鋼鐵企業環境在線監測技術方案

張麗

摘 要：講述了一套污染物排放自動化監測設備，免去人工維護，設備能自動正常運轉，使排放物中超標的指標得到及時有效地控制，節省人力資源，數據連續準確，設備維護量小。

關鍵詞：檢測儀；分析柜；PLC

中圖分類號：F7.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）08-0028-01

1 前言

近年來，隨著工業的發展，排放到空氣中的有害氣體和煙塵對空氣造成了嚴重的污染，損害人體健康。環境治理問題已成為制約經濟發展和社會穩定的重要因素，是政府不可回避的首要任務，重工業的生產是環境污染的一個重要來源，污染排放指標必須得到及時有效的控制。

2 存在的問題

我廠軋鋼加熱爐各污染物的排放量只是由人工定期在煙道的指定位置用儀器進行測量，并手動記錄和保存數據，由人工對設備進行清理和維護，落后的技術和不規范的數據已遠遠不能滿足目前我國對排放污染物監測和控制的要求。

3 解決方案及實施

提供一套污染物排放自動化監測設備，監控工業生產設備在正常運行時加熱爐排放的廢氣中所含有害物質是否符合排放標準的要求，由 PLC自動控制反吹系統，免去人工維護，使設備能自動正常運轉，PLC對數據進行處理后顯示在監測畫面上，供工作人員查看和分析，以便使排放物中超標的指標得到及時有效地控制，節省人力資源，數據連續準確，設備維護量小。

整套系統如圖1所示。

整套系統由采樣箱、粉塵檢測儀、流量檢測儀、溫度檢測儀、壓力檢測儀、流量檢測儀吹掃箱、分析柜、PLC、工控機、UPS電源幾大部分組成。從加熱爐煙道上部開三個孔分別焊接高腳法蘭座，每兩個孔之間相距600mm以上，用來安裝采樣箱（即采樣探頭箱）、粉塵檢測儀、流量溫度壓力檢測儀。PLC控制采樣箱內的電磁閥自動吹掃采樣探頭。在上述設備附近安裝流量檢測儀吹掃箱，PLC控制吹掃箱內電磁閥自動吹掃流量檢測儀的流速管。粉塵檢測儀的鏡頭始終吹掃，不被電磁閥控制。采得的樣氣和各檢測儀輸出的電流信號輸送到分析室中的分析柜，經氣體分析儀對樣氣進行分析輸出電流信號，進入PLC模擬量輸入模板，煙道的粉塵檢測儀、流量檢測儀、溫度檢測儀、壓力檢測儀將檢測到的模擬量信號都輸送給PLC模擬量輸入模板，PLC對信息進行處理后將所需的數據通過RS485串口送給工控機，將數據顯示在工控機的監控畫面上。

在采樣箱中將不銹鋼取氣導管通過開孔伸入煙道內1m處負責抽取樣氣，采樣箱內安裝儲氣罐、伴熱保溫裝置、采樣探頭、反吹電磁閥。儲氣罐接收氮氣以供采樣探頭、流量檢測儀流速管、粉塵檢測儀的吹掃。流量檢測儀吹掃箱內安裝正壓吹掃電磁閥、負壓吹掃電磁閥和差壓變送器。儲氣罐將氮氣經過正壓吹掃電磁閥和負壓吹掃電磁閥送給流量檢測儀的兩根流速管，兩個電磁閥接收PLC模擬量輸出信號。兩個電磁閥同時負責接收流量檢測儀正壓流速管和負壓流速管氣壓信號并其送給差壓變送器，差壓變送器計算正壓和負壓的差值，將其轉換成4～20mA電流信號，并將信號傳送給PLC的模擬量輸入模塊。

4 工作過程及其效果簡述

通過樣氣采集箱中的取氣導管抽取煙道中的樣氣，通過伴熱管輸送到分析柜中，樣氣先進入冷凝系統進行除濕以滿足氣體分析儀對樣氣的要求，再進入氣體分析儀進行分析，并將信號送入PLC。通過各檢測儀器測量煙氣中的顆粒物、溫度、壓力、流量、濕度，并將信號送入PLC。PLC將接收到的檢測儀和氣體分析儀的數據進行處理后通過RS485線纜傳送給工控機，顯示在監測畫面上。系統設計了對設備的自動吹掃功能，PLC定時控制電磁閥打開，自動啟動反吹系統，分別對采樣探頭和流量檢測儀的流速管進行吹掃。吹掃氮氣首先進入采樣箱中的儲氣罐，再通過電磁閥的控制對樣氣采樣探頭定期進行吹掃；通過流量檢測儀吹掃箱中的三通電磁閥對流量檢測儀的流速管進行吹掃，通常情況下流量檢測儀吹掃箱中的三通電磁閥處于關閉狀態，電磁閥由流量檢測儀到壓差變送器的氣路打開，另一氣路關閉，壓差變送器接收氣體信號并將其轉換成電流信號送給PLC，當PLC控制電磁閥打開時，由氮氣到流量檢測儀的氣路打開，另一氣路關閉，向流量檢測儀的流速管吹入氮氣；氮氣對粉塵檢測儀的鏡頭一直吹掃，不通過電磁閥控制。

5 本技術方案的優點

（1）PLC定時控制電磁閥打開，自動啟動反吹系統，分別對采樣探頭和流量檢測儀的流速管進行吹掃，每個電磁閥的定時周期可以根據吹掃的清潔程度手動調節，免去了人工定期檢查、定期吹掃，維護工作量減小，節約人工費用。（2）實時將數據傳輸給工控機數據監測軟件，數據監測軟件集數據采集、數據處理、數據保存、數據時實顯示、歷史數據查詢、報表打印功能于一體，為工作人員提供便利。（3）自動化程度的提高，使數據記錄和設備維護工作及時有效，減少設備故障發生概率，節約設備成本，大大提高經濟效益。

6 結語

采用這種自動化監測與管理技術對企業污染排放進行監控，使測得的數據更加精準及時，對排放控制更加有效。設備投入使用后企業污染排放量明顯降低，為國家的環境治理工作提供了有力的保障。

參考文獻

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