朱水波

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶163714）

煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)在熱電廠的應(yīng)用分析

朱水波

（大慶石化公司熱電廠，黑龍江大慶163714）

煙氣污染物排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)是根據(jù)國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求開發(fā)的。該監(jiān)測系統(tǒng)是專用于固定污染物排放的連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。文中分析了系統(tǒng)在某熱電廠脫硫脫硝煙氣分析過程中的應(yīng)用情況。

煙氣排放；SMC-9021；監(jiān)測系統(tǒng)；分析儀

某熱電廠脫硫脫硝煙氣分析過程中，采用SMC-9021污染物煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用抽取式的測量方法，將被測氣體從煙道中抽出，通過取樣單元、樣氣傳輸單元、預(yù)處理單元，送至紅外線氣體分析儀器。從而檢測出氣態(tài)污染物的濃度。并在控制單元的控制下進(jìn)行反吹、校準(zhǔn)、報警等功能［1］。

1 監(jiān)測系統(tǒng)的組成

測量數(shù)據(jù)通過SICKMAIHAK公司生產(chǎn)的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸以及報表、打印等工作，并可以經(jīng)過數(shù)據(jù)采集通訊裝置，通過調(diào)制解調(diào)器將數(shù)據(jù)傳送至環(huán)保行政主管部門，使用單位也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)測或接入DCS系統(tǒng)［2］。

控制系統(tǒng)和采樣分析單元中主要包括5個單元。

（1）取樣單元。

（2）樣氣傳輸單元。

（3）樣氣預(yù)處理單元：樣氣預(yù)處理單元采用SICKMAIHAK公司生產(chǎn)的SMC-9021型系統(tǒng)柜。其中包括：儀表柜（機(jī)柜）外形尺寸為2 100× 800×800 mm；過濾器、壓縮機(jī)冷凝器、采樣泵、流量計；校準(zhǔn)系統(tǒng)（電磁閥、調(diào)壓過濾器、氣源等組成）；排水系統(tǒng)（蠕動泵、水罐組成）；反吹系統(tǒng)（電磁閥、儲氣罐組成）；配電及控制系統(tǒng)（PLC、24 V電源、空氣開關(guān)、接線端子組成）

（4）樣氣分析單元：S700紅外線氣體分析儀。該儀器采用全新的模塊式設(shè)計，可以靈活地應(yīng)用于各種場合；自由設(shè)計和組合?？梢赃x擇不同的測量參數(shù)。

（5）其它氣體參數(shù)測量單元及DAS系統(tǒng)：流速測定儀、壓力變送器、溫度變送器、濕度變送器、SMC-900數(shù)據(jù)系統(tǒng)［3］。

2 電氣安裝

（1）探頭的安裝

探頭接線端子，1、2、3號，分別接入電源的N、PE、L（220 V、AC）。

探頭接線端子4、5號，為探頭的開關(guān)量溫度輸出，當(dāng)探頭溫度未達(dá)到要求時4、5閉合，反之開路，見圖1。

圖1 探頭的安裝接線

（2）系統(tǒng)機(jī)柜的安裝

系統(tǒng)機(jī)柜的供電一般分為2路，1路供電給系統(tǒng)（包括預(yù)處理、控制、儀表等，UPS 220 V、50 Hz、1 000 W）；接線端子X10，L、N、PE號，分別接入電源的L、N、PE。另1路供電給復(fù)合伴熱管線；接線端子X20，L、N、PE號，分別接入電源的L、N、PE，見圖2。

圖2 機(jī)柜的安裝接線

3 控制指令與數(shù)據(jù)的輸入

（1）端子板X1至DCS

REL1：繼電器輸出；系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

REL2：繼電器輸出；系統(tǒng)數(shù)據(jù)保持。

REL3：繼電器輸出；系統(tǒng)反吹狀態(tài)。

REL4：繼電器輸出；系統(tǒng)校準(zhǔn)狀態(tài)。

（2）端子板X2至DCS

OUT1：4～20 mA SO2

OUT2：4～20 mA CO

OUT3：4～20 mA NO

OUT4：4～20 mA O2

若選的設(shè)備無此參數(shù)，則該點無輸出。

（3）端子板X4至DCS

OUT1：4～20 mA SO2

OUT2：4～20 mA CO

OUT3：4～20 mA NO

OUT4：4～20 mA O2

若選的設(shè)備無此參數(shù)，則該點無輸出。

4 日常檢查

日常檢查工作主要是巡視檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作異常時應(yīng)及時進(jìn)行處理。

檢查進(jìn)入到分析儀器的樣氣流量：樣氣流量應(yīng)在0.5～0.8 L/min之間，如果超出范圍，可以通過樣氣及旁路氣流量計的針閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)；如果僅僅通過調(diào)整針閥已經(jīng)不能滿足流量的要求（流量太低）時，則表明氣路中有堵塞的情況，一般情況下為取樣探頭的過濾器濾芯堵塞，此時需要更換探頭濾芯。

5 系統(tǒng)的運(yùn)行操作

5.1 基本步驟

（1）取樣探頭，待取樣探頭加熱后，進(jìn)行下一步操作。

（2）復(fù)合加熱管線，待取樣探頭加熱后，進(jìn)行下一步操作。

（3）打開機(jī)柜系統(tǒng)總電源，接通壓縮機(jī)冷凝器、PLC、取樣泵等的電源。壓縮機(jī)冷凝器啟動后有一制冷過程，待達(dá)到設(shè)定溫度（一般工作溫度為2～5℃）后方可正常工作。

（4）接通S710型分析儀的電源。儀器需進(jìn)行預(yù)熱。待預(yù)熱結(jié)束后，方可進(jìn)入調(diào)試和測量狀態(tài)。

（5）一切正常（無任何報警出現(xiàn)）后可進(jìn)行試運(yùn)行操作。

（6）接通工控機(jī)的電源，啟動工控機(jī)待自檢完畢后，進(jìn)入SMC-9021型煙氣污染物排放總量自動監(jiān)測系統(tǒng)的控制系統(tǒng)。

（7）其它參數(shù)的測量設(shè)備的啟動：煙塵測定儀、流速測定儀、溫度/壓力變送器、濕度測定儀。

（8）檢查所有的信號采集是否正確。（9）檢查所有的信號輸出是否正確。（10）將系統(tǒng)切換至自動運(yùn)行狀態(tài)，檢查系統(tǒng)運(yùn)行是否正確。

5.2 系統(tǒng)的手動操作

系統(tǒng)中設(shè)有手動操作的按鈕，這些按鈕可以完成系統(tǒng)的各部調(diào)試、測試等功能［4］。

它們分別是：【電源指示】、【狀態(tài)（手動/自動）】、【手動切換】、【手動取樣】、【手動反吹】、【手動校準(zhǔn)】、【報警】。

當(dāng)系統(tǒng)啟動后，所有的按鈕都應(yīng)該置于初始狀態(tài)（即按鈕沒有按下，只有“電源指示”燈亮）。在此狀態(tài)下，系統(tǒng)處于手動的操作狀態(tài)，在此可以完成下列工作。

狀態(tài)切換：【手動/自動】。

系統(tǒng)初始為手動狀態(tài)，按下【手動/自動】后，且該指示燈亮，為自動狀態(tài)。系統(tǒng)進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)。自動運(yùn)行。此時其它按鍵不起作用。

6 手動校準(zhǔn)

當(dāng)按下【手動校準(zhǔn)】按鈕時，系統(tǒng)處于手動校準(zhǔn)狀態(tài)（校準(zhǔn)指示燈亮）。此時可按下所要校準(zhǔn)組分的按鈕，進(jìn)行校準(zhǔn)組分的校準(zhǔn)。通常情況下，首先要校準(zhǔn)氣體分析儀的零點，按一下【N2】按鈕，【N2】燈亮后系統(tǒng)的零點氣N2閥打開，零點氣N2向氣體分析儀供氣，這時可以調(diào)節(jié)樣氣流量計使之滿足流量后（即氣體分析儀的流量指示正常）即可操作“氣體分析儀”進(jìn)行其零點校準(zhǔn)。

（1）零點校準(zhǔn)完畢后，再按動【N2】按鈕，使其恢復(fù)原狀（【N2】燈熄滅），這時N2氣閥關(guān)閉。

但此時校準(zhǔn)的全過程尚未完畢。

（2）按一下【O2】按鈕，【O2】燈亮后系統(tǒng)的空氣閥打開，取樣泵抽氣。當(dāng)流量達(dá)到氣體分析儀的要求后，可對氣體分析儀中的O2模塊進(jìn)行跨度校準(zhǔn)。O2跨度（終點）校準(zhǔn)完畢后，按動【O2】按鈕，使其恢復(fù)原狀（【O2】燈熄滅），這時O2氣閥關(guān)閉。

（3）按下【標(biāo)氣】按鈕，可分別通入其它組份的標(biāo)準(zhǔn)氣體，對氣體分析儀進(jìn)行分析組份的跨度校準(zhǔn)。在校準(zhǔn)過程中，同樣應(yīng)滿足氣體分析儀的流量要求等。

當(dāng)完成以上的工作后，按動【手動校準(zhǔn)】按鈕使之彈起，此時整個校準(zhǔn)過程完畢。

7 系統(tǒng)的設(shè)定

7.1 自動反吹時間的設(shè)定

自動反吹時間的設(shè)定與系統(tǒng)運(yùn)行的工況有直接的關(guān)系，比如煙道中的含塵量、溫度、濕度等等。在一般的情況下，含塵量（干）＜50 mg/m3時，系統(tǒng)不需要自動反吹，1個月后維護(hù)時，更換探頭濾芯即可［5］。

（1）當(dāng)X15-5、X15-6、X15-7不連接時，系統(tǒng)無自動反吹。

（2）當(dāng)X15-6、X15-7連接時，系統(tǒng)有自動反吹。且每隔1 h反吹1次。

（3）當(dāng)X15-5、X15-7連接時，系統(tǒng)有自動反吹。且每隔6 h反吹1次。

（4）當(dāng)X15-5、X15-6、X15-7連接時，系統(tǒng)有自動反吹。且每隔24 h反吹1次。

7.2 自動校準(zhǔn)的設(shè)定

（1）當(dāng)X15-7、X15-8不連接時，系統(tǒng)無自動校準(zhǔn)。

（2）當(dāng)X15-7、X15-8連接時，系統(tǒng)有自動校準(zhǔn)。且每隔24 h自動校準(zhǔn)1次。

8 結(jié)束語

該熱電廠于2014～2016年對脫硫、脫硝裝置及煙囪相繼進(jìn)行了改造。從改造完成后的煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)來看，該系統(tǒng)運(yùn)行良好，操作簡單、數(shù)據(jù)可靠、維護(hù)方便，可以長期平穩(wěn)運(yùn)行保證數(shù)據(jù)的有效傳輸，并且適應(yīng)于各種復(fù)雜惡劣工況環(huán)境下使用，實現(xiàn)了煙氣排放的合理有效控制。

［1］國家環(huán)境保護(hù)總局.HJ/T 75-2001火電廠煙氣連續(xù)排放監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001：7-12.

［2］戴麗萍，趙云格.CMES在火電廠的應(yīng)用［J］.中國儀器儀表，2007（5）：44-46.

［3］魏山峰，朱建平，鄒清平，等.國家重點監(jiān)控企業(yè)無演員自動監(jiān)測數(shù)據(jù)有效性審核教程［M］.北京：中國環(huán)境出版社，2014：10-15.

［4］騰恩江，楊凱，賈寧，等.煙塵煙氣連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行管理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015：9-11.

［5］高政，方巖.煙塵煙氣連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)［J］.玻璃纖維，2016（3）：32-35.

Application analysis of continuous monitoring system of flue gas emission in thermal power plant

Zhu Yongbo
（Thermal Power Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

The continuous monitoring system of flue gas emission was developed according to the national environmental protection standard.This monitoring system is a continuous monitoring system exclusively used for emission of fixed pollutants.This paper analyzed the application situation of this system in the analytical process of flue gas in the desulfurization and denitration unit of a power plant.

flue gas emission;SMC-9021;monitoring system;analyzer

X84

B

1671-4962（2017）01-0056-03

2016-12-06

朱永波，男，工程師，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事工業(yè)生產(chǎn)自動化管理工作。