• 關鍵詞：                                                                環保監測                                                                二氧化硫                                                                ULTRAMAT                                                                23

• 摘要：環保形勢日趨嚴峻，環保自動監測系統運行重要性已經大大超越生產控制系統。文章結合多年來生產實際，從系統架構、數據計算、故障處理、維護建議等方面進行了詳細闡述，對做好冶金企業環保監測設備運行保障工作，具有一定的借鑒意義。

　　環境保護做為一項基本國策，已經從國家層面直至百姓日常生活越來越受到高度關切。對一個企業來說，環保工作可以說已經成為涉及到生死存亡的一個首要問題。環保形勢越來越嚴峻，對一個冶金企業更是巨大的挑戰，也是必須要做好的頭等大事。

　　我公司目前有十幾套煙氣在線自動監測系統，主要用來檢測二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等主要污染物。

　　一、環保監測系統結構

　　傳感器單元監測的數據信號和采集的樣氣通過通訊線路和采樣管線傳輸至測控單元，測控單元將監測獲得的模擬信號轉換為數字信號連同樣氣分析結果一起保存至PLC中。數據采集處理模塊（即PAS- DAS系統）通過通訊線路獲取PLC中的各類監測數據和系統狀態信號，進行計算和統計后顯示在用戶界面上，同時保存至數據庫管理系統中。根據管理部門要求，污染源在線自動監控數據采集傳輸儀定時讀取數據庫管理系統中保存的監測數據，并以無線發送方式傳輸至環保局監控平臺。

　　測控單元由傳感器單元、分析儀和控制裝置（如PLC）組成，與現場主控站數據采集處理模塊通訊由控制裝置完成。如：以S7200PLC為例，控制裝置S7200PLC按照MODBUS協議發送485信號數據，通過信號轉換器，把485數據轉換成232數據發送到現場主控站PAS-DAS煙氣監測軟件。

　　現場主控站由工控機和數據采集處理模塊、數據存儲模塊、數據轉發模塊組成。數據采集模塊（PAS-DAS 煙氣監測軟件）把測控單元發來的數據進行各種顯示，如數據顯示、棒圖顯示、實時曲線顯示等，同時把數據存儲到數據存儲模塊。數據轉發模塊讀取數據存儲模塊中的數據按照監控平臺協議通過有線網絡或無線傳輸儀把數據轉發到監控平臺。

　　二、PAS- DAS系統軟件中的數據計算

　　A．皮托管法煙氣流速 Vs的按式（1）計算：

　　Vs = Kv * Vp     (1)

　　式中：Kv--速度場系數

　　Vp --測定斷面某一固定點或測定線上的濕排氣平均流速m/s

　　Vs --測定斷面的濕排氣平均流速

　　B．煙氣流量的計算

　　實際工況下的濕煙氣流量Qs按式（2）計算：

　　Qs = 3600 * F * Vs           (2)

　　式中：

　　Qs—實際工況下濕煙氣流量，m3/h；

　　F—測定斷面的面積，m2。

　　標準狀態下干煙氣流量Qsn按式（3）計算：

　　Qsn = Qs * 273/(273+ts)*(Ba+Ps)/101325 *(1-Xsw)    (3)

　　式中：

　　Qsn—標準狀態下干煙氣流量，m3/h；

　　Ba—大氣壓力，Pa；

　　Ps—煙氣靜壓，Pa；

　　ts—煙氣溫度，℃；

　　Xsw—煙氣中含濕量，%

　　三、主分析儀ULTRAMAT 23及氣體預處理部件

　　ULTRAMAT 23主要用來檢測二氧化硫和氮氧化物，是分析系統的核心儀表。它采用NDIR（不分光紅外）法，可連續而且高選擇性地測量紅外吸收光譜在2-9ΜM的一種或多種紅外吸收型氣體組份最多3種。這種光學方法是對非分散紅外的吸收為基礎的。該分析儀具有獨特的使用周圍空氣進行自動校準功能。而且每年只需使用標定氣體檢定一次。

　　煙氣經過采樣探頭（SP）和電加熱采樣管線由取樣泵（DP1）抽取至分析儀表柜。

　　采樣探頭（SP） ：是一種能自行加熱并實施溫控的采樣裝置。由連接法蘭（DN65，PN6）探頭取樣、過濾器（碳化硅陶瓷 2?m 孔隙）、 加熱裝置、溫控器組成。該裝置與樣品氣接觸的部分全部采用1Cr18Ni9Ti 不銹鋼材料加工制成，高溫條件下抗腐蝕性能力很強。在計上將溫控器與主體一體化計，結構緊湊，操作方便。過濾器濾芯更換時可將其從裝置中整體拉出，大大地縮短了維護更換的時間，并降低了勞動強度。該裝置除設有一個樣氣輸出口處，還設有一個可復用的反吹口，其反吹（清掃）是指用清潔的壓縮空氣，吹掃附在管筒過濾器外表面的浮塵，將其吹掃回煙道內。

　　取樣管線：由 PTFE 樣氣管、電伴加熱帶、保溫層及外防護層組成。采用 PT100鉑電阻測溫通過溫控器控制加熱溫度。為保證從取樣點及分析柜傳輸樣氣過程中不出現樣氣冷凝現象， 避免 SO2 損失。

　　樣氣過濾：樣氣過濾主要通過探頭過濾器（2?m 孔隙）來完成，分析柜內的保護過濾器 FF1 主要起監視作用。

　　樣氣除水：樣氣進入分析柜后，通過壓縮機冷凝器（CGC）來對樣氣進行快速冷凝，經過壓縮機冷凝器后的樣氣將滿足分析器的進樣要求。蠕動泵（M12）用于冷凝水的排放。

　　壓縮機冷凝器的控制溫度設定在＋5℃±2℃，當其冷凝溫度不在設定范圍時，將輸出報警接點，這時 PLC會控制取樣泵關斷，以避免濕樣氣進入分析儀。從而對分析儀的單元部件造成污染。

　　分析柜系統操作狀態有：維護狀態和運行狀態兩種；測量/校準有零點校準和量程校準兩種。

　　四、問題解決

　　問題1：報表導出數據行列錯亂；

　　解決：PAS- DAS版本過低，老版本文字編碼格式與OFFICE文件不統一，目前解決辦法為升級軟件系統。

　　問題2：400燒結二系列NOx參數無法在主控室顯示；

　　解決：變量或者標簽設置有問題，需要重新上裝程序，找到對應的標簽重新設置。

　　問題3：數據無法傳輸到環保局監控平臺；

　　解決：檢查計算機內日報表是否正常，如不正常，應重點檢查采集網卡設置參數是否正確或網卡是否硬件損壞；如報表生成正常，則應檢查無線發射數據采集儀，可重新啟動或通過編程器檢查內設程序。

　　問題4：二氧化硫、氮氧化物數據超標；

　　解決：用標準樣氣對分析儀進行標定，如仍不正常，需要測量室內溫度。按照規定，分析儀室內應配備空調，室內溫度過高，會造成二氧化硫、氮氧化物數據超標。

　　五、維護建議

　　1．取樣探頭：每1個月檢查一次探頭過濾器。可采用壓縮空氣對其進行吹掃清洗（濾芯內側）。如濾芯嚴重堵塞或裂縫請及時更換。嚴禁在不安裝探頭過濾器的情況下使用取樣探頭，否則將導致探頭及采樣管線的嚴重堵塞，導致清洗工作非常困難。嚴禁在不關斷探頭加熱電源的情況下更換濾芯，以免造成對人體的傷害。

　　2．采樣管線：注意不要使重物體壓在管線上，或人員踩踏，以避免內部取樣管與加熱帶精密接觸而造成取樣管損壞。若取樣管損壞，將難以修復，必須更換。當系統意外出現取樣管堵塞時，采用人工的方法對其清洗疏通，同時應保護人身安全及系統設備。

　　3．取樣泵：當采樣氣體流量降低時，應檢查調節針閥（RV1）和取樣泵膜片。必要時可清洗或更換。

　　4．保護過濾器：當有水汽或粉塵物通過保護過濾器時，保護過濾器中的濾紙會變色，這時應予以更換濾芯。如果保護過濾器濾芯變色較快，應對過濾器前級氣路進行檢查，原因可能是探頭過濾器失效，致冷器工作失常所致。每六個月更換一次保護過濾器濾芯。

　　5．保持分析儀室內空氣干燥、清潔，確保廢氣不滯留以免影響零點校準。

作者：王萍

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