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气体分析仪在线监测系统

过程气体分析仪在线监测系统

使用说明书

序号

刖言

1气体连续在线监测系统介绍

1.1

概述

1.2

气态污染物连续监测系统

2系统操作

2.1

系统操作准备

2.2

操作步骤

3维护与维修

3.1

每周维护操作步骤

3.2

日常预防维护

3.3

常见故障排查

4保存和运输

5技术服务和培训

本分析系统根据水泥生产线工艺控制的要求而设计、生产，是为保证工艺系统的安全运行

专门设计生产的自动检测控制系统，可用在预热器一级筒出口，煤磨收尘器，煤粉仓等地方，可连续自动检测烟道内02、CO的含量，并能在达到或超过给定的下限报警时和上限报警点时，发出报警信号；当含量下降到下限控制点时，可自动解除报警信号。

该系统可以对02、co等气体进行定量分析，当气体浓度含量时发出报警信号，通知有关部门及时采取有效手段和措施进行解决。

这样不但提高了企业的经济效益，而且对生产安全也有了保证。

该分析系统，具有探头取样、除尘、除水、校表功能，并能自动排水、自动采样和自动反吹，操作起来十分简单方便。

气体连续在线监测系统介绍

1.1概述

气体连续在线监测系统运用烟气红外采样实现了工艺管道内气体在线连续监测。

同

时又针对国内煤种较杂、煤质变化大、工艺差别的状况从技术上进行了改进。

并按照国

家标准设计定型，提供专业的中文操作平台及中文报表功能、多组模拟量及开关量输入

输出接口，可实现现场总线的连接以及多种通讯方法的选用，使系统运行方便灵活。

气体连续在线监测系统是功能齐全，整体水平最高的固定污染源在线监测系统。

主要由以下

几个子系统组成：

1）采样探头

2）伴热装置

3）预处理系统

4）红外气体分析仪如以下示意图:

校验标谁气

气态污染物分析仪

烟气预处理系统

气体控制器、抽取泵、冷凝器、排水泵、过滤器、电磁阀、开关阀、渝量计.气样状态检测传感器等

技术特性:

适合中国国情：

系统针对国内燃用的煤种较杂、煤质变化频繁、烟尘和气态污染物排放浓度高、烟气湿度高的状况进行了技术上的改进，因而更适合国内条件运行。

维护量小：

系统运行中所吸取的烟气量极少，使系统所维护周期大大延长。

全线在线标定：

系统标定时，通过探头控制器和分析仪实现零标及跨标功能，完成全系统的在线标定，从而在最大程度上保证了系统的测量精度。

自动定期标定：

可以在系统软件中设定自动标定周期，系统就会自动定期的进行标定，无需人工干预。

自动反吹：

激光测尘仪配置了强制吹扫系统，克服了监测点上烟气可能出现的正压对仪器造成污染干扰的情况。

远程数据传输：

系统可以通过调制解调器与公用电话网与当地环保部门进行联网，将烟气排放数据及时传送到需要数据的远端（可选）

远程故障诊断:

可以通过调制解调器、公用电话网与系统进行数据通讯，进行远程故障诊断与维护，及时的对系统进行维护及维修，保证了系统的运行。

（可选）

使用灵活：

拥有强大的数据采集与数据处理系统，多组模拟量、开关量输入输出接口，可以接多个探头；可实现现场总线的连接，使系统运行更为方便、灵活。

扩展性强:

在系统设计时留有相应的接口，可以随时增加监测项目，比如氮氧化物、一氧化碳等。

同时软件中还有相应的数据接口，便于企业进行二次开发，对排放数据进行其它应用。

性能价格比高：

系统的国产化程度高，大大降低了系统的成本，同时增加了系统的可维护性,维修使用更为方便。

主要功能:

监测项目：

序号

采样点

分析组份

用途

窑尾

COO2、NO

优化控制

分解炉入口C5（五级筒）出口

COO2

优化控制

预热器C5（一级筒）出口或

高温风机入口

COO2

优化控制

窑尾电收尘器入口

安全监控

窑尾袋收尘器出口

安全监控

煤磨电收尘器出口

安全监控

煤磨袋收尘器出（入）口

安全监控

煤粉仓

安全监控

报警功能：

超限报警、事故报警。

历史数据：

完善的历史数据存储及显示功能，历史数据存储最小间隔可达1秒，存储量可达

数年（可选）。

数据传输：

系统的数据可通过局域网与其它计算机共享，也可以通过GPR进行远程数据传

输（可选）。

可扩展性：

扩展性强，可根据政策和法规的改变随时增加新的内容。

通讯接口：

RS232/RS422/RS485

主要技术特性

1分析器的型号及量程

1.1型号：

C600红外线分析器

1.2量程：

020-25%

CO：

0-2000ppm

2反应速度

2.1分析器的总响应时间：

T90总=5s

2.2系统的滞后时间：

T10=60s

2.2.1系统的上升时间：

T10-T90=10s

2.3输出信号：

4~20mA

2.4分析精度

2.4.1零点漂移：

<1%F.S/7d

242线性偏差：

<1%FS

243灵敏度漂移：

<1%FS/7d

244重复性：

Cv<0.5%FS

245预热时间：

2.5正常取样条件

2.5.1样气温度：

进入分析仪器柜前的样气温度不大于140C

2.5.2样气湿度：

不大于40g/m3

2.5.3样气流量：

不小于60l/h

2.5.4样气含尘量：

不大于600mg/m3

2.5.5腐蚀性：

样气中不含强腐蚀性成份

2.6正常工作条件

2.6.1环境温度：

5-40C

2.6.2环境压力：

70-106kPa（海拔低于2000m）

2.6.3相对湿度：

不大于80%（年平均）

2.6.4电源：

22022VAC500.5Hz

2.6.5环境气氛：

仪器柜安装环境中不允许有爆炸气氛，并具有良好的通风条件。

2.7系统的安全性能

2.7.1系统的绝缘电阻不小于5M

2.7.2系统的绝缘强度：

系统在1.25kV试验电压下，历时1min应不出现击穿和飞

弧。

1.2气态污染物连续监测系统

系统包括：

见图1

（1）

取样探头

（2）

恒功率伴热带

（3）

反吹控制箱

（4）

初级过滤器

（5）

冷凝器

（6）

排水系统

（7）

精密过滤器

（8）

红外气体分析仪

（9）

PLC控制系统

（1）取样探头

用途：

取样装置具有电加热伴热功能，能自行加热并实施温控的采样装置。

该装置适用于燃烧过程后气样的连续采集。

典型的用于电厂烟道、化工，钢厂，水泥生产过程等含尘、水较高的样气采集。

1.使用条件：

供电电源：

在线电压：

220VAC/50HZ功率：

500W

取样条件：

样气温度W600C

含尘量w100g/m3

环境条件：

-15〜45T

该装置禁止在有爆炸性气体环境的场合使用。

结构特点：

1）结构：

装置由采样管巾25x500mm主腔体、加热等温体、陶瓷高精度过滤器、安装法兰套简、防护罩、温控器部件等组成。

2）主要特点：

该装置与样品气接触的部分全部采用316不锈钢材料加工制成，高温条件下抗腐蚀能力很强。

防护罩及温控器壳体采用LF21防锈铝板制造。

因而该装置完全可以胜任野外工作环境。

在设计上将温控器与主体一体化设计，结构紧凑，操作方便。

过滤器滤芯更换时可将其从装置中整体拉出，大大地缩短维护更换的时间，并降低了劳动强度。

2.工作原理：

在抽气泵的作用下，被测样气由插入样品管壁内的采样管进入装置的腔体，经粉尘过滤器流向样品气输出口。

取样过程中样品气的温度始终处于较高的状态，（温控器最高温控设定

值为120C）使样品气中的水不至发生冷凝，从而明显地改善了过滤器的工作条件。

为确保在此过程中不发生冷凝，设置的温控值，应比其露点值高出20〜30C。

装置中除样气输出口外,

还设有内外反吹。

其中反吹：

（清扫）是指用清洁的压缩空气，吹扫附在筒形过滤器外表面的浮尘，将其吹扫回烟道内。

3主要技术数据：

1材料：

（与样品所流经的部分）全部为不锈钢316。

2外形尺寸：

采样管：

500mmt25（长度可根据具体需要而定）

安装法兰套筒：

管外径巾70，套筒长度300mm加热功率220VAC/500W

取样、反吹：

巾8（连接管外径）

温度设定范围：

120C±5C

过温保护值：

150C

密封材料：

氟橡胶

（2）恒功率伴热带

用途：

防止气体从烟道内采样后和外界空气差生温差，析出水份，影响SO2等可溶气体监测

浓度，使工艺或环保局监控造成变差。

同时也会对设备造成严重的腐蚀。

1使用条件：

供电电源：

在线电压：

220VAC/50HZ功率：

25W米

伴热条件：

伴热温度w200E

长度w40米

环境条件：

-15〜45T

2.工作原理：

每米伴热，即使中间出现故障也不会影响其它部位加热，保证了半热的连续性。

同时通过

防暴温控器可以方便的控制伴热温度，维护小，易操作。

3.主要技术数据：

1材料：

采样管为聚四氟乙烯管，保温是石英棉，外皮是硅橡胶

2外形尺寸：

巾48（长度可根据具体需要而定）

（3）反吹控制箱

用途：

用于对探头的反吹，防止探头堵塞。

球阀用于采样的的气动和停止。

1使用条件

供电电源：

PLC控制220V/状态信号

气源条件：

气源无油无水，压力>0.4Mba纯净气源，Q=30L/min；由镀锌管接到反吹柜，预留接口管螺纹G1/2英寸内螺纹，并配有手动阀门见图1。

环境条件：

5〜45°C

2.工作原理：

通过PLC脉冲式旋风吹扫，可以有效的去除探头滤芯的粉尘，达到探头低维护，高效率特点。

同时PLC控制球阀的导通/截至，来控制样气的采集和停止。

储气罐为了避免现场压力不稳定、气量小，保证每次反吹压力》0.4MPa

3.主要技术数据：

1材料：

箱体是钢质喷塑，白色

2外形尺寸：

（4）过滤器

用途：

探头后的第二级过滤，可以过滤粉尘和少量的水份。

1工作原理：

通过过滤器滤网吸附

2.主要技术数据：

①材料：

接头为PVDF过滤器为聚四氟乙烯

（5）冷凝器

用途：

除去采样气中大部分的水份，独特设计有效的减少组分浓度流失，保证进入分析仪的气体是纯净，干燥

1.使用条件

供电电源：

220V/50HZ

气体流量：

<6L/MIN（进入到换热器中）

环境条件：

5〜40C

2.工作原理：

冷凝系统采用高精硅片制成。

冷阱温度控制在5C。

冷阱设计精巧，性能可靠，可保证在恶劣现场条件下连续无故障运转，保证系统在排水过程中取样分析不失真。

特点：

采用

双半导体硅片制冷，更高效的制冷率。

采用固态直流控制器提高了硅片寿命同时减低了故障率。

不同的换热器可以满足不同行业用户，因地制宜更高效的发挥冷凝器特点。

3.主要技术数据：

1材料：

箱体是钢质喷塑，白色。

换热器：

不锈钢

2外形尺寸：

（6）排水系统

用途：

由冷凝器过滤掉的水分收集在排水瓶中，由排水气缸定时排放到机柜外。

1.使用条件

供电电源：

气缸电磁阀220V/50HZ

气源条件：

气源无油无水，压力>0.4Mba纯净气源

环境条件：

5〜40C

2.工作原理：

排水时由气缸的运动，把连接排水瓶的氟橡胶管压紧和放松，达到排水的目的。

排水系统

设计精巧，性能安全可靠。

而且是国内唯一用气缸排水，排水效率高，不存在腐蚀，堵塞现象，使用寿命更长。

专利号：

3.主要技术数据：

①材料：

液体接触部分都是非金属，耐腐蚀材质

（7）精密过滤器

用途：

预处理系统最后一级过滤，精度最高，可以过滤更细微的颗粒，进一步保证进入分析仪的气体纯净。

1.工作原理：

通过陶瓷过滤器吸颗粒物

2.主要技术数据：

1材料：

PVDF滤芯为陶瓷钢玉。

2精度：

0.1-0.2am

（8）红外气体分析仪

用途：

核心部件，分析SO2,NOX,0等气体详细见《分析仪说明说》

1.使用条件

供电电源：

220V/50HZ

气源条件：

纯净，稳定，流量0.5-0.8L/MIN

环境条件：

5〜40C

2.工作原理：

NDIR非分散红外吸收法检测技术，具有优良的稳定性、选择性和高灵敏度。

完全是有宝英公司自主研发的，灵活性高，可以根据客户不同的需要定制，功能强大。

是其他集成公司无法做到的。

3.主要技术数据：

1预热时间5分钟

2重复性<1%

3线性误差<1%FS

4相应时间20秒

5模拟输出4—20mADC

（9）PLC控制系统

用途：

核心控制部件，由它来完成对气体的采样，反吹,滤尘,滤水等控制•

1.使用条件

供电电源：

220V/50HZ环境条件：

0〜50E

2.工作特点：

控制核心是当今工业控制领域流行的先进控制器-PLC系统，保证系统控制的可靠性。

有很强的扩展性，通过面板可以根据现场客户需求灵活改变参数设置。

不需要电脑的连接

3.主要技术数据：

1继电器输出

2RS485接口

3最多7种模块扩展

二系统的操作

本章节描述的是系统启动及关闭的步骤。

系统操作说明的主要部分有详细的或全部的操作部分，文件附录中含有分类制造厂家说明书。

1系统操作准备

1.1系统的调试，应在建筑内部装修和系统施工结束后进行。

1.2系统调试前应具满足C600《系统安装指南》的技术要求，各种工安装图纸和安装记录齐备。

1.3系统调试负责人必须由有资格的专业技术人员担任，所有参加调试人员应职责明确，并

应按照调试程序进行。

1.4启动期，初次安装调试完后的72小时为启动期，在启动期内主要观察仪器对变化的响应情况、稳定性和数据记录的完整性。

2调试准备

2.1系统调试前，应按设计要求查验设备的规格、型号、数量、备品备件等。

2.2按照C600《系统安装指南》的要求检查系统的施工质量。

对属于施工中出现的问题，应会同有关单位协调解决，并有文字记录。

2.3按照C600《系统安装指南》的要求检查系统线路，对错线、开路、虚焊和短路等应进行处理。

（1）探头：

滤芯锁紧；采样，反吹接头用扳手拧紧；气路连接正常；用万用表量探头电源线是否短路。

（2）反吹箱：

端子对照《系统端子接线图BY-DS-SE-佃》接线，并用万用表量是否有短路；伴热带串过箱体，并用铝胶带把球阀和采样气路缠紧；气源连接到箱内，并调节减压表在0.4-0.6Mpa之间；检查是否有漏气现象（是否有明显的漏气声）。

（3）机柜：

端子对照《系统端子接线图BY-DS-SE-佃》接线；连接接伴热带见下图，温度控制在110C，把采样气路管接到白色过滤器入口；把所有空开打开后用万用表量空开

的L和N是否有短路；气源接到机柜减压阀，并调节减压表在0.4-0.6Mpa之间；检查

是否有漏气现象（是否有明显的漏气声）；排水管和排期管连接到分析屋外。

伴热带连接图

3采样预处理单元的调试

准备工作完毕后，确认无误，给系统上电。

空气开关从左向右依次打开，并观察伴随的现象。

K1总开光；K2伴热带，现象：

伴热带加热；K3探头，现象：

探头加热；K4PLC现象：

PLC绿色运行灯亮；K5冷凝器，现象：

冷凝器开始制冷，10分钟左右到达5C；K6分析仪，现象：

主机正常启动；K7泵；K8风扇，照明；K924V电源。

探头调试：

上电后，探头开始加热，观察加热突跳是否有通断。

按“自动”按钮，开始采

样，探头采样管有抽气感觉；关闭“自动”，按“效验”，探头反吹管有空压气反吹。

反吹箱调试：

开关“自动”按钮，反吹箱球阀有开关动作，，并且进入储气罐的压力》0.4MPA反吹时，电磁阀有相应的动作。

伴热带调试：

伴热带要在探头箱内至少0.5米，保证在采样接头部位接触热的伴热带，在机

柜内要预留1米，温度控制在100-115C左右

机柜：

按“自动”按钮，“自动”“采样”“泵”灯亮，系统开始采样，调节针型阀逆时针

旋转180C，再调节流量计旋钮，使主机的流量计浮子在0.5-0.8L/min,10分钟后，

“泵”灯熄灭，开始“排水”灯亮，内“反吹”灯亮，5秒后，“储气”灯亮，15秒

后，“储气”灯灭，外“反吹”灯亮，循环3个周期，结束后又开始“采样”

关闭“自动”灯，按“效验”灯，内“反吹”灯亮，5秒后，“储气”灯亮，15秒后,

“储气”灯灭，外“反吹”灯亮，循环4个周期后反吹停止；反吹同时可以手动的按“排水”按钮，进行排水。

三维护与维修

烟尘烟气在线监测系统是以操作简便、自动化程度高为目的来设计的。

为保证系统最佳运行性能，按后面章节中的维修规范及日常操作步骤所列表逐项检查。

3.1每周维护操作步骤

1操作内容为保证系统可靠性、精确性，每周至少一次执行下面内容检查。

（1）全部重要的备品备件、工具及设备都要有专人负责，保证其对本系统在任何时候的有效性。

这对热力厂、电厂所有者和操作者是很重要的，因为数据有效性（按照当前国家固定污染源排放标准）降低到95%或更少会使数据丢失，这样影响到了允许限度和数据的可信度。

（2）有些维护可以在系统系统运行时进行，而不影响数据的完整及系统的可信度。

一些系统保养要求系统置于请求维护状态下才可以工作。

（3）系统维护的次数由许多因素来决定，比如环境、煤种类型、烟气温度及湿度等。

因此，根据操作维修手册提供的指导原则，具体设备的状态维护间隔时间表会有变化。

（4）在维护期间，停运的时间将影响到烟气参数每小时的平均值。

这将影响数据的可信度。

在正常采样期间，一个小时有效数据要求系统正常运行不得少于45分钟。

注意：

可得到的有效数据统计是非常重要的，有效平均值是被环保部门认可的。

处于维护或修

理状态时有效数据需要严格遵守现行的国家标准。

—

下列项目维护时不会影响系统正常运行：

1.分析仪上的干燥剂

2.采样泵的维护（小于10分钟）

3.主机柜上风扇

4.冷凝器排水（手动进行）

5.空压气过滤器排水

6.不锈钢流量计清洗（小于10分钟）

如下部件须要维护时发出请求：

1.探头过滤芯的更换

2.采样管线

3.主机手动标定

4.冷凝器维护

2操作具体步骤

1分析仪上的干燥剂：

干燥剂颜色变浅，更换新干燥剂。

变色的干燥剂通过烘干可以循环使用。

2采样泵的维护（小于10分钟）：

关掉泵空气开关，从支架上取下泵。

泵顶端四个螺丝取下，详细步骤见下图

3主机柜上风扇：

夏天时候要开启，用空压气吹扫扇叶的灰尘

4冷凝器排水：

手动按“效验”，“排水”，让排水瓶排空为止。

5空压气过滤器排水：

平台和机柜内的减压过滤器如果水超过1/3需要按瓶底黑色，进行排水。

6不锈钢流量计清洗：

如果发现流量计浮子不能正常活动或是流量计内有杂质，则需要清洗。

步

骤：

（1）取下流量计，把玻璃罩从下往上拆除

（2）用钳子夹住下面底座，逆时针旋转，取出玻璃管。

注意：

玻璃管内有浮子，小心掉落（3）用棉签清洗玻璃管和浮子内杂质，完毕后按步骤安装＜注意：

在安装玻璃管时注意密封圈中心孔要紧贴玻璃管中心孔

维护时发出请求

1探头过滤芯更换：

见下图

工具：

十字螺丝刀，活动扳手，防热手套，M6内六角

备件：

滤芯，密圭寸圈，密圭寸垫

（1）关闭K3探头空开，关闭“自动”按钮

（2）用十字螺丝刀取下把手螺丝，带上放热手套，使用防热手套，仔细地将探头拉出。

-定要小心，探头非常热。

用力抽取过滤器。

（3）用扳手拧下过滤器中心的螺帽，再用内六角拧下螺丝。

（4）旋转底部，取出滤芯。

（5）滤芯可以用干净的空压气吹扫，如果密封圈，密封垫老化则更换新的。

（6）更换新滤芯，注意把滤芯安装在密封垫片中间，然后拧紧。

注意：

一定要拧紧，否则会出现漏气现象。

（7）按步骤安装滤芯过滤器。

（8）闭合K3空开，按“自动”按钮正常采样，观察流量计是否会比清理前浮子高很多。

否则，要检查伴热管线或是采样泵。

（9）采样管线：

堵塞，把反吹箱一边和机柜一边的气路管去掉，在任意一边通上干净的空压气（>0.4Mpa）反吹，吹10秒停10秒在吹10秒，循环3-5次。

然后让系统保持在“自动”状态，把探头采样接口气路管去掉，

3.2日常预防维护

主要内容是关于进行防护和校正维修的过程。

在这个手册中有一些与系统组成部分相关的指导手册和其它的技术数据作为本文的参考。

在试图进行维修之前，负责维修的技术员应熟悉操作手册中的内容及所附的分析仪使用说明书。

3.2.1日常维护：

a.每天检查进入仪器气体流量应为0.5L/min。

观察除湿器制冷状态。

b.经常观察精细过滤器芯的情况，如发黄、阻力增大，可酌情更换。

c.每六个月（酌情）标定仪器零点、量程一次。

3.2.2校准失败

如果发生校准失败的现象，首先检查相关校准气瓶上的仪表。

看压力是否足够。

如果气压足够，用按钮手动校准。

如果校准不能通过调整分析仪成功的完成，则对仪表进行故障检修和维护。

如果在分析仪上没有任何反应，则检查采样系统。

3.2.3拆卸探头的程序

您将需要的工具有：

螺丝刀开口扳手防热手套

替换用法兰垫圈，石墨套圈

1.设置“SQ维护”的按钮。

在计算机操作画面里系统设置

2.如果探头带加热器，先将探头加热器电源断开。

然后将电路断路器作上标记

3.在系统系统上用HV-4断开稀释空气的供给。

4.断开所有分析仪电源

5.从样气管线中放掉空气压力，以防采入湿的环境空气。

6•将采样管线从接口处断开。

记下探头和采样管线上的彩色记号。

如果采样管线没有被作上彩色记号的话，要在每根管子上作标记，以便维护后连接以前正确的位置。

7.断开探头加热器的连线。

8.松开固定探头法兰的螺母，转动稀释探头组件。

9.使用防热手套，仔细地将探头拉出。

一定要小心，探头非常热。

通常要两人操作

探头过滤器

闭锁

螺钉

Q型

圈

螺钉

垫圈

固定环

密圭寸圈

7：

底座

9：

密圭寸垫

11:

密圭寸垫

密圭寸圈

10:

高精度过滤器

12:

索紧架

步骤

操作

逆时针旋转探头过滤单兀把手，抽出过滤主件

逆时针旋出闭锁螺钉

（1）

旋转出螺钉（3），取出压缩弹簧（5）

从背部抽出支柱（9）

取下过滤器两端密封垫（8）

使用新过滤器更换旧过滤器

更换、安装新密封垫（8）于过滤器两端

过滤器的更换（续）

/-p.I

警告！

探头表面温度可能高达300r，在对探头进行操作时，应采取必要的防护措施。

在取出探头过滤主件时，如被测点烟道为正压工艺烟气可能会从探头出喷出。

如被测点烟道为负压操作，工艺管道会吸入空气、或者其它的漂浮物，在操作前应做好