烟气连续在线监测系统使用说明书

烟气连续在线监测系统烟气连续在线监测系统烟气连续在线监测系统烟气连续在线监测系统 使用说明书使用说明书使用说明书使用说明书 深圳市瑞尔韦格科技有限公司深圳市瑞尔韦格科技有限公司深圳市瑞尔韦格科技有限公司深圳市瑞尔韦格科技有限公司 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 2 - 目目 录录 前前 言言.3 1 烟气连续在线监测系统介绍烟气连续在线监测系统介绍.3 1.11.1 概述概述 33 1.21.2 气态污染物连续监测系统气态污染物连续监测系统55 1.31.3 温压流，湿度连续监测子系统温压流，湿度连续监测子系统99 1.41.4 数据处理与通讯子系统数据处理与通讯子系统1010 2 系统的启动系统的启动 12 系统启动系统启动 1212 3 日常预防维护日常预防维护.12 3.13.1 校准失败校准失败 3.23.2 拆卸探头的程序拆卸探头的程序 3.33.3 检查和清洗探头检查和清洗探头 3.43.4 探头安装探头安装 2121 3.5 常见故障排查常见故障排查 4 日常操作日常操作.14 4.14.1 日常操作步骤日常操作步骤 4.24.2 气路控制器前面板显示气路控制器前面板显示 4.34.3 日常操作期间的最短停机时间日常操作期间的最短停机时间 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 3 - 前 言 对大气污染源排放的气态污染物（包括氮氧化物等）进行浓度和排放总量连续监测的装置， 被称为“烟气排放连续监测系统”或“烟气连续排放监测系统”。国际上通用称呼 CEMS（Continuous Emission Monitoring System）。 烟气排放连续监测系统不仅能用于排放达标监控和排污计量使用，同时还可以用于设备 （电厂、除尘、脱硫、锅炉燃烧工况）运行状态检查、故障诊断等。为了我们共同的蓝天，共 有的家园，为最终实现我国的大气污染防治计划，安装在线监测仪意义将显得更为重大！ 一一 烟烟气气连连续续在在线线监监测测 系系统统介介绍绍 1 1. .1 1 概概述述 烟气连续在线监测系统运用烟气红外采样、 皮托管 烟气流速测量及计算机网络通 讯技术，实现了固定污染源污染物排放浓度和排放总量的在线连续监测。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。 烟气连续在线监测系统（CEMS）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)气态污染物连续监测子系统（NO） 2)烟气含氧量、烟气流量、压力、温度，湿度等烟气参数连续监测子系统 3)数据处理与远程通讯系统 如以下示意图： 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 4 - 技术特性： 维护量小：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：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。 远程数据传输远程数据传输：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。 使用灵活：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。 强大的软件功能强大的软件功能：全中文界面，更便于使用与操作，包括模拟图、实时数据、折算数据、 累计数据、曲线、历史、报表等多种显示、处理、统计及存储打印功能更加方便了用户。 性能价格比高性能价格比高：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。 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 5 - 主要功能： 监测项目：监测项目： NO的浓度、烟气流速、烟气温度、烟气湿度、烟气含氧量等多项相关参数 及统计排放率、排放总量等。 显示功能：显示功能：全中文图形界面，可显示参数列表、实时曲线图、历史曲线图、历史数据、 报警画面、报表等。 打印功能：打印功能：定时打印和人工打印（包括画面、曲线、参数及报表）。 报警功能：报警功能：超限报警、事故报警。 历史数据：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。 数据传输：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GPRS进行远程数据 传输。 可扩展性：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：通讯接口：RS232/RS422/RS485 测量范围 1. 氮氧化物浓度 （02000）mg/m3 2. 烟气流速 （040）m/s 3. 含氧量 0%25% 4. 烟气温度 （0300） 5. 烟气压力 （ -5+5）kPa 1.21.2 气态污染物连续监测系统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（NO,O2 等） （9） PLC 控制系统 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 6 - 图 1 （1 1）取样探头）取样探头 用途：取样装置具有电加热伴热功能电加热伴热功能，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600 含尘量100g/m3 环境条件：-1545 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 25500mm、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。 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 7 - 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 120）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 2030。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： 材料：（与样品所流经的部分）全部为不锈钢 316。 外形尺寸： 采样管：500mm25 （长度可根据具体需要而定） 安装法兰套筒：管外径 70 ，套筒长度 300mm，加热功率 220V AC/500W 取样、反吹：8（连接管外径） 温度设定范围：1205 过温保护值： 150 密封材料：氟橡胶 （2 2）恒功率伴热带）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200 长度40 米 环境条件：-1545 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： 材料：采样管为聚四氟乙烯管，保温是石英棉，外皮是硅橡胶 外形尺寸： 48（长度可根据具体需要而定） （3 3）反吹控制箱）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见图 1 1。 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 8 - 环境条件：545 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： 材料：箱体是钢质喷塑，白色 外形尺寸： （4 4）过滤器）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： 材料：接头为 PVDF，过滤器为聚四氟乙烯 （5 5）冷凝器）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：540 2 工作原理： 冷凝系统采用高精硅片制成。冷阱温度控制在 5。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： 材料：箱体是钢质喷塑，白色。换热器：不锈钢 外形尺寸： （6 6）排水系统）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：540 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 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 9 - 蚀，堵塞现象，使用寿命更长。专利号： 3. 主要技术数据： 材料：液体接触部分都是非金属，耐腐蚀材质 （7 7）精密过滤器）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： 材料：PVDF,滤芯为陶瓷钢玉。 精度：0.1-0.2 m （8 8）红外气体分析仪）红外气体分析仪 用途：核心部件，分析 NOO2 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：540 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： 预热时间 5 分钟 重复性 1% 线性误差 1% FS 相应时间 20 秒 模拟输出 420mA DC （9 9）PLCPLC 控制系统控制系统 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：050 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： 继电器输出 RS485 接口 最多 7 种模块扩展 1.31.3 温压流，湿度连续监测子系统温压流，湿度连续监测子系统 烟气流速，压力变送器烟气流速，压力变送器 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 10 - 技术参数：技术参数： PTI系列皮托管流速计的一次元件皮托管采用先进工艺生产与检定，并配套有罗 斯蒙特（ROSEMOUNT）3051CD1型高精度传感器，经过温度压力补偿，使流量测量结果更加精确， 并符合国家相关环境保护标准规定。 适用范围：适用范围：PT1 系列皮托管流速计适用于测量蒸汽液体空气煤气等介质管速（被测 流体必须充满整个管道并单相连续流动）； 技术参数如下技术参数如下 测量范围：030 m/s 到 060m/s 可选； 测量精度：5%FS； 校验频率：12 个月； 响应时间：1S； 输出信号：420mA 开方比例电流（或选择线性输出），两线制； 差压（温度、压力）变送器电源：24VDC，两线制； 差压变送器过压极限：13.8MPa 反吹电磁阀电源：220VAC，50Hz； 压力变送器量程：-1010kPa 或其它订制量程； 温度变送器量程：0300或其它订制量程； 介质温度范围：-40500； 1.41.4 数据处理与通讯子系统数据处理与通讯子系统 DAS 数据处理与通讯子系统是烟气连续在线监测系统（CEMS）的主要组成部分。能采集和 处理来自各种仪器和传感器的模拟数据。该系统拥有高性能的软件，并为用户提供了适应各种 应用领域的灵活结构。 DAS 的硬件主要包括一台工控计算机、数据采集器。 1.4.11.4.1 工控机工控机 技术参数： 1. CPU：Intel 酷睿 2 双核 2.5G 2. 显示器：LG17 寸纯平彩色显示器 3. 硬盘：250G 4. 内存：1G 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 11 - 5. 端口：2 个标准串行口，1 个标准并行口 6. 光盘驱动器：52X 1.4.21.4.2 数据采集器数据采集器 组组 成成: 数据采集器由西门子 PLC S7-224 主机, EM231 模板,按钮及电磁阀组成.S7-224 是一类 可编程逻辑控制器.这一产品可以满足多种多样的自动化控制需要.由于具有紧凑的设计,良 好的扩展性以及强大的指令,使得 S7-224 可以近乎完美地满足小规模的控制要求.此外,丰 富的电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时,具有很强的适应性. 控制系统功能控制系统功能: : 1.S7-EM231 模板数据采集 实时连续采集分析仪送出的烟气数据;流速数据;烟尘浓度数据;烟气压力数据;烟气温 度数据等,并进行计算分析. 2.手动自动校准工作方式 自动执行每天定时进行零气标定,每周定时对 NO、O2分析仪进行跨度标定。手动时可 操作零标,跨标操作。 3. 自动清扫: 定时自动清扫流速探头 4. 自动排水: 每天进行自动排水 5. 通讯: 实时与本地显示屏通讯,实时与上位机通讯,接受上位机各种操作指令,将 实时数据与工作状态传送给上位机. 6. 软件具有友好的窗口式操作界面，用户即使只有很少的计算机操作经验，也能进行系统 的全部操作。 在系统的各种参数设置好后，就可以采集数据、进行特定的计算和处理，并将结果存在硬 盘中。大多数采集来的数据是经过标准平均计算的，但其它的计算和统计方法也是可用的。系 统的所有报告可以存储，可以非常容易地用在各种 Microsoft 的应用软件中。同时，软件有报 表存储，打印，趋势图，动画，WEB 等功能，满足不同需求 二二 系统的启动，调试系统的启动，调试 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 1 一一般规定 11 CEMS 的调试，应在建筑内部装修和系统施工结束后进行。 12 CEMS 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 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 12 - 确，并应按照调试程序进行。 13 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 2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 为 PLC，K3 伴热带，K4 探头 探头调试：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； 反吹箱调试：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 100-115左右 机柜机柜：自动方式自动方式 把“系统工作/停止”按钮拨到工作位，同时把“手动/自动”按钮拨到自动位，系 统就开始循环工作。系统采样 45 分钟，反吹 2 分钟。在自动状态下，系统自行进行 采样，反吹，排水，主机校零等工作。 手动方式手动方式 把“系统工作/停止”按钮拨到工作位，同时把“手动/自动”按钮拨到手动位，手 动调节“取样泵”，“反吹”。 主机调试主机调试：详见主机说明书。 DAS 调试调试：见软件操作说明书 三三 维护与维修维护与维修 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。 3.13.1 每周维护操作步骤每周维护操作步骤 1 操作内容操作内容 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。 注意： （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 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 13 - 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 CEMS 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 CEMS 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：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） 7. 测尘仪反吹风机空气过滤器 如下部件须要维护时发出请求：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 5. 流速计皮托管维护 6. 流速仪吹扫检查 维护时发出请求维护时发出请求 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，密封圈，密封垫 （1） 关闭 K4 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。 一定要小心，探头非常热。用力抽取过滤器。 深圳市瑞尔韦格科技有限公司 - 14 - （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，注意：一定要拧紧， 否则会出现漏气现象。否则会出现漏气现象。 （7） 按步骤安装滤芯过滤器。 （8） 闭合 K4 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. 四四 日常操作日常操作 这一章的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。 4.1日常维护：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。 4.24.2 校准失败校准失败 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