烟气在线监测系统
1产品概述
ZWIN-CEMS烟气在线监测系统是为适应内日益严格的烟气监测要求,满足多样性的监测工况而设计开发的。多年来,我公司直在YDZX-01直接测量式连续在线监测系统平台上进行紫外差分吸收光谱测量技术(DOAS)的研究和系统升级工作,现今,我们将新的DOAS研究成果应用于新代的ZWIN-CEMS烟气在线监测系统(直接抽取法),以更好的品质、更的可靠性和准确性满足客户多元化的需求。
2测量原理
SO2/NOX:紫外差分吸收光谱测量技术(DOAS)。
O2 :电化学法。
烟尘 :激光后向散射法。
3应用场合
4系统组成
天津智易时代科技发展有限公司的ZWIN-CEMS烟气在线监测系统(图1)由气态污染物(SO2、NOX)监测子系统、烟尘(颗粒物)监测子系统、烟气参数(温度、压力、流量、O2)监测子系统以及数据采集与处理子系统构成。
如上所示,系统采用YDL-200A DOAS多组份气体分析仪测量SO2、NOX、O2(电化学法);采用APT2000流速仪监测烟气温度、烟气压力、烟气流速;采用LSS2004烟尘监测仪监测烟尘浓度。
数据处理监测软件汇总实时测量信息和系统工作状态,具有生成报表、存储数据、查询历史记录,与环保部门联网通讯等功能。
5功能描述
工控机(显示器和主机箱):汇总所有的实时测量信息和系统状态信息,具有生成数据报表、查询历史数据记录和报警记录、通讯联网等功能。
YDL-200A DOAS多组份气体分析仪:基于紫外差分吸收光谱原理,实时测量SO2、NOX、O2(电化学法)等气体浓度。
预处理控制面板(报警指示板和控制按钮板):指示各种系统报警,实时显示采样探头和伴热管温度信息,便于用户对系统状态作出判断。控制按钮用于系统手动反吹、校准等操作。
电源控制板:通过空气开关对系统总控制电源和各分设备电源进行控制。
电控系统:电控系统完成系统电源分配、系统各工作流程控制、温度控制等。
6系统特点
Ø 采用先进的二极管阵列检测、全光谱分析、光纤传输等技术,能够实现SO2、NOx等多种气体浓度的实时测量分析。
Ø 独的光学池恒温测量技术,避免冷凝水的析出,减少测量组份的丢失,光学池维护周期长。
Ø 采样探头粉尘过滤采用先进的叠加式填料及微孔过滤器技术,滤尘效果好,维护周期长。
Ø 烟尘监测采用我公司新代的基于激光后向散射技术的LSS2004烟尘监测仪.采用体化设计,结构紧凑、具备自动校准功能、灵敏度、可靠性。
Ø 分光光谱气体分析仪采用紫外差分吸收光谱技术,有效解决了水、粉尘对测量产生的干扰。
Ø 系统设计中对相关重要部件的控制(如伴热管等)进行安全冗余设计,确保安全。
7安装位置
设备安装点选定锅炉除尘器后烟道,气流比较平稳区域,应避开烟道弯头和断面气流急剧变化的部位。安装位置应设置在距弯头、阀门、变径管下游方向不小于4倍直径,和距上述部件上游方向不小于2倍直径处。对矩形烟道,其当量直径D=2AB/(A+B),式中A、B为边长。注意:如果不能达到这样的条件,那么未开口的距离可被采样管分开以下比率:距离入口2/3,距离出口1/3。
8安装要求
1.电源要求:三相四线380V ,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,采用40×4镀锌扁铁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。
2.安装平台要求:①宽度: >1.2m,作防锈处理 ;
②栏杆度: ≥1.5m ,符合家安全标准;
③承载能力: ≥1000公斤
3.电缆桥架:
4.气源要求:0.4~0.7MPa,洁净无油压缩空气,露点0℃。
气源需要引到分析小屋和监测平台,气源管末端应安装G1/2”内螺纹球阀。
5.分析小屋的要求:
a.尺寸:分析小屋的使用面积不小于3×3m2,室内净2500mm~2800mm,放置体积为800mm*600mm*1800mm的机柜。
b.墙体结构为实心砖砌,内外墙粉刷混泥土和白粉灰,小屋内地面铺设地砖;分析小屋屋顶实行混泥土现场浇灌平顶,进行防漏和隔热处理;
c.小屋门需采用防盗门,或镀锌钢板夹层制作,门开在宽边2000mm上,向外开启设计,并配置逃生门锁,门内净宽不小于800mm(便于机柜进入)。
d.小屋需要安装塑钢推拉窗,尺寸1000×1200,必要时加装防盗网。
e.室内环境:CEMS机柜对环境温度、湿度有定要求,要求环境温度在20~25℃之间,相对湿度在80%以下,故分析小屋内需安装通风设施和空调;
f.电源:三相四线380V、50Hz,10KW,接地可靠,般接地电阻要求≤4欧姆。由用户接到分析小屋的电源配电箱内。电源线通过电缆沟进入到机柜的下面,机柜各侧面与墙壁之间的距离均不小于500mm。
g.照明:考虑到CEMS主机柜安装、维护等日常操作,需安装照明,照明开关带三线或二线插座。
室内布局平面图:
图2 系统站房布局图
9部件安装
1.采样探头安装
采样探头作为样气预处理环节的重要部件须正确安装,安装示意图及注意事项如下:
采样探头应水平方向,采样管至少水平或前下斜5度(与水平面夹角),不能上倾,防止可能形成的冷凝水。
图3 采样探头整体安装示意图
在直接抽取式的热湿系统和后处理系统中,由于有些监测气体易溶于水,应加热输送的气体,加热温度应等于或于烟气中介质冷凝的温度,所以应该选用采样伴热管把进入探头的样气送至样气处理系统或分析仪,并确保从探头至除湿系统整个管路必须是加热采样管。
3.系统机柜内的气路和电路连接
机柜的顶板留有1个Ø65的孔可以让伴热管穿过,使伴热管“样气管路”直接与冷凝器热交换管进气口连接。
4.LSS2004烟尘仪安装
10系统操作
1.系统启动
系统通电前依据系统附带图纸资料对全系统进行电气检查,确认无误,方可开始通电测试流程。
启动步骤如下:
Ø 接通系统压气源,保证压力(0.4~0.7MPa)。
Ø 启动分析小屋内电源配电箱总电源。
Ø 确认接入电压AC(220V±10%),频率:50Hz.
Ø 启动主机柜侧面板三相漏电开关。
Ø 启动总开关电源。
Ø 启动仪表电源,启动工控机、分析仪、制冷器(出厂默认设置为4℃)。
Ø 待制冷器温度降至8℃,启动探头电源和伴热管电源。检查探头温度显示是否正常?若显示温度异常请立即依次切断各电源及分析小屋电源配电箱总电源,确认断电后检查电气线路连接是否可靠及器件是否损坏。排除隐患后再次依序接通电源。 探头温度出厂默认设置为150℃,伴热管线出厂默认设置为130℃.可以通过前面板的温控器对温度依据不同的工况进行设置。
Ø 探头温度和伴热管温度未到设定温度时,“系统报警”指示灯将直闪烁,采样泵处于停止状态。
Ø 待探头和伴热管升至设定温度后,“系统报警”将自动消除,系统进入测量状态。检查确认制冷器温度降至4℃,蠕动泵运转正常。
依次启动分析小屋电源配电箱内烟尘仪电源、流速仪电源、湿度仪电源。检查烟尘仪4~20mA信号、流速仪4~20mA信号处于正常状态。
2.参数设置
3.系统关闭
关闭系统,须遵从以下步骤:
Ø 实施手动反吹0.5分钟。
Ø 关闭系统监控软件。
Ø 依次关闭工控机→分析仪→制冷器。
Ø 依次关闭各分级电源。
Ø 关闭系统总开关。
Ø 关闭所有的样气瓶,并立即关闭所有的气路进口和出口。
Ø 依次关闭配电箱内烟尘仪电源→流速仪电源→湿度仪电源→风机电源。
Ø 关闭分析小屋配电箱内总电源开关。
11日常维护
1.气路部分日常维护
ZWIN-CEMS型烟气在线监测系统采用了先进的叠加式填料及微孔过滤器技术,不仅大大提了滤尘效果更延长探头维护时间。般工况条件下,建议每隔半年更换次探头滤芯,滤芯更换示意图如下图所示。
图4 滤芯更换示意图
拆解组件名称:
2.日常维护巡检项目
日常维护巡检项目如下所示:(巡检周期参见下表建议周期,具体可适当调整)
序号 |
巡检内容 |
运行指标 |
出现故障分析及排除方法 |
建议周期 |
1 |
站房空调是否正常工作 |
25℃ |
检查确认空调排水及户外机工作正常。 |
2次/周 |
2 |
检查设备的完整性和使用环境 |
设备组件无缺失,设备无明显损坏,平台上的设备有防雨措施 |
检查确认现场环境,平台上的设备应有防雨措施。 |
2次/周 |
3 |
检查伴热管温度是否正常 |
130℃ |
1. 检查电源开关是否跳闸出现时检查线路排除隐患,闭合开关。 2. 温度控制器出现故障,损坏时予以更换。 3. 伴热管加热电路的固态继电器被击穿,予以更换。 4. 伴热管加热电路的交流接触器出现故障,损坏时予以更换。 5. 伴热管老化。 |
2次/周 |
4 |
检查探头加热温度是否正常? |
150℃ |
1. 检查电源开关是否跳闸。 2. 温度控制器损坏。 3. 探头加热回路的固态继电器被击穿。 4. 探头加热棒损坏。 |
2次/周 |
5 |
检查冷凝器的工作状况 |
4℃ |
冷凝器内的散热片及排风扇被积灰堵死,清除即可。 |
2次/周 |
6 |
检查蠕动泵的排水状况 |
排水通畅,机柜侧板的管路中干燥无水。 |
1. 蠕动泵泵管老化或被积灰堵塞,需更换。 2. 蠕动泵电源线是否松动,电机停止转动。 |
2次/周 |
7 |
检查采样流量 |
(0.8~1.5L/min) |
检查侧板上的旁路流量计流量是否正常气路是否有堵塞和漏气现象组态软件上的反吹控制开关是否打开系统是否存在伴热管温度、探头温度、流量偏低、压力偏低和湿度报警 |
2次/周 |
8 |
检查气体分析仪的测量数据是否正常 |
分析仪光强值正常,谱线正常,测量数据无明显异常 |
若分析仪显示的是零点读数,请参照以下处理方法:1. 确认现场是否处于停运状态。2. 检查探头的密封情况。 若分析仪测量值偏低,请参照以下处理方法:1. 检查是否有光强值偏低警告必要时清理分析仪内部光学镜片;2. 仪器需进行次校准。校准方法和步骤参见《烟气气体分析仪用户手册》。(具体故障排除方法参见分析仪用户手册) |
2次/周 |
9 |
检查检测软件上的数据是否正常 |
各数据无明显异常 |
检查各独立仪表(流速仪、烟尘仪等)工作是否正常输入到A/D采集模块的电流是否正常(具体参见各独立仪表用户手册) |
2次/周 |
10 |
其他巡检记录 |
|
|
|
12故障处理
故障描述 |
可能原因 |
排除方法 |
冷凝器温报警 |
1.电源不稳定 |
检查电源 |
2.电源线连接不牢固 |
检查电源线,使之处于可靠连接状态 |
|
3.制冷器氟利昂不足 |
填充氟利昂。(须由业人员完成) |
|
采样探头和伴热管温度报警 |
1.温度传感器PT100 |
更换损坏的温度传感器PT100 |
2.固态继电器(SSR) |
更换损坏的固态继电器(SSR) |
|
3.加热丝(棒) |
更换损坏的加热棒。(伴热管线确认加热丝断后,全管须更换) |
|
4.温度控制器温度报警类型、报警点设置不当。 |
正确设置温度控制器温度报警类型 |
|
5.电气连接 |
检查电气连接处于可靠状态 |
|
湿度报警 |
1.蠕动泵工作异常 |
更换蠕动泵泵管 |
2.储液罐储液满 |
清除储液罐中的水 |
|
3.管路中有冷凝水 |
清除管路中的水 |
|
4.湿度传感器电极短接 |
检查并更换电极 |
|
低流量报警 |
1.采样泵膜片损坏 |
更换采样泵膜片 |
2.气路中接头松动 |
检查确认各接头处于良好的密封状态 |
|
3.探头堵塞 |
清理探头滤芯或更换滤芯 |
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