在线监测建设方案.docx

在线监测建设方案.docx

《在线监测建设方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《在线监测建设方案.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

在线监测建设方案

长征药业股份有限责任公司

染源在线监测监控系统建设方案。

　　一、污染源在线监测监控系统建设的必要性

　　污染源在线监测监控系统是利用现代监测技术、信息网络技术和自动控制技术对排污单位实行全程监督控制的管理系统。

建设污染源在线监测监控系统是国家落实“十一五”节能减排任务、改善环境质量的重要举措，是改变目前重环保设施建设、轻环保设施管理的具体措施。

建设污染源监测监控系统，通过自动化、信息化等技术手段更加科学、准确、实时地掌握重点污染源的主要污染源排放数据、污染治理设施运行情况，及时发现并查处违法排污行为，对于确保污染减排工作取得实效，切实改善环境质量具有十分重要的意义。

　　二、污染源在线监测监控系统建设的依据

　　HJ/T76-2007《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》

HJ/T75-2007《固定污染源排放烟气连续监测系统验收技术规范》

HJ/T212－2005《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》

GB13223-96《火电厂大气污染物排放标准》

G-HB97-01《火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》

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/T-2000《火电厂烟气排放连续监测技术规范》

HJ/T75-2001《火电厂烟气排放连续监测技术规范》

HJ/T76-2001《固定污染源排放烟气连续监测系统技术条件及检测方法》

　　三、在线监测监控系统建设的原则

（一）符合规范原则：

按照国家环境保护总局令第28号《污染源自动监控管理办法》和相关技术规范要求，实现省、市、县及企业四级联网和污染源数据的传输和数据共享。

（二）灵活建设可扩展性原则：

根据乐山的实际情况，按市级监控中心配置，既考虑与原有监测监控设备的衔接，又突出可扩展性。

　　（三）先进实用经济性原则：

采用较为先进的技术指标，确保在一定时间内不落后。

紧密结合全国环保实际，结合我县环保工作的特点，确保系统使用简便、功能完备，运行稳定，维护及管理便捷，费用经济。

　　（四）安全可靠性原则：

在符合国家相关规定和国家、行业标准要求的同时，要具备较高的安全性保密性，强化存储备份，确保可靠运行。

　　四、在线监测监控系统建设的内容

1、根据长征药业要求，对其烟气监测配备一套出口CEMS在线监测系统，其中包括一间在线监控室及工控机（DELL）。

监测系统设备安装在出口烟囱20米高度的平台上，监控室设于烟囱附近，以缩短管线距离，增强检测的准确性。

工控机置于在线检测室内，实时监测在线监测工作情况及检测数据，并对其相关数据进行存储。

 2.1CEMS基本情况

2.1.1监测内容：

SO2、NOx、烟尘浓度、烟气排放参数（流量、湿度、压力、温度、O2）。

2.1.2系统配置：

依据长征制药的具体要求确定。

2.1.3输出单位：

mg/m3，ppm（可选）。

2.1.4一次仪表安装位置：

烟道，具体位置现场定；所有安装在烟囱内或者烟囱上的或者提供烟气气路通道的CEMS系统部件（包括气路管）均由耐腐蚀材料组成。

2.1.5设计的CEMS方案中SO2、NOx的分析精确度均为小于1FS,烟尘分析灵敏度小于0.1FS，CEMS系统误差小于4%。

2.2CEMS设计特点

2.2.1直接分析原样，尽可能地保持烟气物理和化学状态，样气具有代表性。

2.2.2设计的CEMS能满足在至少180天运行而不需要非日常维修的要求，可长期无人值守（大于5天）。

2.2.3设计的CEMS可以提供95%以上的资料可利用率。

2.2.4CEMS系统功能包括：

2.2.4.1反吹功能：

设计的CEMS的SO2/NOx/O2采样探头、烟尘仪发射端和接受端具有吹扫功能。

2.2.4.2自诊断和报警功能：

自诊断和报警内容至少包括：

检测源和探头的失效、各监测项越限情况（上/下量程）、没有足够的采样流量的能力、伴热线温度报警和主要仪器部件（如仪器盖高低温）异常报警。

2.2.4.3指示功能：

DAS除了可以指示上述提到的自诊断和报警内容，还可以显示分析仪在校正循环中、校正气瓶低压、过量的校正误差等内容。

2.2.4.4其它功能：

主要分析仪器自诊断、自动控制、自动校准、系统网络化、错误代码指示等功能。

2.2.5数据处理系统：

选用的PAS-DAS是目前国内唯一符合国家环保要求以及即将颁布的《火电厂烟气连续监测系统技术规范》的数据采集、控制和处理系统。

详细情况参见PAS-DAS介绍。

2.2.6CEMS具有高可靠性、安全性、可维修性和可扩展性。

监测设备满足两套烟气成分采样探头系统的运行要求，同时设计方案考虑了一定的预留接口和容量。

CEMS可与电厂、电力局、环保局的局域网形成MIS/SIS网，可以远传通讯。

2.2.7报告的烟气流量=工况下湿烟气量X（大气压力+烟气静压）/101300X273/（273+烟气温度）X（1-烟气湿度），包含了温度、压力、湿度的修正为标况干烟气量。

2.2.8配置的软件与系统的硬件资源相适应，除系统软件、应用软件外，还配置了在线故障诊断和杀毒软件等。

2.2.9CEMS设计的分析仪器和监测仪表包含了为日常维护人员检修提供的电信号接口，极大地方便了技术人员检修。

2.2.10所有烟道设备可以满足在下列恶劣环境下应用：

烟道压力（-4.9至+4.9kpa）、烟囱入口温度（小于250℃）、相对湿度（大于95%）。

2.2.11CEMS设计时采用了最优数量的烟道安装探头，降低现场安装难度，提供检修方便。

2.3CEMS方案介绍

2.3.1SO2/NOx/O2连续监测

本方案中SO2/NOx/O2连续监测采用一体化设计，过程工艺包括以下几个环节：

⏹直接抽取式电加热采样探头

⏹伴热式采样管线以及反吹管线

⏹样气预处理系统

⏹样气控制系统

⏹反吹气源和校准气源（含校准气路）

⏹多组份一体化设计的分析仪，含

——非分散红外吸收法SO2分析仪

——非分散红外吸收法NOx分析仪

——O2分析仪

2.3.1.1基本原理

电加热式直接抽取探头抽取烟气，经过除尘、加热（120-180C）、保温（大于120C）等环节，样气被引导到预处理系统（主要是去除颗粒物、H2O/腐蚀性气体等），再由样气控制系统对来自监测烟囱的烟气进行切换，并分配到SO2/NOx/O2分析仪中进行分析。

利用SO2在红外区7.3m（7300nm）附近的红外吸收量的变化，连续测定烟气中SO2的浓度；利用NO对5.3m附近的红外吸收量的变化，连续测定烟气中NO的浓度。

NO2通过还原转换器转换成NO再测量。

利用氧气在催化剂作用下转换成电流信号，该信号强弱与浓度成线形关系。

高品质的制造工艺和设计工艺保证系统精确测量。

2.3.1.2工艺框图

2.3.1.3独特设计

⏹专利设计结构：

采用一点标定技术，可用空气进行分析仪器零点、量程标定，并保证一年之内零点、量程偏差小于±2%FS，区别于其它同类产品必须用专门的零气校零和量程气标定量程，大大降低了系统运行成本。

⏹独特的测量方式：

消除了CO2,CO及水汽等成分对测量的干扰，干扰总和小于0.5%，检出下限为0.1%FS。

⏹采样线为一根完整的线包，包括了采样通道、校准通道、反吹通道以及内部伴热线，使用外套管保护，构成一个整体。

外套管能消除外界温度变化对测量的影响，该特点尤其适用于我国北方冬夏季节温差变化很大的场合应用。

伴热温度可以自我调节，同时内嵌有温度探头（PT100）检测伴热温度是否正常，该温度信号传输到DAS中作为诊断内容。

校准通道满足两倍于正常运行气压无泄露的要求。

⏹独立的反吹管设计：

降低安装检修难度，提高反吹质量。

根据多年运行经验，该系统正常工况下常年不需要反吹。

若发生堵塞，则自动启动反吹系统。

⏹预留将来监测其它烟道功能，仅需要额外增加采样探头和合适长度的采样管线，无需增加气体分析仪器。

2.3.1.4多组份分析仪设计特点

⏹智能化：

自动校正压力、采用空气自动自动校准，无需标准气体、自动确认量程范围、维护要求、维修开关、自动提示超限和确认范围、低流速报警。

⏹人机界面友好：

液晶显示、光度可调、操作简单、编程快速、菜单操作（编程、测试和标定等）、维护方便、自动校正、在每组份的全量程范围可设定两个量程、超限自动切换。

⏹网络化：

既可以自建经济型局域网，便于远程遥控过程仿真维护；又可以组建系统局域网，利于经营管理、宏观调控。

⏹样气气室采用独特的可拆卸工艺，一般光路流通面积50%污染仪器可正常使用，再大可拆卸清洗。

⏹检测器采用微流量传感技术，使用寿命非常长。

采用的是陶瓷红外光源，可永久使用。

⏹安装方便灵活，维护量极小。

⏹抗干扰能力强，电磁兼容性好。

2.3.1.5采样装置和采样管线设计特点

⏹采用无需温度监测的外部电加热采样设备，设计规格可以满足过程气体烟尘浓度为20g/m3，温度为300℃，运行压力为2bar的气体连续采样。

⏹使用加热自动调节单元，最高可加热至180℃，避免冷凝、SO2溶解带来的腐蚀和测量误差问题。

⏹采用2μ气孔的陶瓷过滤器元件，最大限度地克服堵塞问题，降低维护工作量。

⏹采样管线采用无需更换的Teflon（聚四氟乙烯）管簇，温度控制设计，精确保证伴热温度。

2.3.2烟气连续监测

1）系统组成CEMS成套系统由柜内和柜外两大部分组成。

分析柜安装在室内，柜外部分的电加热自动控温取样探头，安装在烟道上。

系统加热探头抽取样气，经探头内置过滤器过滤大量烟尘。

其加热温度不低于145℃，以防止冷凝。

2）室内组件a）预处理单元预处理单元包括：

压缩机除湿器、耐腐抽气泵、气溶胶过滤器、反吹单元等。

用于完成样气的净化、除尘、除湿。

标准气从预处理前端通入，经过预处理系统，这样使样气和标准气以同样条件进入分析仪器，减少系统误差。

气体取样设备在机柜内，样气首先经过制冷室除湿，然后进入第二个有固定露点的冷凝器，穿过气溶胶过滤器分离硫酸，通过湿度报警精细过滤器并检测冷凝器的故障，产生的辅助信号进入分析仪故障信号切断抽气泵。

故障排除后泵自启动。

分析仪能够同时有选择地测量多种组分的气体。

系统可连续工作，正常情况下无须维护。

b）分析单元多组份红外分析仪测量NOx、CO、CO2、SO2和O2，分析仪提供自动标定功能，由于它极其稳定可靠、重复性、开发了新的数学模型，该仪器具有一点校准功能。

用零气对仪器进行校准，可省去标准气。

各参数通道相互独立，稳定可靠。

智能化程度高，和样气接触的红外气室可拆卸清洗，极大地降低了维护成本。

c）控制单元PLC控制中枢，整套分析系统智能化控制。

自动实现进样分析、系统报警、连锁、控制，保证系统正常可靠地运行。

3）主要技术特点a）采用电加热控温干法直接取样方式，辅助环节少，可靠性高，能真实地反映烟气成分含量，无附加误差，因此测量精度较高。

b）其探头过滤器采用特殊工艺制造，过滤面积大，强度高，过滤器效率高。

取样管道的自动吹扫配置，系统能在高粉尘、工况恶劣情况下（开车时或电收尘停止工作）连续采样，保证系统长期可靠运行。

c）采用PLC控制，因而自动化程度高，维护工作量小。

d）具有故障自诊断功能。

e）分析仪单点自动标定功能，仪器标定不使用标准气，降低运营成本，减少系统的非正常运行时间。

2.3.3流量监测原理及特点

（1）仪器主要组成及工作原理根据压差法测定烟气排放量。

（2）主要技术特点

1）规格：

插入长度200，400，600，1000，1500，2000可选，或定制长度

2）可测风速范围：

0-30m/s到0-80m/s可选，范围度1:

103）精度：

≤±1%FS4）校验频率：

12个月5）电源：

变送器24VDC；电磁阀220VAC2.3.4温度监测

采用PT100热电偶测量，是经典方法，方便、可靠、稳定。

2.3.4粉尘监测

（1）原理

系统包括光学部分，电路部分，标定器，风室。

光学部分包括激光光源及功率控制、光电传感、散射光接收部分。

激光光源及功率控制保证光源的稳定性，激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源，激光束与烟尘粒子作用产生散射光，背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。

测量区的大小通过光栏接受镜头参数及传感器大小，光源的探角决定。

电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。

标定器用于产生一稳定的光信号，对仪器进行零点及跨度标定。

风室为一腔体，留有与清洁空气源连接的接口，用于保护仪器不被烟气污染。

（2）特点

1）采用激光背散射原理，不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动

2）单端安装，无需对中

3）采用标准0-20/4-20mA工业标准电流输出，连接方便

4）仪器整体功耗非常小，大约5w左右

5）在特殊的要求条件下测量区大小可以订制

2.3.5压力监测

采用直接连接，绝压变送器测量。

2.3.6PAS-DAS数据采集、处理及控制系统

CEMS计算机硬件系统采用高可靠性的美国DELL计算机。

它适用于在恶劣工作环境条件下连续正常运行。

PAS-DAS数据采集控制系统软件由国家电力公司电力环境保护研究所（西门子PAS公司）专门为中国火电厂的烟气连续监测系统（CEMS）而设计开发的。

PAS-DAS用来获取和处理来自各分析仪传输来的数据，并进行实时而有效的控制和处理，对各CEMS厂商的分析仪具有良好的兼容性。

PAS-DAS的开发充分参考了中国环保法规，并与中国火电厂的应用实际相结合，是目前为止唯一满足国内环保、电力行业对烟气连续监测系统的关于数据、报表的要求的数据采集控制系统。

该系统包括两部分，即：

可编程逻辑控制器、数据处理及控制子系统。

2.3.6.1可编程逻辑控制器（PLC）

PLC是CEMS系统的数据采集、控制单元。

与常规的控制方式不同，PLC提供了更为丰富的功能和更高的可靠性、扩展能力。

在CEMS系统中，PLC提供了各种模拟量数字量的输入输出信号，并通过软件进行深度处理，其功能主要包括：

⏹自动控制烟气抽取，并自动为分析仪提供分析样气；

⏹执行分析仪的零点和满量程校准；

⏹自动反吹和冷凝排放；

⏹显示CEMS系统状态（采样/校零/校跨/反吹）；

⏹报警、计算、定义、扩展；

⏹与DAS系统通讯；

⏹多点测量时，控制气路切换、采样排序和采样周期。

PLC提供了24小时的记录接口系统，可以将加工过的数据传输给DAS，其控制指令通过DAS激活。

2.3.6.2数据处理及控制子系统

数据处理及控制子系统具有丰富的功能，功能包括：

⏹数据采集：

根据需要，定时地采集各个通道的模拟量/数字量数据。

采样的对象可以包括SO2、NOx烟尘、烟气流量（湿度、温度、压力、含氧量）等。

⏹数据处理：

根据采样得到的数据，可以计算得到各种测量项的分析结果以及需要的统计数据，可以提供烟气气体成分即时值、指定时间段内的平均值和指定时间段内的排放量，并且可以识别无效的数据。

⏹数据保存：

根据需要，可以保存原始采样数据和统计数据。

如各通道采样原始数据，即时烟气气体浓度，单位时间内烟气气体浓度平均值，小时、日、月、年内烟气气体浓度平均值和各种烟气的累计干烟气排放量。

⏹数据显示：

可以即时显示采集到的通道烟气监测数据和监测日期时间。

形式可以有：

--数值显示：

显示各通道各种烟气的测量值。

每个数据组伴随显示正常范围值和超限报警值。

屏幕上可以始终保留显示几个数据组。

可以通过鼠标操作显示当日内以往数据组。

--条形图显示：

每个通道的采样数据在一个条形图上显示，条形图有浓度标尺，正常范围值和超限报警值。

在图上以不同颜色的背景显示。

每采样一次，条形图刷新一次。

在条形图上方，显示条形图所示的数值。

--显示采样趋势图：

以曲线的形式显示当前测量的各通道的烟气浓度。

--显示历史数据：

选择某一通道，在某一段时间内，某一时间单位下的浓度或累计排放量。

⏹数据打印：

根据需要可以打印报表、显示内容、校正记录等。

⏹适应性：

系统具有自适应性，只要修改系统设置和建立相应的测试模板，系统就可以适应新的一次测量仪表。

修改系统设置，也可以改变测量对象。

⏹系统操作：

--校准：

通过系统设置，系统可以定时定标。

如果需要，也可以在安全认证后在操作界面上即时定标。

--反吹：

通过在系统设定，系统可以定时反吹。

如果需要，也可以在安全认证后在操作界面上即时反吹。

--报警：

系统可以提供超限报警和事故报警。

--自检：

系统提供自检工具，若有异常，给出提示。

⏹数据的安全性和保密性：

进入系统必须经过安全认证，以避免误操作和确保系统数据的保密性，提供数据备份功能。

⏹数据传输：

所监测参数可以就地显示并传至厂内的环保监测站，留有接口可将信号传输到电厂集中单元控制室显示和记录。

⏹数据丢失处理：

数据丢失处理完全符合即将颁布执行的《火电厂烟气连续监测系统技术规范》要求。

2.3.6.3报告系统

报告系统可自动产生报告，并要求符合下列格式：

表4—1电厂大气污染物排放量日报告

时间

（时）

机组

编号

机组运行

状态

运行/不运行

负荷

（MW）

湿度

（%）

O2含量

（%）

SO2

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t/h）

烟尘

NOx

流量

（103Nm3/h）

温度

（℃）

备注

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t/h）

浓度值

（mg/Nm3）

注：

上述数据均以小时平均值为基础。

表4—2电厂大气污染物排放量月报告

时间

（日）

机组

编号

平均

负荷

（MW）

SO2

烟尘

NOx

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t）

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t）

浓度值

（mg/Nm3）

注：

上述数据均以日平均值为基础。

表4—3电厂大气污染物排放量年报告

时间

（月）

机组编号

平均负荷

（MW）

SO2

烟尘

NOx

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t）

浓度值

（mg/Nm3）

排放量

（t）

浓度值

（mg/Nm3）

注：

上述数据均以月平均值为基础。

2.3.6.4安全措施

2.3.6.4.1接地

本CEMS设计方案有安全接地，当某个设备安全接地不可能时，设备被设计成双重绝缘，以防止电击事件发生。

2.3.6.4.2电击

本CEMS方案被设计成当CEMS设备采用厂用电或当地供电电源，此供电电压如果偶尔或短期地下降到正常的90%时，CEMS设备可以正常运行，没有损坏和质量下降。

2.3.6.4.3烟道设备保护

本CEMS方案中的烟道设备选型的防护等级为IP65，具备防尘、防水能力，设备均安全接地，可以防雷击。

2.3.6.4.4校准气体储存方法及要求

校准气体储存在环境条件控制的仪表间内，标气瓶用木材制作或钢铁制作的托架固定在离主机柜1-2米的墙壁上，瓶底放在地面上，确定标气瓶固定可靠，并易于拆装。

标气瓶通过减压阀、耐腐蚀的气管连接到气样控制单元或者直接接到分析仪的标准口上。

检查密封性，标气瓶出气口和减压阀出气口配备压力表，以指示压力和剩余的容量。

环境要求：

温度：

5-45℃；相对湿度：

0-75%；附近无强烈热源、震动源。

五、安装方案

（一）设备安装施工方案

1.1平台站房建设

根据<<固定污染源烟气排放连续监测系统技术规范>>中对安装平台的要求,再结合现场情况和我公司产品的状况,我公司将根据贵公司烟气在线监测系统项目的要求搭建设备安装平台和设备房等。

为了设备的长期稳定可靠运行，需搭建监控房并安装自启动空调。

1.1.1环形平台的要求

环形平台的面积应能够满足所有设备的摆放和便于标定检测,其强度应能够承受至少500公斤重力。

环形平台面采用5mm厚的花纹钢板，安全性等要求应该满足国家有关工业平台的标准。

为了便于设备搬运到平台上，一般平台的扶梯宽度不小于0.7米。

不占路面和影响交通，独立支撑不损害烟囱。

1.1.2监控房的要求

监控房根据烟气CEMS监测系统基本建设要求和产品自身特点而设计,适合于各种现场环境:

房顶最低处高度不低于2.7米。

分析小屋面积根据现场情况和平台情况来确定，一般为：

长×宽×高（3000×2500×2700mm）

分析小屋内配有配电箱、直流变频空调、节能灯具。

位置和大小确保美观。

不损害烟囱

（二）工程部分

1、平台：

在烟囱汇总处（20米）搭建180度平台。

安装监测平台面积长大于2m，宽1.2m，护栏高1.2m。

平台建好后，在线监测仪器监测口应在平台上方0.3～0.5m，验收用采样口在平台上方约1m。

扶梯和平台的设计、安装符合安全要求。

安装平台的防护栏高度为1.2m，平台的底面应使用防滑钢板；在平台的底部，沿着护栏的周边焊接一条150mm宽的钢板，以防止安装件掉下平台。

防护栏高度为1.2m；平台使用钢架结构支撑，并与烟道固定。

2、开孔位置：

在平台上方开5个孔：

烟气测量孔1个（76）；烟尘测量孔1个（92）；压、流一体监测孔1个（116）；温度监测孔1个（60）；环保比对孔一个（90）。

（三）安装、调试

在具备调试条件的情况下，厂家通知卖方，卖方派有经验的工程师到现场进行系统通电调试。

工程实施时间节点控制表

序号

工作内容

负责人

时间节点

1

设备验收

买方

半天

2

进厂准备（施工许可、场地安排和安全交底等）

买方

半天

3

工程准备工作

买方

买方

三天

直梯或者折梯

桥架或者管线

4

设备安装

买方（卖方配合）

一天

5

布线

买方（卖方配合）

一天

6

调试

卖方（买方配合）

二天

7

联动

卖方（买方配合）

一天

8

试运行

买方（卖方配合）

七天

9

验收

买方（卖方配合）

一天

10

交接

买方和卖方

一天

上表为单套系统的工程施工时间表。

比选人提供的公用工程

Ø供电：

220VAC、50Hz、10KW。

电源接地采用厂区的地线，若接地电阻大于4欧姆，则需要单独做接地线，采用镀锌扁铁40×4就近与室外独立埋设的接地系统可靠连接，接地电阻不大于4欧姆，由用户接入分析小屋电源分配箱。

Ø安装采样平台、扶梯：

Ø仪表空气：

0.4～0.7MPa，洁净无油压缩空气，露点0℃。

Ø分析小屋（仪表间）：

照明、空调安装。

Ø公用工程的项目设备材料。

系统安装

电源线

分析小屋到平台之间铺设:

1）1根3芯电源电缆：

（电缆芯数＞3芯、横截面＞1.25mm2）；

2）1根4芯电源电缆：

（电缆芯数＞4芯、横截面＞1mm2）；

信号线

分析小屋的上位机到平台铺设1根RS485信号线。

压缩空气的布置

买方的空气压缩包到分析小屋和平台两路反吹气源，以G1/2内螺纹球阀为终端。

项目实施安全技术措施

Ø严格按照各有关安全规定进行施工，安全措施不到位不得施工。

Ø设备在运输及安装过