案例分析


應(yīng)用背景
隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)粉塵顆粒物的排放的要求日益嚴(yán)格。而作為環(huán)保意識(shí)和技術(shù)都十分先進(jìn)的美國(guó)則有許多經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。自1970年代以來,隨著凈氣法案的實(shí)施,美國(guó)EPA為每個(gè)行業(yè)制訂了具體的排放標(biāo)準(zhǔn),粉塵顆粒物是嚴(yán)格監(jiān)控的污染物之一。然而依靠傳統(tǒng)的連續(xù)濁度監(jiān)測(cè)儀(COM)來測(cè)量固體顆粒物在氣體中的濃度是非常不準(zhǔn)確和不可靠的,所以在執(zhí)行顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)的過程中出現(xiàn)了很多爭(zhēng)議。例如在再生鉛熔煉行業(yè),位于Boss, Missouri的Doe Run再生鉛熔煉廠就陷入了這樣的困境:EPA為此廠制訂的顆粒物排放標(biāo)準(zhǔn)是濁度小于3% ,可是連續(xù)濁度監(jiān)測(cè)儀(COM)在濁度為10%以下并不能可靠工作,這樣不但顆粒物排放執(zhí)法失去了依據(jù),也給監(jiān)管部門和企業(yè)造成了矛盾。除此以外,由于連續(xù)濁度監(jiān)測(cè)儀(COM)反應(yīng)不夠靈敏和迅速,即使在排放標(biāo)準(zhǔn)濁度較高、濁度儀可提供有效數(shù)據(jù)的條件下,濁度儀也只能提供排放超標(biāo)處罰的依據(jù),而不能幫助企業(yè)及早發(fā)現(xiàn)除塵器故障,及時(shí)維護(hù),從而在根本上避免超標(biāo)排放事故的發(fā)生。
奧本系統(tǒng)公司于二十世紀(jì)七十年代首先開創(chuàng)微電荷(靜電)顆粒物感應(yīng)技術(shù),基于此項(xiàng)技術(shù)的粉塵濃度儀和除塵器泄漏檢測(cè)系統(tǒng)(BLD)于七十年代末、八十年代初就作為除塵器維護(hù)和優(yōu)化的工具而被廣泛采用。基于靜電顆粒物感應(yīng)技術(shù)的測(cè)塵設(shè)備有著靈敏度更高,檢測(cè)范圍更寬,響應(yīng)時(shí)間更短,更穩(wěn)定,更易于維護(hù),并且可檢測(cè)更小的顆粒(小于1 微米)等優(yōu)點(diǎn),所以工業(yè)界開始自下而上地要求使用除塵器泄漏檢測(cè)系統(tǒng)(BLD)補(bǔ)充和替代連續(xù)濁度監(jiān)測(cè)儀(COM)作為粉塵排放執(zhí)法標(biāo)準(zhǔn)。
1995 年,USEPA(美國(guó)環(huán)保署)頒布了再生鉛熔煉行業(yè)的MACT(最可行控制技術(shù))標(biāo)準(zhǔn),在該標(biāo)準(zhǔn)中 USEPA 要求在除塵器的運(yùn)行中必須使用以電荷感應(yīng)粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的除塵器泄漏檢測(cè)裝置(BLD)。MACT 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范代表了USEPA 官方首次承認(rèn)并推薦奧本微電荷粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)。自此之后,USEPA 相繼在近20 個(gè)行業(yè)的MACT(最可行控制技術(shù))標(biāo)準(zhǔn)中要求采用除塵器泄漏檢測(cè)裝置(BLD)。作為開創(chuàng)電荷感應(yīng)粉塵監(jiān)測(cè)技術(shù)的奧本公司,不但長(zhǎng)期以來一直為USEPA 提供專業(yè)建議,并且為USEPA 撰寫了《除塵器濾袋泄漏檢測(cè)指南》,而此指南至今仍是美國(guó)袋式除塵器泄漏檢測(cè)儀的官方執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。
使用除塵器泄漏在線檢測(cè)系統(tǒng)(BLD)來彌補(bǔ)以致替代連續(xù)濁度監(jiān)測(cè)儀(COM)有以下顯著的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益:
▲利用除塵器袋漏在線檢測(cè)系統(tǒng)(BLD),操作者可盡早發(fā)現(xiàn)除塵器故障,及時(shí)維護(hù),從而避免傳統(tǒng)濁度儀超標(biāo)報(bào)警。
▲根據(jù)電荷感應(yīng)粉塵監(jiān)測(cè)所提供的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),操作者可以隨時(shí)了解除塵器的性能,對(duì)布袋泄漏的位置進(jìn)行定位,優(yōu)化維護(hù)程序,減少布袋的使用量,從而降低除塵器的使用和維護(hù)成本。
▲環(huán)保監(jiān)管部門可以以法規(guī)限定除塵器操作者從袋漏報(bào)警到采取相應(yīng)措施的響應(yīng)時(shí)間,從而在根本上避免超標(biāo)排放事故發(fā)生,真正降低粉塵顆粒物的排放總量。
袋漏定位系統(tǒng)簡(jiǎn)介
奧本袋漏定位系統(tǒng)是奧本系統(tǒng)公司以自己的高靈敏度粉塵濃度傳感器為基礎(chǔ),結(jié)合在布袋除塵器行業(yè)的豐富經(jīng)驗(yàn),于上世紀(jì)90年代首先開發(fā)出來的新興技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)總線通訊技術(shù)的不斷加入,袋漏定位系統(tǒng)也逐步發(fā)展成為了集袋漏報(bào)警、定位、顯示、數(shù)據(jù)記錄、分析等強(qiáng)大功能的布袋除塵器運(yùn)行及維護(hù)管理系統(tǒng)。
袋漏定位技術(shù)是運(yùn)用粉塵傳感器檢測(cè)到的信號(hào),結(jié)合除塵器的工作原理,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和處理顯示的一種專業(yè)技術(shù)。該技術(shù)具有數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,數(shù)據(jù)存儲(chǔ),布袋檢測(cè)柱狀圖等功能特點(diǎn)。袋漏檢測(cè)技術(shù)能夠根據(jù)除塵器的工作原理定位到除塵器的每個(gè)箱體或布袋排,這樣可以在人工檢測(cè)到排放口出現(xiàn)濃煙超標(biāo)之前就找到粉塵泄漏的部位,然后在不停機(jī)的狀況下,更換這個(gè)箱體的布袋或查找其他漏風(fēng)的原因,防止了漏風(fēng)問題造成的其他布袋的損壞和排放超標(biāo)等一系列的問題。由于對(duì)故障區(qū)域可以精確定位,維護(hù)中并不需要把所有的布袋全部更換,從而節(jié)約布袋了的使用量,降低了工廠的生產(chǎn)成本,達(dá)到節(jié)能減排的目的。

袋漏定位系統(tǒng)原理
脈沖式布袋除塵器是通過在袋室頂部對(duì)每一排布袋依次噴吹壓縮空氣來實(shí)現(xiàn)清灰的。噴吹清灰過程在正常布袋的凈氣側(cè)也會(huì)造成局部的、暫時(shí)的粉塵濃度少量升高,而在布袋破損泄漏時(shí),噴吹清灰過程會(huì)使凈氣側(cè)的粉塵濃度大幅度上升。布袋除塵器出口總管粉塵流量是由每個(gè)箱體或每一排被清布袋凈氣側(cè)的泄漏粉塵匯聚而成的。通過監(jiān)測(cè)除塵器出口總管粉塵流量或濃度,我們就可以得到周期性的粉塵尖峰信號(hào),而尖峰信號(hào)的時(shí)間是與噴吹清灰脈沖的時(shí)間相對(duì)應(yīng)的。通過研究除塵器清灰的時(shí)序,奧本的袋漏定位系統(tǒng)可以把每個(gè)粉塵尖峰信號(hào)與特定的排或箱體對(duì)應(yīng)起來,根據(jù)尖峰信號(hào)的高度和回落時(shí)間來判斷袋漏的位置,如下圖所示。袋漏定位系統(tǒng)的組成
本系統(tǒng)由粉塵濃度傳感器系統(tǒng),自動(dòng)控制系統(tǒng),傳輸系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成。
傳感系統(tǒng):是袋漏檢測(cè)系統(tǒng)的精度的保證,故對(duì)此設(shè)備的要求檢測(cè)精度高,反應(yīng)靈敏的粉塵傳感器,并且在安裝現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)信號(hào)的處理具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
傳輸系統(tǒng):主要包括原始信號(hào)傳輸和數(shù)據(jù)傳輸兩個(gè)部分,信號(hào)傳輸需要避免震動(dòng)大,溫度高和強(qiáng)磁場(chǎng)范圍,保證信號(hào)的真實(shí)性。
自控系統(tǒng):自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由PLC和模塊組成,在袋漏檢測(cè)系統(tǒng)中主要擔(dān)負(fù)定位的功能數(shù)據(jù)采集和信號(hào)轉(zhuǎn)換,袋漏定位的準(zhǔn)確與否主要在這部分體現(xiàn)。
管理系統(tǒng):主要是通過軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,并以趨勢(shì)圖,柱狀圖等方式進(jìn)行顯示和數(shù)據(jù)記錄。

2、信號(hào)傳輸處理:
由于現(xiàn)場(chǎng)的清灰方式為脈沖清灰方式,所以需要將各開關(guān)量信號(hào)接入PLC,同時(shí)把粉塵濃度傳感器的信號(hào)接入PLC的模擬信號(hào)輸入接口。通過PLC的PC-PPI信號(hào)線,把數(shù)據(jù)上傳電腦,在電腦上通過專門的袋漏定位軟件進(jìn)行柱狀圖的方式顯示袋漏的情況和清灰的狀況。





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