烟气排放连续监测系统检修规程.wps
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1、1烟气排放连续监测系统检修规程一、系统概括一、系统概括1.11.1 遵循标准遵循标准CEMS-2000s 烟气排放连续监测系统符合以下标准的要求:GB16297-1996 大气污染物综合排放标准 HJ/T76-2007 固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法HJ/T75-2007 火电厂烟气排放连续检测技术规范GB/T16157-1996 固体污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法HJ/T48 烟尘采样器技术条件HJ/T47 烟气采样器技术条件环办(2003)49号 环境监测技术路线GB12519-1990 分析仪器通用技术条件Q/FPI 042006 烟气分析系统企业标准1.2
2、1.2 系统特点系统特点CEMS-2000s 烟气排放连续监测系统是聚光科技(杭州)有限公司为了满足我国日益严格的烟气监测要求,基于自身在工业领域的丰富经验,推出的可广泛应用于火力发电厂、 各种工业窑炉/锅炉、 化学工业、 钢铁烧结/炼钢厂、 水泥工业、 垃圾焚化厂、 石油工业等场合的烟气排放连续监测系统。CEMS-2000s 烟气排放连续检测系统采用了多项具有独创性的技术,系统主要具有以下特点:1.2.11.2.1 可靠性高可靠性高(1)整个测量过程气体不需要冷凝,无冷凝水析出,不会生成酸性溶液腐蚀部件;(2)气体分析仪采用全息光栅分光和阵列传感,无运动部件,可靠性高;(3)粉尘检测仪采用一
3、体化设计,结构紧凑、可靠性高。1.2.21.2.2 维护方便、维护成本低维护方便、维护成本低(1)探头采用独有叠孔式过滤器,对采样烟气过滤,过滤效果好,反吹效率高,探头维护周期长;2(2)采样信号通过集线器汇集接入上位机,系统布线简洁,安装维护方便;(3)气体分析仪中光源、 气体室和光谱仪之间采用光纤连接,各部件维护和更换简单、 成本低;(4)整个系统中几乎没有运动部件,维护周期长。1.2.31.2.3 测量精度高测量精度高(1) 采用热湿法(温度在 120200之间可设)测量 SO2、 NOX,可避免冷凝水吸收SO2造成测量不准,以及避免形成的亚硫酸对仪表的腐蚀;(2) 气体分析采用紫外差分
4、光学吸收光谱技术,有效解决了水、粉尘及其他因素对测量精度的影响;(3) 粉尘仪采用原位激光透射原理,检测灵敏度高、响应速度快、内置自校正功能、测量准确、稳定性好。1.2.41.2.4 支持远程监控和诊断支持远程监控和诊断采用 GPRS 技术,实现系统的远程监控、远程诊断、远程维护。1.31.3 系统主要技术参数系统主要技术参数3表 1.1 CEMS-2000s 系统的主要技术参数二、系统组成二、系统组成CEMS-2000s 烟气排放连续监测系统由气态污染物(SO2、NOX、O2)监测子系统、烟尘(颗粒物)监测子系统、 烟气参数(流速、 温度、 压力、 湿度等)监测子系统以及数据采集与处理子系统
5、构成。项目指标气态污染物SO2(03005000)ppm NOX(03003000)ppm O2(030)% HCL(078000)ppm HF(0110000)ppm 零点漂移1%F.S./7d 量程漂移1%F.S./7d 线性误差1%F.S. 响应时间30s颗粒物测量距离(0.5 15)m 粉尘浓度量程(0100)mg/m3,(015)g/m3 测量精度2%F.S. 烟气参数温度测量范围(0400) 测量精度0.5%F.S.压力测量范围(-1010)kPa 测量精度0.5%F.S.流速测量范围(140)m/s 测量精度1%F.S.数据采集与处理集线器8路模拟输入通道,8 路数字输入通道,1
6、路 RS485 通讯接口工控机1路 RS485 通讯接口,3 路RS232通讯接口,两路 USB 接口 Windows 2000 操作系统 系统软件污染源在线监控管理软件 CEMS-Monitor 2.0输出9路模拟量输出通道1路 RS485 通讯接口1路 GPRS 通讯接口 电源220V AC/50Hz 1KW(不含伴热带、压缩机) 机柜尺寸700mm*700mm*2000mm 机柜环境温度范围(540)4图2.1 CEMS-2000s 系统示意图如上图所示,气态污染物监测子系统采用光谱气体分析仪与具有专利技术的采样预处理系统结合,测量 SO2、NOX、O2。烟气参数监测子系统包括烟气流速、
7、 烟气压力、 烟气温度和烟气湿度的测量。 烟气流速采用差压变送器测量,通过测量烟气流动中的全压和静压,换算得到烟气的流速。 烟气温度采用铂电阻温度传感器测量。烟气湿度采用高分子薄膜电容法进行测量。数据采集与处理子系统由 SC-100集线箱、 高端一体化工作站、 CEMS-Monitor 监测软件、企业DCS接口模块等构成。 SC-100 集线箱安装在户外的平台上,平台上的所有设备均由SC-100进行供电,同时SC-100 接收所有设备的信号输出,通过内部的处理单元转换为工业现场经常使用的 RS485与仪表间机柜内的工作站进行通信。工作站与 CEMS-Monitor 监测软件汇总所有的气体浓度信
8、息和工作状态信息,具有生成报表、 存储数据、 查询历史记录、 与环保部门联网通信等功能。2.1 2.1 采样预处理系统采样预处理系统CEMS-2000s 系统的采样预处理系统由温度传感器、 高温测量室、 射流泵、氧化锆测量模块等器件组成。CEMS-2000s 系统预处理的流程如图 2.5 所示。烟气经过高温采样探头和伴热管到达气体测量池(高温气体室),测量池放在加热盒中,这样就保证了在采样过程中烟气处于高温状态,因此没有冷凝水析出,SO2、NO2 等水溶性气体也就不会有损失,并且保证了设备没有酸性溶液的腐蚀和测量结果的准确性。 通过前面板的温控表,可以根据工况将采样探头、伴热管和加热盒设置在不
9、同的温度。 整个测量完成后,烟气通过排空管路排空。 整个预处理采样通过高性能射流泵实现,射流泵无运动部件,可靠性高。5图 2.2 CEMS-2000s 系统采样流程2.1.1 OMA-20002.1.1 OMA-2000分光光谱气体分析仪分光光谱气体分析仪OMA-2000分光光谱气体分析仪主要由光源、 光谱仪、 接口板和液晶显示模块等组成。 主要实现SO2、 NOX、 O2浓度的测量和显示以及通讯功能。 OMA-2000 分析仪的外观如图 2.6 所示。图2.3 OMA-2000 分析仪外观图各部分所实现的功能如下:(1)光源:采用脉冲式氙灯光源,提供气体分析所需要的特定波段的紫外光源。(2)
10、光谱仪:采用全息光栅分光技术,获得经被测气体吸收后的光谱。(3)接口板:提供分析仪的对外接口。(4)液晶显示模块:实现信号处理、数据计算和人机交互等功能。OMA-2000 分光光谱气体分析仪内部集成了多块高性能微处理器,其内嵌的软件能实现 信号处理、数据计算、实时监控以及人机界面中的键盘操作和LCD 液晶显示、报警、设置等功能。62.1.2.1.2 2 Sick Sick 光谱气体分析仪光谱气体分析仪Sick光谱气体分析仪设置总则:该仪表从测量主界面进入到“main menu”是按两次Esc 键,反之则是按两次“1”键;(1)“621 设置项”这类的说法是根据显示屏右上角的数字来的;(2)模拟
11、量通道的顺序要与仪表接线和PLC 接线相统一;(3)开关量都定义第一通道为仪表故障,第四通道为仪表自动调零;(4)出厂时一定要检测下所有的设置有没有完成。操作面板:数字键盘里的“.”还有“:”的功能,设置时间的时候用到;返回键是返回到上一级菜单;确认键除了确认设置参数外还有进入设置项的功能。指示灯说明:故障灯正常情况下为绿色,故障情况下是红色。 一般仪表内部温度没达到要求(即开机加热不充分),或是有内部模块故障时产生报警。 注意故障灯变红的情况下不能进行仪表调零标定,并且要及时注意排查和清除。维护灯正常情况下不亮,在进行仪表参数设置和调零标定情况下会亮起黄灯,其不影响仪表的正常使用,但是也要注
12、意仪表情况。报警灯正常情况下不亮,除非仪表的各组分参数的当前值中至少有一个超过其设置的范围,若出现此情况,要注意设置的范围是否合适,或者通入的气体浓度是否异常。仪表接线:二组分:NO为CH1,O2 为 CH2;三组分:NO为CH1,SO2 为CH2,O2 为CH3;其他组合根据仪表显示屏上组分从上到下的顺序来确认 CH 的顺序(显示屏上从上到下分别对应 CH1,CH2),并将各组分的接线与机柜 X3 排线端子的各组分的接线端保持一致。开关量和接地线也接到 X3对应端子上。2.22.2 颗粒物监测子系统颗粒物监测子系统2.2.1 LDM-1002.2.1 LDM-100激光粉尘仪激光粉尘仪LDM
13、-100激光粉尘仪主要由发射单元和反射单元构成,如图 2.8 所示。发射单元驱动半导体激光器发射出探测激光,穿过被测环境后,由反射单元的光学单元将激光束反射至发射单元的传感模块,进行光电转换后经过微处理器分析,计算得到测量结果。7基于激光透射式检测技术的 LDM-100激光粉尘仪具有响应速度快、 检测灵敏度高等诸多优势,其检测方式为原位(In-Situ)测量,LDM-100 激光粉尘仪的发射单元和反射单元通过连接单元直接安装在烟道上。2.2.2 MD60002.2.2 MD6000抽取法粉尘仪抽取法粉尘仪MD6000抽取法粉尘仪是一个高度敏感的连续测量系统,采用加热抽取法,根据光散射原理测量粉
14、尘浓度。 信号以420 mA 模拟量输出。 探头温度、 测量筒温度、 采样流量、 反吹时间、反吹周期、校准时间、测量范围等均可通过显示单元触摸屏进进设定或更改。2.2.2.1 2.2.2.1 测量原理测量原理MD6000系统的光学传感器为 D-R800,为前散射原理测量粉尘浓度。D-R800 激 光二极管的集成在 MD6000 的测量头上,调制光穿透测量筒,尘埃粒子的光散射主 要是分散,因此接收透镜是定位在 D-R800 测量探杆上,详细见 D-R800 使用说明 书。散射光的强度与粉尘浓度成比例,因此灰尘越多,所产生的散射光越强。 激光束打在尘埃上,产生散射光,散射光通过接收透镜及其光纤传递
15、到光敏二极管上进行光电转换,光敏二极管产生电流信号,该电流信号由微处理器进行处理,可以获得的测量信号,根据 EN132841 设计标准,可以显示为 mg/m粉尘浓度。D-R800 有一个分光镜,分光镜分出的光由一个快门来切换,测量光和基准光会定 时切换,自动循环工作,分光镜分出的光实际在光学测量路径和参照光路径定时切 换,这意味着在烟气中没有移动部件,它还确保光学传感器和电子元件之间的密封, 使高温烟气不能进入安装电子元件的部件中。基本的校准系统是由软件通过顺控来完成。每 5 分钟执行一次光学表面的污染状态测量,记录灰尘沉积在光学边界表面的累积程度,如果沾污超过设定值,则系统会发出报警信号,以
16、便告知运维人员及时清理 光学表面的污染。.D-R800 检测仪是基于被测气体的粉尘含量浓度来决定原始散射光的强度。通过检测原始光的强弱来计算颗料物浓度。被测烟气的温度和流量由相应的传感器及变送器来测量。散射光原始信号也通过一个模拟输出通道,实现模拟输出 420 mA。 散射光原始信号的单位为电压信号,该信号传输到 MD6000 的控制单元中建立了粉尘浓度信号。粉尘的重量校正信号参数 A和 D,在交付时已预设。对于重量比较测量,计算 A和D后,可以保存到操作设备。 工厂出厂默认设置:Cib=A*X+D8Cib-粉尘浓度; A 校正系数D 校正常数2.2.2.2.2.2.2 2 系统采样流程系统采
17、样流程MD6000连续抽取湿烟气(抽取动力来自射流泵)。被测气体通过加热探头管加热成干烟气,该干烟气流入测量筒,经 D-R800 传感器测量之后由射流泵将烟气排空。测量模式系统流程图测量状态下的烟气流向测量状态下的烟气流向2.2.3 2.2.3 调零与标定调零与标定2.2.3.1 2.2.3.1 零点,参考点和零点偏移校正零点,参考点和零点偏移校正为了确保测量准确,MD6000每 24 小时进行一次零点和参考点的自动测试 (标准值,每次设备上电后立即进行自动测试)。 测试当前传感器的零点、 污染状态,然后检查参考点。传感器的自动检查,以确保设备正常的工作。2.2.3.22.2.3.2 采样采样
18、/ /吹扫三通球阀吹扫三通球阀为了防止采样探头管内存有集灰,系统设置吹扫功能,每 4小时该球阀将切换到吹扫位置一次,每次吹扫 3-5分钟。除了定时吹扫外,系统如果检测采样流量偏低, 吹扫过程也会自动启动。原因是:流经测量筒的体积流量参数 F 5 m/ h。如果相应的体积流量 F变小,则有维护要求。 如果小于这个警戒值的 80%, 则会显A1D09示一个故障报警,此时通过反吹可以使流量增加。另外系统也可实现手动反吹功能,通过触摸屏上的相关操作可以在屏幕上实现手动/自动切换,然后可以进行手动反吹操作。2.2.3.3 2.2.3.3 二通调节阀二通调节阀采样系统中配置了一台两通电动调节球阀,该球阀的
19、被安装在采样系统测量池的出口处,可控制采样流量或流速,当工艺系统要求实现等速采样时,通过用户提供的烟道内流速由 PLC中的 PID 进行实时调节阀位,从而实现采样流速与烟道内烟气流速等速采样。2.32.3 烟气参数监测子系统烟气参数监测子系统烟气参数包括烟气温度、 烟气压力、 烟气流量和烟气湿度,烟气湿度的测量采用聚光科技有限公司自主研发的湿度测量模块;温压流的测量有两种方式,一种方式采用温度变送器、 压力变送器、 差压变送器来测量,另一种方式采用聚光科技自主研发的 TPF-100 温压流一体化变送器测量。2.3.12.3.1 温度变送器温度变送器仪 器:温度变送器仪器型号:WZT测量原理:温
20、度传感器材质:WZP铂电阻。测量范围:(0300)(根据实际工况可选)测量精度:0.5%输入电压:24V DC输出电流:两线制(4-20)mA插入长度:(200-2000)mm或定制插入长度。其它:温度变送器套管外壳喷涂防腐材料(聚四氟),配套安装底座。2.3.22.3.2 压力变送器压力变送器仪 器:压力变送器仪器型号:STP测量原理:压力传感器测量范围:(-1010)Kpa,(根据实际工况可选)10测量精度:0.5%输入电压:24V DC输出电流:两线制(4-20)mA2.3.32.3.3 流速变送器流速变送器仪 器:流速测量仪型 号:PT-1测量原理:皮托管加差压变送器(皮托管+差压变送
21、器3051CD1)测量范围:(010)m/s 到(080)m/s,可根据实际工况选择测量范围。测量精度:5%F.S.输入电压:24V DC输出电流:两线制(4-20)mA插入长度:(200-2000)mm,或定制长度。其它:表面喷涂特殊防腐材料(聚四氟);配套安装法兰与螺栓垫片。反吹系统:包括 SMC电磁阀、气嘴、三通等输入电压:220V AC图2.9 流速变送器外观图2.3.42.3.4TPF-100TPF-100温压流一体化变送器温压流一体化变送器 为提高集成度,减少开孔数量,聚光科技推出了 TPF-100温压流一体化变送器,将温压流测量仪器集成在一个箱体内,能够实时监测烟气中温度、 压力
22、、 流速三个参数,TPF-100由取压取温单元和机箱单元组成,其外观如图 2.11所示。2.42.4 数据采集与处理子系统数据采集与处理子系统数据采集与处理子系统由集线箱、上位机、CEMSMonitor2.0 监测软件、企业DCS联网单元、数据远传单元等构成。 集线箱安装在户外的平台上,平台上的所有设备均由集线箱进行供电,同时集线箱接收所有设备的输出信号,通过内部的处理单元转换为工业现场经常使用的RS485协议传输到上位机。通过安装在上位机上的 CEMSMonitor2.0 在线监控软件监控11查询所有测量信息和仪表工作状态信息。 上位机软件可以同时生成国家环保部门要求的数据通过数据远传单元(
23、GPRS、 Internet 等)传送到环保行政主管部门,上位机也可以连接DCS系统连接。 三、系统常规操作三、系统常规操作3.13.1 系统运行前的准备工作系统运行前的准备工作3.1.13.1.1 上电前的检查上电前的检查一般来讲,在系统上电前主要检查以下几点:a)系统应该接地良好;b)仪表风(0.4 MPa0.6MPa)应该准备并连接好;c)光纤应连接牢固并且它的弯曲半径大于 8cm;d)系统的排气出口应该用气管引出室外。3.1.23.1.2 上电的顺序上电的顺序系统的上电开关位于 CEMS-2000s 机柜的前面板(如图 2.3 电控系统)。图 3.1 是系统上电开关局部图,上电时,先打
24、开总开关,再依次打开各分开关。图 3.1上电开关3.1.33.1.3 设置温度显示模块设置温度显示模块在介绍温控模块的设置前,先来介绍一下 CEMS-2000s 的前面板。CEMS-2000s 一拖一标准配置前面板控制部分的实物图。左上部是 3 个温控模块,分别用来控制加热盒的温度、采样探头的温度、伴热管的温度。右上部 4个红色指示灯用于报警提示,分别为系统报警、 缺仪表风报警、 缺标气报警、 温控报警。当有报警时,相关的指示灯会亮。总开关各部分开关漏电保护器浪涌保护器12右下部是一些操作按钮,分别为手动标零、 手动标满、 流速反吹、 探头反吹。 左下部的是流量计,用来控制标定时的气体流量。对
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