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環境煙氣排放監測系統

一、系統概述

    沃賽特煙氣、廢氣連續監測系統,采用了國際先進成熟的技術,結合國內現場的實際情況(高溫、高濕、高塵、高腐蝕),并針對煙氣、廢氣等爆炸性危險工業環境進行專業化安全設計,采用獨特的正壓隔離機柜、電氣信號安全柵技術、信號集成防爆箱處理等技術設計,通過國家相關部門鑒定,并取得國家防爆認證證書。

本系統可以連續監測SO2、NOx、O2、VOC、HF、煙塵(顆粒物)濃度等多項煙氣、廢氣參數,可顯示和打印各種參數、圖表并對測量到的數據進行有效管理。系統配置RS485A和RS232接口,提供數字量輸出和模擬量輸出,可根據業主要求接入到DCS系統。同時系統支持MODBUS、GPRS、CDM、ADSL、以太網等多種通訊方式,將監測數據傳送到環保部門,符合環保總局《污染物在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》(HJ212-2017協議)。


二、項目設計依據


    為了使本項目設計能夠符合各級環保部門及業主的需求,本項目以國家及行業相關標準、地方環保主管部門的要求為依據進行設計。具體相關標準如下:


三、煙氣、廢氣在線監測設計方案

  1. 系統總體架構設計

    沃賽特氣體在線監測集成預處理系統是集采樣、降溫、除塵、干燥、濾油、減壓、限流、分析、及信號傳輸一體的在線監測設備,針對鍋爐煙氣、石油化工、有機化工、醫藥制造、工業涂裝、機械設備制造、包裝印刷、電子生產、合成革、涂料油漆、服裝加工、家具制造、膠粘劑等行業的有組織固定源的廢氣監測系統;應用于在線監測及廢氣處理設施的進、出口的廢氣在線監控及處理效率的評價監測中溫度、濕度過高,油水、粉塵情況的復雜環境的氣體監測處理方案;系統采用智能化原裝進口傳感器檢測技術,檢測響應速度快,測量精度高,穩定性和重復性好;該系統可將實時監測數據可傳輸到指定的監控中心;也可與各地環保局進行系統聯網,能根據各地環保局的標準進行訂制開發。


2.系統工藝設計

    系統包含采樣單元、樣氣預處理單元、氣體分析儀檢測單元、信號傳輸單元、標定校準單元、反吹單元。將采樣單元直接安裝在工藝管道上采用抽樣泵、防爆型伴熱管將待測樣氣輸送到監控柜中,再對樣氣進行過濾和冷凝處理后供給氣體分析儀進行分析;分析后的樣氣被排出。

                                    系統工藝配置示意圖

2.1系統工藝流程

在線分析儀通常需要不含干擾組分的清潔樣品,在正常情況下,樣品必須是在限定的溫度、壓力和流量范圍之內。本項目樣品為高濃度HCL、SO2氣體,具有極易溶于水、與金屬表面氧化物反應等特點,故本系統處理的基本任務和功能歸納如下:氣路高溫伴熱,包括溫控和伴熱系統;除塵,除水除濕和氣液分離;保持氣體流量調節,包括快速流路和分析回路;壓力調節,包括降壓、抽吸和穩壓。去除有害物包括對分析儀探頭有危害的組分和影響測量的干擾組分。依據需方工況及使用要求,設計預處理流程如下:

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?① 現場將鍋爐煙氣通過φ8*10cm316不銹鋼管引出;鍋爐煙道與不銹鋼管采用焊接或法蘭連接;尾端需M10內螺紋或寶塔接頭與我方進氣管連接;

② 由于管內工況含SO2、HCL等強酸性氣體,為避免預處理管路水份冷凝酸液;氣體引出來后設計電伴熱管(5米),將氣流介質保持至120℃將水分氣化;

③ 升溫后的氣體進入U型螺旋冷凝干燥器,氣體瞬間將至常溫,凝結的水滴由蠕動泵自動排出;

④ 冷凝后氣體進入粉塵過濾氣和水氣過濾器,進行二級過濾;

⑤ 二次干燥過濾后的氣體進入流量計,將流速溫度在500ml/min 送入檢測儀探頭,進行檢測;

⑥ 檢測后尾氣通過吸收后排空

⑦ 整套系統柜式布局,可選配滾輪、安裝支架;

⑧  整套系統氣路均采用鐵氟龍管,所有金屬接頭均采用316不銹鋼;最大限度避免HCL腐蝕問題

                                                                                                                                          圖 系統工藝流程圖


2.2系統技術指標

2.3系統技術特點

 系統高度集成式監測,系統整體功能全面,操作簡單,方便安裝;

 前置高溫型粉塵過濾器,過濾孔徑10μm;過濾效率≥99%;

 取樣管采用恒溫伴熱管,自動溫控系統;可有效避免樣氣受環境溫度影響;

 采用壓縮機式冷凝系統,蠕動泵自動排水;快速降溫并同步氣液分離,避免液體對樣氣成分的影響;

 采用日本進口10μm級SMC油霧過濾器,蠕動泵自動排出;

 采用原裝進口高性能氣體傳感器,在線分析實時監測,可同時監測多種氣體;

 采用嵌入式32位低功耗微處理器,響應速度快,測量精度高,穩定性和重復性好;

 數據存儲與分析系統、數據遠程傳輸系統(RS485、RTU433、GPRS、TCP/IP網口傳輸等,可選);

 標配反吹接口及標氣校準接口,后期維護方便簡易;


三、安裝方式

1.機柜固定

1.1機柜采用立柜式放置,地面應保持平整,機柜不得傾斜放置。

1.2機柜頂部有散熱風扇,頂部空間應不小于1m,便于散熱;頂部不得放置其他物品。

1.3機柜底部有四個滾輪和四個支架,機柜放置指定位置后,將支架降下來使滾輪離地;確保機柜放置穩固,無傾斜搖晃。

2.氣路連接

2.1氣路連接采樣316不銹鋼管外徑φ8mm,壁厚1mm;采樣距離不超過15m(如需更遠距離采樣,需另選配大抽力采樣泵)

2.2采樣管插入深度為煙道(或排氣筒等)直徑的1/3

2.3采樣管插入方向應與管道內氣流方向垂直;如若是橫向管道,采樣管不得裝于管道底部,以免管道積水進入采樣管。

2.4安裝高度一般為煙囪高度的1/3處,如若是煙道則還應避開彎道,采樣口需大于彎道1.5米

2.5采樣管連接方式建議采用法蘭連接

                                                                           圖 采樣管安裝示意圖


2.6 采樣管與機柜進氣口連接,采用不銹鋼快速卡扣接頭連接,按下圖將螺母、卡扣穿在采樣管上,擰緊螺絲即可


2.7排氣口與泄壓口排出均是檢測后的尾氣,如需回收或排至室外,則也需用管連接排走,接法與上圖一致;如直接排口,則可不做任何連接

3.供電

3.1機柜采用220V AC供電,額定功率:550W

3.2機柜需良好接地

 

4.測試

4.1安裝完成后開機,本設備出廠已經按采購要求調試完成;無需再做其他設置

4.2檢查顯示屏是否正常啟動

4.3檢查流量計流量是否為500mL--1L之間

4.4檢查排氣口、泄壓口是否有氣流排出


四、數據采集、處理、傳輸

1.數據采集器介紹

沃賽特環保數據采集器,是新一代環境監測、污染源監控專用數據采集器,按照工業級標準設計,針對環境監測的各種要求做了專門的優化,配備了豐富齊全的通信接口,支持局域網、ADSL、GPRS、   CDMA、PSTN等,滿足不同現場環境下對遠程通信的要求。

沃賽特環保數據采集器,能自動根據用戶的設置實現對各種水污染源和氣污染源的監控,自動對各種前端儀表進行采集和控制,不需修改程序。

沃賽特環保數據采集器,配備了豐富的采集控制端口,有6路隔離的RS-232,1路隔離的RS-485,8路高精度的模擬量采集, 8路隔離的開關量采集,2路繼電器輸出。

沃賽特環保數據采集器,內置了國內市場上常見的各種環保儀器儀表和在線監測儀的協議,用戶可自行選擇這些儀器儀表的廠家和型號,通過對沃賽特進行簡單的配置即可正常使用,無需修改沃賽特的程序,方便了用戶的選型、配套和使用。

沃賽特環保數據采集器,配備了可保存一年歷史數據的存儲器,掉電不丟失,還配備了5.7吋液晶屏,用戶可隨時查看采集的實時數據和歷史數據,設置系統參數和前端儀器儀表的參數。

沃賽特環保數據采集器,配備了內置的鋰電池,保證在外部電源掉電的情況下,沃賽特最少還可以正常工作6小時。

沃賽特環保數據采集器,支持《HJ/T212-2005污染源在線自動監控(監測)系統數據傳輸標準》通信協議,也支持第三方的上位機通信協議。

沃賽特環保數據采集器,支持多中心通信,可同時與多個后臺服務器按不同協議進行通信,而且各服務器可采用不同的通信方式,如使用GPRS與一個服務器通信,但同時使用以太網與另一個服務器通信,而且通信方式完全由用戶設定。

沃賽特環保數據采集器,不需要用戶進行二次開發,只需正確設置即可正常使用,沃賽特的設備代碼(固件)由廠家直接開發,保證了整個系統的高度優化和穩定可靠。

對于支持反控功能的通訊協議和支持反控功能的儀表,沃賽特可以實現反控功能。

沃賽特環保數據采集器,采用工業級的硬件,一體化設計,從硬件上保證了系統的穩定性和可靠性。沃賽特配備了高可靠性的軟件系統,基于公司多年的采集器和控制器的開發經驗,沃賽特所有的軟硬件完全獨立自主開發,并擁有完全的自主知識產權。

數據采集器可與基于計算機的數據管理軟件包——污染源連續排放監測數據系統連用,這樣可簡化實時和歷史數據處理報告以符合各地環保及國家環保總局的環保規定和要求。 

數據采集控制系統用于現場儀表和軟件平臺之間的數據連接,可實現對現場儀表的數據采集、遠程控制、故障報警等功能,儀器可現場保存1年以上的檢測數據,并支持對設備的運行監測。 

開關量輸入輸出模塊

· 通道:2個輸出通道,10~30VDC/1A信號,控制間歇采樣自動監控儀器儀表;              

       8輸入通道,10~30VDC信號,可接入污染治理設施運行狀態;

模擬量輸入模塊

· 通道:8輸入通道,4~20mA電流輸入,16位A/D數據轉換精度;

· 輸入參數:

最小輸入:±150mVand±500mV

電壓輸入:±1V,±5V,and±10V

電流輸入:±20mA(requires a 125 ? resistor)

通訊接口:6個RS232/1路RS485,1個RJ45;

通訊方式:支持ADSL、CDMA、GPRS、PSTN、以太網、光纖等多種方式。

操作系統:Windows7

電源:220VAC±10%,50Hz±5%


2.監控平臺系統介紹

系統主要完成污染源在線監控中心的基本功能,實時在線采集氣體分析儀監測數據及污染治理設施運行情況,包括數據自動采集及污染源報警,主要實現污染源遠程監測、現場數據采集、自動判斷是否超標、超標報警等功能。






系統基于地理信息系統GIS,將信息系統中與空間因素相關的信息以結合電子地圖的形式展現出來,把污染源的信息展現在電子地圖中,實現實時、直觀、動態、可視化的環境監控。

在數據通訊傳輸方式上采用無線(GSM/GPRS)方式,通過GPRS實現數據24小時在線,同時將兼容有線(光纖/ADSL)提供給GPRS通訊信號不能覆蓋的地區使用,系統充分考慮先進性和實用性,根據不同實際情況在不同的污染源在線監控點選擇不同數據傳輸方式,將現場在線監測儀器采集的排污數據上傳到環保局數據服務器,實現全市各重點污染源的聯網。

具備監控報警及反向控制功能,對于企業排污、污染治理設備及監測、監控設備進行實時監控。當發生排污超標、治理設施運行等異常事件時,現場適配器能自動識別事件類型,報送環境監察部門,并告知事件內容。這樣環境監察部門能夠以最快的速度及時處理企業的違規行為,從而保證了環境監察工作的時效性和權威性。報警提供的報警內容包括:實時流量超標事件;實時排污超標事件。系統同時實現對水、氣多種污染源的監控功能。

監控平臺系統軟件界面,如圖所示。


                                                                                 圖:系統軟件PC端主界面示意圖

                                                              圖:系統軟件手機端主界面示意圖


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