朱宏 趙冬梅

【摘要】隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們對于環(huán)境的重視程度也在不斷增加。在煤化工企業(yè)由于在生產(chǎn)過程中存在各種物質(zhì)的排放，受到的環(huán)保壓力也很大。因此各個煤化工企業(yè)都建立了環(huán)保在線監(jiān)測系統(tǒng)，通過現(xiàn)場在線分析和測量儀表對各裝置廢水和鍋爐煙氣的各項監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行在線動態(tài)檢測，將檢測數(shù)據(jù)連續(xù)、實時地傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，實現(xiàn)了對外排放監(jiān)測點的自動化連續(xù)數(shù)據(jù)監(jiān)控和報警。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保;在線監(jiān)測;煤化工

1 環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)

環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)主要有三部分組成，分別是現(xiàn)場分析儀表、數(shù)據(jù)采集傳輸儀和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心站。其中現(xiàn)場分析儀表和數(shù)據(jù)采集傳輸儀在一起稱為現(xiàn)場系統(tǒng)?，F(xiàn)場分析測量儀表是環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的底層設(shè)備，一般都安裝在取樣監(jiān)測點附近的分析屋。我們通過COD在線分析儀、明渠流量計、氨氮在線分析儀及pH計等對各項參數(shù)進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果經(jīng)過感應(yīng)器轉(zhuǎn)換為4～20mA的模擬信號。

1.1現(xiàn)場分析儀表

COD在線分析儀采用的是重鉻酸鉀法，即在強(qiáng)酸環(huán)境下，以重鉻酸鉀作為氧化劑，在催化劑作用下加熱消解水樣，氧化水中的還原性物質(zhì)，重鉻酸鉀中的六價鉻離子被還原為三價，引起了混合液顏色的變化，顏色的變化程度反應(yīng)了水樣中還原性物質(zhì)的量，通過比色換算最終得到COD含量。特別的，在油含量較大的監(jiān)測點一般是采用UV紫外吸收方式進(jìn)行COD測量。氨氮測量采用氨氣敏電極法，通過加入逐出液將樣水中的NH4+轉(zhuǎn)化為NH3，NH3進(jìn)入氨氣敏電極經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)改變電極內(nèi)的pH值，pH值與氨氮含量成線性關(guān)系。水中油分析儀采用紅外光度法，碳?xì)浠衔飳t外光波段有特定吸收波長，通過測量吸光度來確定碳?xì)浠衔锏臐舛?。在進(jìn)行COD含量、氨氮含量和水中油含量檢測時設(shè)置了自吸泵，將監(jiān)測點水源取樣輸送到在線分析儀。取樣快速回水、預(yù)處理回水和分析廢水的排放點設(shè)置在取樣點下游，盡量低且遠(yuǎn)離取樣點，對于有毒有害廢水需要單獨回收處理，不能混入回水管路，如鉻法COD測量廢水。

煙氣各參數(shù)的檢測是采用煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS）。CEMS由顆粒物監(jiān)測、氣態(tài)污染物監(jiān)測（SO2、NOx、CO及O2等）、煙氣參數(shù)測量（壓力、流速、溫度及濕度等）及數(shù)據(jù)采集與處理等系統(tǒng)構(gòu)成。顆粒物監(jiān)測采用激光透射法，原位安裝測量。氣態(tài)污染物監(jiān)測，利用紫外差分技術(shù)測量高溫?zé)煔庵械腟O2和NOx，系統(tǒng)內(nèi)置氧化鋯傳感器測量氧含量。該部分通常包含取樣單元、預(yù)處理單元、分析轉(zhuǎn)化單元和后處理回收排放單元。煙氣參數(shù)測量，煙氣壓力使用隔膜壓力變送器進(jìn)行測量;流速（流量）采用皮托管差壓法或熱式質(zhì)量流量計進(jìn)行測量;煙氣的溫度采用鉑電阻溫度傳感器測量;煙氣的濕度采用濕度傳感器測量。測量信號送入數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)，該系統(tǒng)通常為PLC，通過RS-485/RS-232接口對外輸出通信數(shù)字信號，具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時傳送及遠(yuǎn)程故障診斷等功能，實現(xiàn)了工作現(xiàn)場的無人值守。

1.2數(shù)據(jù)采集傳輸儀

數(shù)據(jù)采集傳輸儀接收從現(xiàn)場分析測量儀表傳輸來的標(biāo)準(zhǔn)4～20mA模擬信號和CEMS通信數(shù)字信號（Modbus），經(jīng)過采樣等處理，按照《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T212-2005）通信協(xié)議打包發(fā)送到數(shù)據(jù)監(jiān)控中心站，通信包除CRC校驗碼外都由ACSII碼字符編碼組成。HJ/T212-2005數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了多種發(fā)送方式，本項目中由于各監(jiān)測點分布分散，且部分監(jiān)測點離主廠區(qū)遠(yuǎn)，故采用了GPRS通用無線分組業(yè)務(wù)，利用數(shù)據(jù)采集傳輸儀的無線收發(fā)模塊接入商用移動網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，減低了現(xiàn)場布線的難度。由于環(huán)保部門要求國家重點監(jiān)控排放口的數(shù)據(jù)需要發(fā)送到當(dāng)?shù)卣h(huán)保局環(huán)保監(jiān)測中心，因此需要對該部分監(jiān)測點分析儀表的輸出信號，在接入數(shù)據(jù)采集傳輸儀之前進(jìn)行信號分配，一路信號去企業(yè)環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸儀，另一路送環(huán)保局環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集傳輸儀。

1.3 數(shù)據(jù)監(jiān)控中心站

數(shù)據(jù)監(jiān)控中心站的是對現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)的接收、存儲、處理與發(fā)布。監(jiān)控中心站主要由兩臺服務(wù)器和一臺短信報警Modem構(gòu)成，其他輔助硬件（如交換機(jī)及安全服務(wù)器等）利用企業(yè)原網(wǎng)的機(jī)房設(shè)備。

2 環(huán)保在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)置

環(huán)保在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由現(xiàn)場在線分析儀表、數(shù)據(jù)采集傳輸儀、數(shù)據(jù)監(jiān)控站組成?，F(xiàn)場在線分析儀表和數(shù)據(jù)采集傳輸儀構(gòu)成了現(xiàn)場環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)，一般設(shè)置于取樣監(jiān)測點附近的分析小屋。數(shù)據(jù)監(jiān)控站分為企業(yè)控制室監(jiān)控站和環(huán)保監(jiān)控中心站，企業(yè)控制室監(jiān)控站供工藝人員進(jìn)行工藝數(shù)據(jù)查看、記錄，以便實時了解工藝排放情況并進(jìn)行調(diào)整，環(huán)保監(jiān)控中心站設(shè)置于政府環(huán)保局的環(huán)保監(jiān)測平臺，環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)通過現(xiàn)場分析和測量儀表對煉化企業(yè)的中間廢水，排放水和廢氣的各項監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行在線動態(tài)檢測，將GPRS網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)，將檢測數(shù)據(jù)連續(xù)且實時地傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺，實現(xiàn)了對監(jiān)測點的自動化無人值守式環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)控和報警。

3 環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

某煉化企業(yè)為提升對各污染源和排放口的在線監(jiān)控能力，建設(shè)并投運了完整的環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)。對其煉油污水處理廠、化工污水處理廠、各分廠雨排水及事故緩沖池等各監(jiān)測點的水質(zhì)和催化裂化裝置脫硫及動力廠鍋爐等裝置的煙氣進(jìn)行集中在線監(jiān)控，保證能夠及時發(fā)現(xiàn)并處理由于各裝置非正常運行造成的污染物超標(biāo)。水質(zhì)的在線檢測項主要包括COD、氨氮、水中油的含量、pH值和流量;煙氣的在線檢測項主要包括顆粒物、CO、SO2、NOx、O2、壓力、流速（流量）、濕度和溫度。

4 結(jié)束語

將在線監(jiān)測系統(tǒng)投入到煤化工企業(yè)使用，成功實現(xiàn)了對監(jiān)測點的自動化無人值守式監(jiān)控和報警的目的，一方面保護(hù)了環(huán)境，另一方面也提高了煤化工企業(yè)的環(huán)保意識，通過在線監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)傳輸、處理及發(fā)布等功能，有效地提高了環(huán)保監(jiān)測工作人員的效率，同時也為優(yōu)化設(shè)備操作和生產(chǎn)管理決策提供了依據(jù)。

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