣壓力和溫度檢測。流量測量采用皮托管差壓測量原理,測量時將皮托管流速計探頭插入管路中,并使全壓和背壓探頭中心軸線處于過流斷面中心且與流線方向一致,全壓探頭測孔正面應對來流,檢測流體總壓,并將其傳遞給差壓變送器;同時背壓探頭測孔拾取節流靜壓也將其傳遞給變送器,變送器讀取總靜壓差值并將其轉換成相應的電流信號(4~20mA)可傳送給顯示儀表。溫度采用一體化溫度變送器測量,壓力采用西門子擴散硅微壓變送器。
1.4 采集、處理和控制系統(PAS-DAS)
PAS-DAS 煙氣連續監測系統軟件是 SDL 根據國家環保標準,并針對本公司的CEMS煙氣連續監測系統的硬件開發的用于煙氣連續監測的數據采集和數據處理軟件,可實時顯示整套煙氣監測系統的各項污染物參數的數值和整套系統的運行狀況,直觀看出煙氣SCS-900 煙氣連續監測系統(煙氣分析儀)使用說明書的排放污染物濃度,并且根據有關標準和方法,對數據進行篩選計算和統計,按照環保報表的格式自動生成日報表、月報表及年報表。
2 脫硫CEMS常見故障及處理方法
2.1 分析儀顯示SO2、NOX數值偏低,O2顯示偏高
分析儀預處理系統有漏氣,檢查漏點處理。可能原因是采樣管路、連接接頭、過濾器、冷凝器、蠕動泵管等密封不嚴,可將所有接頭螺帽擰緊;將針閥順時針旋到底(關死旁路),堵死截止閥上端的進氣口,如果浮子流量計小球到最低,且儀表出現報警說明柜內各裝置密封良好,則對采樣系統進行漏點檢查,若流量計有讀數測對分析柜內系統進行檢查。
2.2 分析儀流量計讀數顯式過低
正常情況下流量計讀數顯示在1.0-1.2ml之間,調整旁路針型閥讀數指示能否正常,若讀數低,檢查取樣泵是否工作常,分析柜內管路、濾芯及采樣探桿、探頭濾芯是否堵塞。
2.3 SO2讀數自動吹掃后顯示過低或過高,經過十幾分鐘左右恢復正常。
(1)通常U23分析儀表出廠設置自動吹掃周期為6小時,吹掃時間為360S。采樣探頭加熱溫度在140°C左右,探桿長度1.5米,正常測量過程中,探桿在煙道的位置,探桿中的水以液態形式存在,與SO2反應消耗一部分,吹掃過程中將探桿中的水分吹走,使得SO2顯示偏高,經過十幾分鐘后水分重新聚集在探桿內,讀數逐漸恢復正常。建議將探桿探頭改為帶加熱裝置,阻止探桿中的水分與SO2反應。
(2)自動吹掃過程中,如果吹掃用的壓縮空氣帶有水、油等雜志,吹掃完畢,加熱管線溫度還立刻恢復的設定溫度(出廠設定在140°C),采用管線中壓縮空氣中的水以液態形式存在,與SO2反應造成讀數偏低。帶伴熱管線溫度升高水變為氣態不再與SO2反應,讀數顯示正常。處理方法,將壓縮空氣氣源改造,氣源從脫硫壓縮空氣出口改為主廠房壓縮空氣母管處引入,并在脫硫CEMS吹掃用氣中加裝一套空氣凈化裝置,保證氣源品質合格。
2.4 分析柜故障指示燈亮,PAS-DAS系統中顯示故障報警
(1)氣體分析儀發故障報警導致分析柜故障燈亮。分析儀故障時,液晶屏右緣顯示“F”(故障), 故障信息會被記錄在日志中,在輸入模式中用菜單路徑“分析儀狀態-狀態-日志/故障”可調用故障信息。根據提示的信息選擇響應的處理程序。表1 為常見故障信息、故障的起因以及故障排除措施的總結表。
(2)制冷機故障導致分析柜故障燈亮。正常情況下制冷劑工作溫度在2°C-5°C之間,當溫度過高或過低時,預熱管線除水系統不能正常工作,管路中的水分與煙氣反應行程酸性液體,對分析儀造成損害。建議檢查制冷劑電源接線是否松動,制冷機設備是否損壞。
(3)伴熱管線加熱溫度偏差大或者采樣探頭導致分析柜故障燈亮。出廠時設定伴熱管線及探頭加熱溫度在140°C左右,超出范圍故障報警;建議檢查探管線伴熱及探頭加熱空開電源是否正常,檢查探管線伴熱熱電阻探頭是否在伴熱管線內接觸正常。
2.5 粉塵儀測點偏大,參數波動
有可能靜頭臟污或光點偏移造成。處理方法:鏡頭污染可用清潔的紙巾或者軟布清潔鏡頭,粉塵儀風機濾芯用壓縮空氣吹掃干凈;光源偏移,可重新調整發射端的法蘭盤螺絲,使得光點位置在接收端法蘭處中心。
2.6 分析儀有數據DAS系統數據無法顯示
有可能數據線松動或電腦死機造成。處理方法:將信號線接好,重啟電腦,若仍沒有數據顯示,聯系廠家處理。
3 提高脫硫CEMS系統可靠性和準確性的日常維護和管理辦法
煙氣在線系統的維護應以故障預防為主,故障檢修為輔。在實際的煙氣在線系統維護中,定期校驗和定期檢查最為重要,力求將故障杜絕在萌芽狀態。
3.1 定期對脫硫CEMS系統校驗并完善設備故障記錄。
每月對脫硫CEMS系統的原煙氣、靜煙氣分析儀及粉塵儀進行校驗,按照環保局要求的格式,詳細填寫校驗報告,包括:設備型號、工作原理、校驗前后的參數變化、校驗日期,最后由負責人簽字,使校驗報告完整規范。對當天發生過的缺陷,填寫《煙氣自動監測設備維修記錄表》,記錄中包含有缺陷發生的時間、現象、詳細的處理過程。
3.2 定期對CEMS設備巡檢維護
(1)每天巡檢事項:檢查脫硫CEMS系統電腦、環保局信號數采集儀數據傳一致,傳輸正常,DAS系統電腦當日報表數據正常;檢查分析儀表顯示是否正常,處于檢測狀態,無故障報警;檢查分析儀表流量計指示在1.2ml左右;檢查設備開關全部送電,取樣管路伴熱及一次元件正常加熱;檢查蠕動泵、取樣泵工作正常,排水桶積水未超過2/3,過濾器濾芯顏色正常無污染;檢查標氣是否處于有效期內,室內溫濕度是否正常。
(2)每半個月定期檢查事項:檢查分析儀內SO2、NOX診斷值,O2電壓值是否正常;檢查粉塵儀風機工作是否正常,清潔風機濾芯、粉塵儀鏡頭,檢查粉塵儀光點是否偏移;檢查風量一次元件是否堵塞,檢查反吹管路、電磁閥是否正常工作。
(3)停機期間定期檢查事項:對分析儀進行返廠檢查,以檢查分析儀紅外線反應室是否受污染能否正常工作;對DAS系統程序和數據進行備份,嚴防數據丟失。
4 結束語
煙氣在線系統對電廠的環保工作有著極為重要的意思,通過運行當中的及時消缺和故障處理,以及日常校驗和定期檢查,必將大大提高脫硫環保數據傳輸的穩定。
參考文獻:
[1]HJT_212-2005_污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準[S].
[2]雪迪龍公司培訓講義[J].
國內首創燃煤發電機組清潔生產新途徑
針對煤炭資源利用和環境容量承載能力之間日益突出的矛盾和長遠的能源安全保障問題,充分利用科技進步,加快實現煤炭的安全、高效、清潔利用,尤其是加快突破燃煤發電發展的環境容量制約是目前的當務之急。
為創新傳統燃煤發電發展方式,切實履行保障環境質量和公眾健康的社會責任,浙江省能源集團有限公司未雨綢繆并自我加壓,從2012年開始著手廣泛調研國內外燃煤機組污染物治理的先進技術,在充分消化吸收及自主創新的基礎上,于2013年在國內率先提出了利用高效協同脫除技術實現“燃煤機組煙氣污染物超低排放”的目標:即燃煤電廠的煙氣排放標準達到天然氣機組的排放標準(煙囪出口二氧化硫排放濃度≤35mg/Nm3,氮氧化物排放濃度≤50mg/Nm3,煙塵排放濃度≤5mg/Nm3)。
2014年5月30日,我國首套煙氣超低排放裝置在浙江省能源集團有限公司所屬嘉興發電廠8號機組投入運行。經西安熱工院、浙能技術研究院等單位進行的煙氣抽樣測試,機組滿負荷時煙囪總排口主要煙氣污染物的排放數據:煙塵2.6 毫克/ 立方米,二氧化硫28.8 毫克/立方米,氮氧化物22.7 毫克/ 立方米。該數據表明,嘉電8 號機組超低排放系統性能已達到設計要求,優于天然氣燃氣機組排放標準。
目前,我國燃煤鍋爐排放限值:煙塵30毫克/立方米,二氧化硫100毫克/立方米,氮氧化物100毫克/立方米;燃煤鍋爐重點地區排放限值:煙塵20毫克/立方米,二氧化硫50毫克/立方米,氮氧化物100毫克/立方米;天然氣機組排放限值:煙塵5毫克/立方米,二氧化硫35毫克/立方米,氮氧化物50毫克/立方米。
據初步估算,改造后,該機組主要污染物排放量每年可多減排二氧化硫約550噸、氮氧化物近1000噸、煙塵約400噸,達到了國際領先水平,開啟了燃煤發電機組清潔化排放的新時代,標志著我國能源轉型取得又一重大進展。
同時,該項目還采用了當前世界最先進的煙氣污染物在線監測系統,監測儀表均有中國環保認證標志,相關儀表在選用及量程變動均已取得省環保廳許可。省環境監測中心已對該項目在線監測系統進行了比對驗收。
嘉電百萬千瓦燃煤機組煙氣超低排放改造工程是全國率先實施超低排放的示范改造項目。該工程于2013 年8 月13 日開工建設。項目總投資3.95 億元,通過對已投產的兩臺百萬千瓦燃煤機組進行示范改造,采用“多種污染物高效協同脫除集成技術”,使燃煤機組煙氣主要污染物排放指標達到或優于燃氣機組排放標準。
為了進一步提升煙氣污染物排放測試結果的權威性和準確性,目前浙能集團委托中國環境監測總站對該項目兩臺機組的煙氣排放主要指標(煙塵、SO2、NOx)進行監測(將于下周進行);并委托南京環境科學院對該項目兩臺機組的其他煙氣排放指標(Hg、SO3、PM2.5)進行監測;同時委托國家環保部評估中心對該超低排放改造項目的技術路線及項目實施進行評估。評估數據均達到設計要求。
嘉電百萬千瓦機組煙氣超低排放環保改造示范項目的投產,不僅為浙能集團乃至整個火電行業的環保技術改造提供了重要的技術、政策參考,為東部經濟發達地區發展煤電開辟了新的途徑,同時對于火電行業的持續發展、國家霧霾治理的深入推進乃至能源安全的較大改善等,都具有重要的戰略意義。
目前,除嘉興電廠7號、8號機組已實現超低排放改造外,新建的舟山六橫電廠1號、2號兩臺百萬千瓦機組也同步實現了煙氣超低排放。
工程概況
鴨溪發電廠4×300MW機組燃煤鍋爐尾部煙氣脫硫工程采用的是由德國魯奇能捷斯比曉夫公司提供的石灰石―石膏濕法煙氣脫硫工藝技術,吸收塔型式為噴淋式吸收塔。整套系統由濕式吸收塔系統、煙氣系統(包括煙氣換熱系統和增壓風機)、脫硫裝置石膏脫水及貯存系統、石灰石制粉及漿液配制輸送系統、公用系統、事故漿液系統、廢水處理系統等7個子系統組成。
鍋爐的煙氣經電除塵器、引風機、脫硫系統入口擋板門進入脫硫增壓風機,然后被送進煙氣脫硫系統。經脫硫增壓風機升壓后,煙氣經GGH的吸熱側降溫后進入吸收塔,經洗滌脫硫后再經除霧器除去帶出的細小液滴,在GGH的放熱側被加熱至煙囪入口溫度80℃以上,進入煙囪后排入大氣。
在吸收塔內的化學反應主要有以下過程:
(1)吸收過程
(2)氧化過程
(3)中和過程
下圖為鴨溪電廠煙氣脫硫系統的流程示意圖(單套):
二、試驗工況
當燃煤中Sar≤2.37%時按鍋爐ECR運行工況下全煙氣進入(關閉旁路檔板)的條件為基準進行試驗;當煤中Sar>2.37%時則在鍋爐ECR運行工況下以進入脫硫系統煙氣中SO2的設計含量5380 kg/h(按設計煤種Sar:2.37%,脫硫裝置入口SO2濃度4968mg/m3,標態干煙氣量1082852m3/h,O2:6.0%)為基準進行試驗;并按進入脫硫系統煙氣中SO2總量的1.0、1.25倍兩個工況進行測試。
三、試驗條件確認
1、煙氣脫硫系統性能試驗期間鍋爐穩定運行。
2、試驗期間鍋爐燃用煤種基本固定。
3、試驗期間電除塵器各個電場基本保證正常投運,高壓供電系統和控制系統以及低壓控制系統基本正常運行。
4、試驗期間氣力輸灰系統運行可靠。
5、機組煙氣脫硫系統在性能試驗開始之前在鍋爐ECR工況下經歷一段時間的調試和穩定運行,運行設備無缺陷或缺陷隱患。
6、石灰石制粉、漿液配制及輸送系統正常投運。
7、吸收塔系統正常投運,其附屬的氣氣加熱系統(GGH)、除霧系統等正常投運。
8、吸收塔的事故排漿系統正常。
9、石膏脫水系統正常投運。
10、增壓風機系統正常投運。
11、公用系統包括工藝水、冷卻水、壓縮空氣正常投運。
12、廢水處理系統正常投運。
13、性能試驗開始前電廠技術人員對煙氣脫硫系統在線計量表計進行了標定。
四、煙氣系統性能測試結果
4.1 測試脫硫裝置進出口煙氣中的SO2濃度及O2含量
脫硫裝置性能試驗分工況一(進口SO2量:5380kg/h)和工況二(進口SO2量:6725kg/h)兩個工況進行測試。
測試位置根據GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》的要求,原煙側在脫硫裝置進口增壓風機之前的水平矩形煙道上沿水平方向取3個測孔,凈煙側在脫硫裝置出口矩形煙道上沿水平方向取3個測孔進行測試。
測試方法參見DL/T414-2004《火電廠環境監測技術規范》、GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》、HJ/T56-2000《固定污染源排氣中二氧化硫的測定定電位電解法》,采用定電位電解法進行。
測試儀器
脫硫裝置進出口煙氣中SO2 、O2的測試采用符合HJ/T47-1999《煙氣采樣器技術條件》要求的KM9106型綜合煙氣分析儀。
脫硫效率計算公式:
η= CSO2-rawgas-CSO2-cleangas ?100%
CSO2-rawgas
CSO2-rawgas ――折算到標準狀態6%O2下的原煙氣中SO2濃度
CSO2-cleangas ――折算到標準狀態6%O2下的凈煙氣中SO2濃度
測量結果及性能保證值:
表1:鴨溪電廠2號脫硫裝置進出口煙氣中SO2濃度及脫硫率(工況一)
表2:鴨溪電廠2號脫硫裝置進出口煙氣中SO2濃度及脫硫率(工況二)
4.2 脫硫裝置進口煙氣量
根據現場具體的試驗情況,脫硫裝置進口煙氣量在主機負荷200MW的情況下采取全煙氣進入的方式進行測試。
測試位置根據GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》的要求,根據現場條件,原煙側在電除塵器出口2個豎直矩形煙道上沿水平方向各取8個測孔進行測試。
測試方法參見DL/T414-2004《火電廠環境監測技術規范》、GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》。
測試儀器
應用3012H自動煙塵(氣)測試儀
應用3601型智能氣體流速測試儀
測量結果:
表3:鴨溪電廠2號脫硫裝置進口煙氣量
4.3 脫硫裝置出口煙溫
根據現場具體的試驗情況,脫硫裝置出口煙溫分工況一(進口SO2量:5380kg/h)和工況二(進口SO2量:6725kg/h)兩個工況進行測試。
測試位置根據GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》的要求,在脫硫裝置出口凈煙側進行測試。
測試方法參見DL/T414-2004《火電廠環境監測技術規范》、GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》。
測試儀器
應用3601型智能氣體流速測試儀
應用3012H自動煙塵(氣)測試儀
測量結果及性能保證值:
表4:鴨溪電廠2號脫硫裝置出口煙溫實測值及性能保證值
8.4 脫硫裝置出口煙氣含濕量
根據現場具體的試驗情況,脫硫裝置出口含濕量分工況一(進口SO2量:5380kg/h)和工況二(進口SO2量:6725kg/h)兩個工況進行測試。
測試位置根據GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》的要求,在脫硫裝置出口凈煙側矩形煙道上沿水平方向取3個測孔進行測試。
測試方法參見DL/T414-2004《火電廠環境監測技術規范》、GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》。
測試儀器
應用3012H自動煙塵(氣)測試儀
8.4.4測量結果
表5:鴨溪電廠2號脫硫裝置出口煙氣含濕量
8.5 脫硫裝置進出口煙塵濃度
脫硫裝置進出口煙塵濃度的測試工作按工況一(進口SO2量:5380kg/h)進行測試。
測試位置根據GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法》的要求,原煙側在電除塵器出口2個豎直矩形煙道上沿水平方向各取8個測孔進行測試,凈煙側在脫硫裝置出口矩形煙道上沿水平方向取樣。
測試方法參見DL/T414-2004《火電廠環境監測技術規范》、GB5468-91《鍋爐煙塵測試方法》。
測試儀器
應用3012H自動煙塵(氣)測試儀
AE-260電子天平
測試結果及設計參數:
[關鍵詞]實時數據庫 InfoPlus.21 SQLPlus 存儲過程 實時監測 環保數據
中圖分類號:G115 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)01-0319-02
0引言
隨著環境在線監測儀器儀表和數據通訊技術的迅猛發展,長嶺分公司在利用InfoPlus.21實時數據庫進行優化生產過程,提高產品的產量、質量和效益的同時,致力于推動污染源在線監測現代化M程,實現了裝置工業排放廢氣中的SO2、NOx、煙塵、氧含量和廢水外排口氨氮、PH值等在線分析監測的全面自動化和信息化,實現對裝置廢氣、廢水等污染物的排放進行嚴格的監控,避免了超標排放。在環保信息化建設的過程中,長嶺分公司信息技術中心充分利用InfoPlus.21實時數據庫的SQLPlus和自定義數據結構[1],通過編寫存儲過程實現環保數據的實時采集、計算和統計,開發了裝置環保數據實時監測系統。業務人員可隨時了解實時動態的環保數據,并根據統計和分析結果[2]及時發現問題,儀表維護人員也能實時了解在線監測儀器儀表運行的狀況,及時處理儀表故障。裝置環保數據實時監測系統在實際應用中為長嶺分公司實現環保信息化提供更加及時、準確的環保數據。
1 系統需求分析
目前,中國石化長嶺分公司采用環境在線監測儀表的檢測點主要有6個煙氣監測點和3個污水監測點。其中,煙氣監測點包含熱電作業部CFB裝置的2#煙囪外排煙氣、3#催化煙氣脫硫脫硝的凈煙氣CEMS和原煙氣CEMS、1#催化煙氣脫硫脫硝的凈煙氣CEMS和原煙氣CEMS、2#硫磺和3#硫磺的外排煙氣,監測的項目有PH、COD、氨氮、油含量、流量。
裝置的環保數據實時監測系統的業務需求如下:
(1) 系統對于所有的監測項目的當前值都要實際采集、存儲,并通過IE瀏覽器進行實時監測。根據設定的預警值,實時改變當前值的顏色,提示用戶及時采取措施及處理問題;
(2) 根據設定的達標值,實時計算所有監測項目的月達標率、年達標率和本月超標的時間,用戶可統計、分析和考核監測項目的達標情況;
(3) 實時監測儀表運行狀態,累計本月儀表運行時間和本月儀表停運時間,實時計算本月儀表運行率,統計本月儀表故障次數,用戶可分析儀表運行故障的原因,并及時處理儀表故障。
2 方案設計
2.1 系統結構
裝置的環保數據實時監測系統功能結構如圖1所示。
將環境在線監測儀表的監測點就近引入裝置DCS系統,然后通過接口采集和存儲實時的環保數據到InfoPlus.21實時數據庫。LIMS的數據通過標準接口保存到InfoPlus.21實時數據庫。
利用InfoPlus.21自定義數據結構定制數據模板,存貯所有在線監測儀表的監測點信息和參數。數據模板可根據需要進行擴展。
存儲過程封裝了廢水、廢氣的各個監控項目的業務邏輯和核心算法,并保存在InfoPlus.21實時數據庫中。存儲過程被Query調用,并設置為定時執行,傳入的信息來源于設定的數據模板,結果保存在InfoPlus.21的計算軟點中。所有存儲過程采用模塊化設計,便于業務邏輯修改和功能擴展。
通過建立InfoPlus.21與SQLServer的異構數據庫連接,實現定期將環保數據的實時分析結果保存到SQLServer,便于統計查詢。
通過.net開發Web應用程序,以WebService的方式讀取InfoPlus.21的實時數據,并實時刷新網頁。
2.2 系統功能
在IE中,裝置環保數據實時監測系統以可配置表單的形式自動計算和分析數據[2],具體功能如下:
1) 監測的實時值正常時顯示綠色,超預警值時顯示黃色并發聲3秒,超達標值時顯示紅色,并可顯示趨勢曲線。其中預警值和達標值可配置。
2) 監測的實時值在連續3個采樣周期超標確認處于超標狀態,開始累計超標時間,連續3個采樣周期處于達標范圍內確認達標,暫停超標計時,按月累計處于超標狀態的時間,每月26號零時復位,并在復位前累計到年超標時間,年超標時間在1月26號零時復位。
3) 儀表運行狀態由運行變為故障記為1次故障,按月累計儀表故障次數,每月26號零時復位。
4) 按月累計儀表故障時間和儀表運行時間,每月26號零時復位。本月總累計時間。
5) 自動計算本月達標率、本年達標率和本月儀表運行率,并可按月查詢及生成報表。
2.3 技術方案
裝置環保數據實時監測系統采用B/S模式進行開發,用戶界面為IE瀏覽器。技術上采用.net和WebService編程,以及InfoPlus.21系統內部的存儲過程編程來實現系統開發。.net和WebService編程主要實現用戶操作界面相關的功能。存儲過程主要實現所有的業務數據的統計和分析功能[2]。
2.3.1 存儲過程設計
裝置環保數據實時監測系統包含氣體和液體數據的監測和分析。而數據計算和分析的核心是存儲過程,其中封裝了業務人員統計分析數據的經驗和邏輯。存儲過程采用Aspen SQLPlus編程實現,如圖2所示。每一個存儲過程都采用模塊化設計,可以靈活地組合多個存儲過程來滿足各種不同的組態需求。存儲過程的設計充分考慮并優化了數據處理的性能。
存儲過程按功能分為實時數據分析和計算類、數據模板組態維護類、異構數據通訊類。實時數據分析和計算的內容包括實時計算和分析煙氣中的SO2、NOx、煙塵、氧含量、流量,以及污水中的PH、COD、氨氮、油含量、流量。數據模板保存實時計算所需的位號、控制指標等基礎信息。異構數據通訊主要負責定期將日和月的統計分析結果寫入SQLServer。
其中,存儲過程從InfoPlus.21的History聚集表中讀取所需的歷史數據,并結合當前的實時數據,進行數據的實時計算和分析;通過自定義數字狀態集來定制運行狀態;充分利用InfoPlus.21點的冗余字段保存標志位信息。充分利用InfoPlus.21內置的基礎函數,加快開發進度。
2.3.2 用戶界面設計
環保實時數據監控實現對外排煙氣和外排污水的在線自動監測,使用戶能及時了解儀表設備運行狀態、設備的異常次數和常時間,并作出調整采取措施,防止環保數據超標。環保大氣和水質實時數據監測界面如圖3所示。
2.4 關鍵技術
(1)InfoPlus.21存儲過程技術:所有的業務邏輯和特殊計算被封裝成存儲過程函數,保存在InfoPlus.21的內存實時庫中,方便其他程序靈活調用。InfoPlus.21存儲過程是根據InfoPlus.21系統里的ProcedureDef定義創建的,并使用Aspen SQLPlus進行編程,可以包含循環結構和具有定義用戶函數的能力,遠遠超出了基本SQL接口的功能。在交互式查詢編輯器中可以方便地建立查詢和應用,不需復雜的編譯、連接和循環執行。
(2)InfoPlus.21自定義數據模板:InfoPlus.21實時數據庫系統提供自定義數據模板,可根據需要自定義數據的字段個數、類型和名稱,便于將工位號和工藝指標控制范圍等參數配置到數據模板中,可以減少與外部系統的交互,提高實時數據的自動計算的效率,同時方便系統的維護。
(3)Web Service技術:能使得運行在不同機器上的不同應用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件,就可相互交換數據或集成。依據Web Service規范實施的應用之間,無論它們所使用的語言、平臺或內部協議是什么,都可以相互交換數據。
3 應用情況
項目組按期完成裝置環保數據實時監測系統的開發,并納入生產實時監控平臺。系統的投用為用戶的工作提供了極大的便利,通過環保實時數據監測的應用,用戶可在線查詢儀表設備運行狀態、設備的異常次數和異常時間,及時作出調整采取措施,防止環保數據超標。儀表維護人員能根據預警、報警信息及時發現隱患和排除故障,極大提高了在線儀表的運行率。
4 總結
實踐證明,通過裝置環保數據實時監測系統,有效地對裝置廢氣、廢水等污染物的排放進行了嚴格的監控,避免了超標排放,極大地提高了企業的環保管理水平。目前,該系統只是監測了外排煙氣和廢水的各項環保指標,未來將繼續在生產裝置內部擴大環保的監測點。
致謝
本論文是在中國石化長嶺分公司信息技術中心何揚歡高級工程師的精心指導下完成的。2016年8月16日,我報名參加了長嶺煉化公司的社會公眾開放日,對企業重視環境保護產生了深刻的印象。論文初期,何老師給了我建設性的意見,這對于我論文的順利完成起了極其重要的作用。論文后期,何老師為我的論文傾注了大量的心血,一步步地指導、修改。何老師嚴謹的治學精神和淵博的專業知識使我受益匪淺,在此謹向何老師致以衷心的感謝。
在我的論文的撰寫過程中,還得到了許多老師和同學的無私幫助,在此一并致以謝意。
參考文獻