烟气连续监测系统CEMS资料Word格式文档下载.docx
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由于设备事故等原因，有可能会造成部分数据丢失。
环保总局规定必须要用事故前后的实测值估算CEMS故障时的实际值[2]。
因此不能对传到上位机的数据进行简单的归档。
而WinCC难于实现条件归档，且归档数据空间有限，不易完成对历史归档记录的修改。
为了解决好这个问题，并兼顾向环境监测站远程通讯，采用了PowerBuilder（数据库程续情况，进行数据恢复。
对于以上两种情况同时发生时，则以故障日志中出现故障时，作为序开发工具）来读取WinCC的归档数据库。
具体而言，数据丢失主要有烟气分析仪故障与上位机关机两种数据保护要求。
对于第一种情况，当出现分析仪故障时，报警信号由PLC送到上位机，使用WinCC生成包含故障出现和结束时间的日志文件。
根据故障报警日志恢复丢失的数据。
当需要调阅历史数据时，WinCC通过调用Prog-armExecute（）函数[3]来运行由PowerBuilder编写的后台程序，完成对丢失数据的恢复。
对于第二种情况，PowerBuilder根据数据库中记录时间的断数据丢失处理的起点时间，以上位机收到连续有效数据为数据丢失处理的终点时间，进行处理。
考虑到WinCC归档数据库容量有限，其报表功能有限，不易进行复杂的条件查询报表输出。
在此，也时采用PowerBuilder的专业数据库功能，编写查询，报表程序。
在图2所示界面的相关按钮中还是通过Progarm-Execute（）来实现WinCC对PowerBuilder的调用。
5.3远程通讯
远程通讯主要是指与环境监测站之间通过internet进行数据通讯。
CEMS中的上位机作为服务器，环境监测站作为客户机，采用C/S模式取得数据。
具体来说就是环境检测站发送查询请求，CEMS上位机返回相应时间段内的烟气排放数据。
此处采用PowerBuilder设计服务器和客户机的相关程序。
6网络安全
由于CEMS的分析仪与上位机间通过工业以太网连接，上位机与环境监测站之间通过internet网连接。
病毒与黑客有可能对CEMS造成损坏。
另一方面，目前我国电力系统采用竞价上网发电。
各个电厂的设备运行数据是企业的商业机密。
因此必须防范由于接入internet对设备运行的危害和对商业机密的窥探。
如图3所示，在CEMS上位机中，PowerBuilder将烟气历史数据库以热备份的形式拷贝到另一个数据库中。
环境监测站发送的查询请求，都只对备份的数据进行操作，不直接访问监控系统。
CEMS上位机与备份数据库在物理上分属不同计算机，备份数据库只能接受CEMS上位机的控制，不能反过来对WINCC数据库操作，从而实现数据主客体的分离。
图3网络配置图
此外备份数据库通过专线与环境检测站联网。
两者间通过防火墙来保证只有环境监测站的IP才可以访问备份数据库。
从而保证数据安全。
7结束语
本CEMS由于采用工业以太网连接PLC与上位机，系统扩充便捷。
通过将PLC梯形图，WinCC，PowerBuilder相互结合，使系统维护方便，并可使用internet网向环境监测站报送数据，实现了环保总局对烟气连续排放监测系统的全部要求，具有一定的推广价值。
1#和2#原烟气共用
组分：
烟尘、SO2、O2
原烟气排放系统1套
检测：
流量
净烟气排放系统1#和2#净烟气共用
SO2、O2、Nox
流量、温度、压力、湿度
分析主机一套、机柜、显示屏、通讯等
产品与技术/烟气连续监测系统（CEMS）
SCS-900系统产品概述
简介
SCS-900燃气连续监测系统是采用世界先进在线分析技术与中国环保监测技术相结合，通过我公司多年在工业流程领域中积累的丰富经验精心打造而成。
应用于烟气中气态污染物（SO2、NOX、CO、O2）和固态污染物以及温度、压力、湿度、流量的在线监测，并通过数据处理系统生成图谱、环保报表。
可将数据远传至各级环保部门，系统按工业型标准设计，有大量成功实例。
系统流程图
火力发电厂、各种工业窑炉、民用采暖锅炉、钢铁企业、垃圾焚化厂、化学工业、水泥工业、石油工业等其它工业过程中产生污染气体的固定排放源监测以及烟气脱硫、脱硝系统的控制和监测。
系统的特点
优质的系统配置
·
选用西门子公司的红外分析仪ULTRAMAT 23
尘度仪选用德国的Duag公司的产品
其它的邮件（包括采样探头、采样管线、压力变送器、温度变送器等）均是世界知名公司先进的产品。
整个系统采用防腐设计，保证系统长期可靠运行。
最小测量范围：
CO:
0---150mg/m3
NO:
0---250mg/m3
SO2:
0---400mg/m3
O2:
0---10/25VoL-%
测量精度
CO≤0.7%满量程
NO≤0.6%满量程
SO2≤0.8%满量程
O2≤0.04VoL-%O2
漂移
零点漂移（每年）2%满量程
跨度漂移（每年）2%满量程
---------------------------------------------------------------------------
一、项目说明
1、污染源的排放情况
本项目为电厂烟囱排放口烟气连续自动监测项目,主要是提供主要烟气污染物报警输出功能.烟气在线监测点设在烟囱约１５米高度平台处。
项目设计正常运行时的污染物的排放浓度的范围应为：
SO2<
1000mg/Nm3，颗粒物500mg/Nm3。
2、要求测量参数：
烟气烟尘、烟气SO2、可增加（烟气NOX、烟气O2含量、烟气湿度、温度、压力等参数）。
3、仪表的输出单位：
SO2、烟尘浓度单位为“mg/Nm3”
４ CEMS安装位置：
烟囱15M平台处
５ 系统正常用电负荷不高于2个千瓦，最大启动负荷不高于5个千瓦。
二、项目设计依据
本方案参照下列国家标准设计：
HJ/T76-2001固定污染源排放烟气连续监测量系统的技术要求检测方法。
GB/T16157固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法
HJ/T47－1999烟气采样器技术条件
HJ/T48－1999烟尘采样器技术条件
HJ/T57
固定污染源排气中二氧化硫的测定
三、
方案设计
1、系统框图及说明
根据环保局部门的有关标准要求，我公司根据国内电厂锅炉的特点，引进国外先进红外光分析仪和系统集成线，开发生产了如图所示的烟气在线监测系统。
该系统能够保证其测量准确度符合环保标准要求，并能够按照国家环保指标要求实现二氧化硫参数和粉尘浓度的报警。
系统的总体描述：
烟气CESMS由颗粒物CEMS和气态污染物CEMS（含O2）、烟气参数测量子系统组成，通过采样方式，测定烟气中污染物浓度，显示和打印各种参数、图表，并通过信号分路系统实现双路报警信号的输出。
系统由三部分组成：
第一是采样系统：
它由烟气采样器、恒温样气输送的伴热管、烟气除水除尘等预处理单元所组成的。
第二是测试系统：
用于参数监测的传感器、变送器及气体分析仪表所组成的参数测量部分。
这部分完成气态污染物、颗粒物及烟气的相关物理量的测量。
对于气态污染物的测量，由标准气单元、气体分析仪所组成；
烟气被采样器抽取后用伴热管引到除水除尘的烟气预处理单元，经冷却后除去样气中水蒸汽和烟尘，并连续地引入气体分析仪，气体分析仪显示样气中的污染物的浓度，同时向系统的数据采集单元输出相应的电流或电压信号；
分析仪可以定期进行自动或人工校准。
颗粒物的监测是通过安装在监测点的探头来实现的，采用红外后散射法。
它实时地监测烟气中的颗粒物浓度，并将测量数据传输到系统的数据采集单元，颗粒物监测内部有自动零点校准电路，可以定期进行人工或自动零点校准。
在监测点还装有温度传感器及变送器、压力传感器及变送器、流量传感器及变送器。
烟气的湿度不进行在线监测，可以通过手工测量后，将数据输入到系统的数据处理系统中即可。
当地的大气压力也不进行在线监测，而是通过人工输入当地每月的平均大气压力数据。
第三部分为数据的采集、处理、显示、保存及对系统控制，该系统是将测试系统的数据进行采集、处理，转换成表征污染物排放指标的数据，以直观的曲线或棒状图进行显示。
并将处理后的数据放入数据库保存，以备随时调用。
系统能自动生成符合环保部门要求的日报表、月报表、年报表。
同时将数据分路传输至信号报警模块内实现双路信号的开关量报警输出
系统框图如下：
系统示意图
系统主要部件技术指标
序号
名称/型号
技术参数
1
气体分析仪
SO2气体分析仪
杭州SENGER
英国光源
电源电压：
220VAC+10%，-15%
电源频率：
50Hz±
1Hz
环境温度：
-5℃
～+45℃
被测气体组份：
SO2
测量范围：
SO2：
0～3500Mg/M3
测量精度：
≤±
1%FS
零点漂移和量程漂移：
1%FS（年）
信号输出方式：
4～20mADC
多至6路无源接点：
2A/220VAC
仪器消耗功率：
<
30W
2
测尘仪
日本光源
量程：
0~500
mg/Nm3
分辨率：
1
mg/Nm3
精确度：
≤
±
2
%
误
差：
响应时间：
10
s
线性度：
<
1
%
采样方法：
直接透射法
分析方法：
激光分析法
输出信号型式：
4~20mA
3
真空采样泵
德国SP
抽气率：
9l/min
转速：
1420
rpm
真空度：
-100mbar
电压：
220VAC50HZ
功率：
50W
尺寸：
205x144x182mm
防护等级：
IP44
CEMS系统主要技术指标
设备名称
烟气连续自动监测系统
项目
技术指标
测量参数
颗粒物
响应时间
5s
30s（含采样时间）
准确度
系统误差≤10%
监测范围
0~500/1000/3000mg/Nm3
（充分考虑到除尘器故障情况下超标排放）
0~2000mg/Nm3
零点漂移
0.5%
2%
满量程漂移
电源
AC220V±
10%
50Hz±
5%
采样条件
-4~10Kpa；
温度0~300℃；
流速0～30m/s
周围温度影响
可以允许周围温度条件内的±
5℃变化
周围允许条件
环境温度:
-20~+40℃;
湿度:
≤85%;
使用场所无严重腐蚀、易燃易爆气体、尘埃、强电磁场干扰及强震动。
2、各参数的测量方法说明
分析仪测量原理
该分析仪可以设置一个或两个通道，采用非散射红外检测器，测量SO2。
SO2气体分析仪响应时间：
≤8S 测量精度：
≤1％F·
S
零点漂移：
≤0.1％F·
S/D；
≤1％F·
S/7D
量程漂移:
≤0.1％F·
相对准确度：
≤3％ 线性误差：
预热时间：
约5min；
稳定时间，约45min
+5℃--+40℃ 样气流速：
0.2-1.5L/min
输出信号：
4-20mA模拟电流输出，RS232串口输出
检出下限:
浓度校准后5mg/m3
光散射法测尘仪原理
经过调制的激光或红外平行光束射向烟尘颗粒物时，烟尘颗粒物对平行光束散射，其散射的光强在一定范围内与烟尘颗粒物浓度成正比，通过测量散射光的强度来定量给出烟尘浓度示值。
光散射法颗粒物测定仪器，根据接收器与光源所呈角度的大小可分为前散射、边散射及后散射。
前散射测尘仪，接收器与光源呈±
60º
；
边散射测尘仪，接收器与光源呈±
（60º
～120º
）；
后散射测尘仪，接收器与光源呈±
（120º
～180º
）。
此方法只需在烟囱或烟道壁上钻一个孔即可，在安装时也没有准心问题，对安装和以后的维护比较方便。
电流
环路
Chuan传感器
传感器
接收镜头
光栏
光源
排放源
预处理
及功率
控
制
调制
放大
解调
V/I转换
i.
安装维护方便。
ii.
测量量程大，当除尘器故障时仍可照常使用。
iii.
镜片经特殊处理可防粉尘的蚀度。
分析仪响应时间：
≤5S
≤0.5％F·
≤2％F·
S/7D
线性误差：
相关系数：
0.90
4-20mA模拟电流输出
3、各部件的选型说明
采样及反吹系统：
根据我们多年从事CEMS设计工作的经验,针对玻璃厂窑炉燃烧重油的特点，对采样头进行了特殊设计，生产了一种全新的防油污堵塞的烟气采样器及反吹系统。
采样器：
采用全不锈钢制作，用电加热器加热，加热温度在160至200℃之间根据需要设定，温度控制器有4—20mA电流输出至数据采集与控制系统，其加热温度可在计算机的显示屏上直接读取。
采用陶瓷滤芯对样气进行初级过滤。
采样管线：
双芯杜邦聚四氟乙稀管可确保采样流量大于2升/分钟，流量误差小于0.1升/分钟。
反吹：
整个系统具有完整的反吹系统，可对采样头和采样管进行全程反吹，以防堵塞和延长其使用寿命。
当清洗空气系统失效时，系统可输出干接点警报信号，并启动电磁阀以保护分析仪。
制冷器：
采用先进技术生产的二级制冷器，采用特有的制冷液制冷，其温度控制精度可达到±
1℃，该制冷器采用工业旋转制冷压缩机，保证了其使用寿命在五年以上。
制冷器同时有报警输出，当制冷器的温度高于温度设定点一定值时，就有报警输出，此输出与计算机相联，可有效地控制抽气泵的运转和关闭，防止潮湿气体进入分析仪。
过滤器：
外壳采用全聚四氟乙烯制作，陶瓷滤芯，采用二级过滤，最小过滤精度为0.1um。
采样泵：
采用德国SP公司的专用隔膜采样泵。
数据采集及DAS系统：
采用XXX公司的工控机及数据采集单元。
系统自带显示屏、键盘和鼠标，构成就地控制操作界面。
DAS系统可显示提供完整的排放测量数据和运行状态记录。
DAS具有一个加密系统,以防止出现系统参数的XX的改变.加密系统分层,并提供给操作人员进入改变状态的系统变量。
DAS系统具备自检和死机自动恢复功能。
DAS能保存所有完成的完整校正记录
联网功能：
支持当地环保局的有关联网协议，可确保联网和环保工作的方便开展。
模块化设计，升级方便，并为以后增加监测参数预留足够的空间。
报警输出模块：
采用信号隔离和嵌入式模块系统实现报警信号的输出
6、安装位置的确定：
按照国家标准的要求，经过现场观察和需方有关人员的研究决定将系统的采样点和现场监测点放在窑尾烟囱约15米层钢制平台处，仪器房选址为烟囱附近8米范围内。
四、
用户职责：
仪表室：
l
CEMS安装前，用户应把仪表室建造完毕，并接通220V交流电源，开关不得小于4个，每一个的定电流不小于20A，并安装好照明设备。
仪表室的面积不小于3000*3000mm，高度不低于3米，其门高不低于2200mm，宽度不小于900mm。
干净明亮。
仪表室的周围如有机械设备，则要求这些机械设备所产生的振动不得传递到仪表室内。
仪表室内的温度必须保持在15-25℃，相对湿度在80%以下。
仪表室应有排出废水废气的管子，管子直径20mm即可。
仪表室应预先钻好伴热管及电缆进入仪表室的孔。
仪表室内留有接地装置，接地电阻不大于1欧。
如果系统的电缆及伴热管线需要在金属构件上固定，焊接支架的工作应由需方完成。
如果要求电缆及伴热管线悬空架设，则桥架由需方架设。
将仪用空气接到采样平台,以供系统使用,使用量约100升/小时,要求压力不小于0.4Mpa.
五、
系统配置表
名称
规格型号
品牌
数量
单位
烟气釆样探头
安装法兰
SGL-C
杭州
套
加热管线,
SGL-G
杜邦管芯
30
米
阀门,线槽固定夹
CKD
上海全实
样气过滤子系统
SGL-Y
粉尘监测仪
W1ZY
SENGERJ日本光源
样气制冷器
08LJ
烟气SO2分析仪
W2L13
SENGER英国光源
台
报警输出模块
BL90
SENGER
防腐抽气真空泵
V700
数据釆集与处理子系统（DAS）
IPC610/
128M/40G
台湾研华
可编程序控制器
S7-200
德国西门子
模数转换模块
EM231
显示器
15寸
台湾三彩
电磁阀
VDW
宁波精工
只
DAS应用软件
SGL2000
认可软件
排水泵
WLF
１
分析仪主机柜
预处理柜
1800X600X600
电源电缆及信号电缆
RV
100
反吹空气过滤器
3um
个
升级会员 