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煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文第1篇

【關(guān)鍵詞】CEMS；火電廠；重要性

1 CEMS系統(tǒng)的發(fā)展

國(guó)外從上個(gè)世紀(jì)五六十年代開(kāi)始，就在化工廠、水泥廠和燃煤電站等裝置煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以監(jiān)控排放的污染物的濃度。能夠生產(chǎn)CEMS系統(tǒng)設(shè)備的廠家基本集中在英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，其生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也都以美國(guó)的EPA為基準(zhǔn)。直到六十年代末，美國(guó)發(fā)現(xiàn)了熒光檢測(cè)技術(shù)，德國(guó)設(shè)計(jì)了不透明度光學(xué)系統(tǒng)，以及環(huán)境分析儀和現(xiàn)場(chǎng)分析儀的發(fā)明都為CEMS技術(shù)的成熟奠定了基礎(chǔ)。于是，第一臺(tái)CEMS設(shè)備誕生于1971年的美國(guó)。1975年，美國(guó)制定了嚴(yán)格的系統(tǒng)性能技術(shù)指標(biāo)，對(duì)于某些工廠的排放源頭予以強(qiáng)制性安裝CEMS的規(guī)范，就此該系統(tǒng)才逐漸的普及開(kāi)來(lái)。隨后1990年的清潔空氣的法案的修整、1995年的酸雨計(jì)劃、2003年的氮氧化物排污交易計(jì)劃、2009年的清潔空氣州際法等一系列的法案的出臺(tái)或者修整都在逐步的完善了美國(guó)乃至世界的CEMS的應(yīng)用。

2 CEMS系統(tǒng)工作原理

CEMS（煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）用于連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)固定污染源的污染物排放濃度。將儀器安裝在污染源上，實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)污染物的排放濃度和排放量，同時(shí)，將監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)傳送到環(huán)保監(jiān)控中心。該系統(tǒng)主要包括了4個(gè)子系統(tǒng)，分別是氣態(tài)污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、顆粒污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煙氣排放參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、系統(tǒng)控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。每一個(gè)子系統(tǒng)都有多種監(jiān)測(cè)測(cè)量技術(shù)，技術(shù)不同，工作原理和過(guò)程不同。下面將以氣態(tài)污染物和顆粒污染物的監(jiān)測(cè)為例，選擇一種方法作為代表進(jìn)行分析。

氣態(tài)污染物的監(jiān)測(cè)采樣方式有，抽取采樣法和直接測(cè)量法，國(guó)內(nèi)電廠主要使用直接測(cè)量法。直接測(cè)量法又分為點(diǎn)測(cè)量和線測(cè)量?jī)煞N。點(diǎn)測(cè)量是將傳感器安裝在探頭端部，探頭直接插入煙道，使用電化學(xué)或光電傳感器聿飭拷閑》段內(nèi)的污染物濃度。線測(cè)量是將傳感器和探頭直接安裝在煙道或者煙囪上，再利用光譜分析技術(shù)或者是激光技術(shù)來(lái)對(duì)被測(cè)物進(jìn)行長(zhǎng)距離直線型的在線測(cè)量。該項(xiàng)技術(shù)主要基于光譜學(xué)和光學(xué)，在CEMS系統(tǒng)中的使用占率約為10%。

顆粒污染物的監(jiān)測(cè)中的方法有濁度法和光散射法，光散射法是國(guó)內(nèi)主要使用的方法，光學(xué)部分包括激光光源、功率控制、光電傳感、散射光接收部分。原理是激光器發(fā)出的650nm束以一個(gè)微小的角度射入排放源，激光束與煙塵粒子作用產(chǎn)生散射光，背向散射光通過(guò)接受系統(tǒng)進(jìn)入傳感器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)進(jìn)行處理。

3 CEMS系統(tǒng)在各個(gè)工廠中的應(yīng)用

CEMS系統(tǒng)的運(yùn)用十分廣泛，主要集中在城市的工廠。包括化工廠、水泥廠、發(fā)電廠等會(huì)產(chǎn)生空氣污染物的單位。在石油化工廠中，CEMS系統(tǒng)主要安裝在硫磺回收生產(chǎn)裝置煙氣排放口、動(dòng)力站鍋爐煙氣匯總排放口、催化裂化生產(chǎn)裝置煙氣排放口和常減壓生產(chǎn)裝置煙氣排放口。在這四個(gè)出口處對(duì)于污染氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在水泥廠中，CEMS系統(tǒng)主要安裝在窯尾回轉(zhuǎn)窯引風(fēng)機(jī)后煙道，對(duì)于在水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵，以及會(huì)污染環(huán)境的氣體進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。

CEMS（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）在火力發(fā)電廠中重要用于發(fā)電機(jī)組污染物排放的濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。主要是測(cè)量火電廠污染物中煙塵的濃度、二氧化硫的濃度、二氧化氮的濃度、氧的濃度等，以及煙氣的溫度、濕度、流量等。在火電廠中，CEMS系統(tǒng)主要運(yùn)用在脫硫工程的監(jiān)控和污染物排放過(guò)程的監(jiān)控。國(guó)內(nèi)的脫硫主要是濕法脫硫，是將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣達(dá)到一定飽和度后，結(jié)晶形成二水石膏。經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水，使其含水量小于10%，然后用輸送機(jī)送至石膏貯倉(cāng)堆放，脫硫后的煙氣經(jīng)過(guò)除霧器除去霧滴，再經(jīng)過(guò)換熱器加熱升溫后，由煙囪排入大氣。由于吸收塔內(nèi)吸收劑漿液通過(guò)循環(huán)泵反復(fù)循環(huán)與煙氣接觸，吸收劑利用率很高，鈣硫比較低，脫硫效率可大于95%。當(dāng)二氧化硫的排放濃度較低時(shí)，則減少石灰石補(bǔ)給量。除了鍋爐內(nèi)，還可以用于鍋爐尾部煙氣的脫硫。通常安裝2套CEMS系統(tǒng)對(duì)原煙氣和凈煙氣分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

4 CEMS系統(tǒng)在合肥第二發(fā)電廠的投運(yùn)

以合肥第二發(fā)電廠為例闡述CEMS系統(tǒng)在火電廠的投運(yùn)中的具體效果。合肥第二發(fā)電廠建于1997年，是一所中外合資投建的以燃煤為原料的火力發(fā)電廠。脫硫CEMS系統(tǒng)改造工程，采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，于2008年底開(kāi)工建設(shè)，2009年09月先后通過(guò)168試運(yùn)，30日通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。 該發(fā)電廠除了給安徽合肥乃至周邊地區(qū)提供穩(wěn)定的供電之外，還屢次獲得國(guó)內(nèi)的重要獎(jiǎng)項(xiàng)，是該行業(yè)的典范。在污染物排放的處理上依靠CEMS系統(tǒng)技術(shù)一直符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于合肥城市空氣質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)起到了重要作用。合肥第二發(fā)廠一期二期工程從開(kāi)始運(yùn)營(yíng)至今，沒(méi)有在污染物的排放上遭到國(guó)家的處罰，一直都嚴(yán)格遵照并且符合國(guó)家火電廠廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，這其中，CEMS系統(tǒng)的運(yùn)用具有十分重要的作用。并且運(yùn)行多年一直很穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)于污染物濃度的監(jiān)控極其穩(wěn)定，不會(huì)造成嚴(yán)重的誤差。合肥多年來(lái)的空氣質(zhì)量一直在改善當(dāng)中，這和CEMS系統(tǒng)在相關(guān)工廠的裝配和運(yùn)用有必然關(guān)系。

5 CEMS系統(tǒng)在火電廠中的重要性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)用電和生活用電的總需求越來(lái)越多，也就是需要更多的發(fā)電廠來(lái)發(fā)電。但是我國(guó)目前礙于能源結(jié)構(gòu)的關(guān)系，傳統(tǒng)的火力發(fā)電廠仍然占據(jù)主要地位?；鹆Πl(fā)電廠帶來(lái)的最大的問(wèn)題就是污染嚴(yán)重。我國(guó)的空氣質(zhì)量每況愈下，尤其是北方，以煤炭燃料為主的城市，全年空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的天數(shù)占了絕大多數(shù)。所以這一問(wèn)題已經(jīng)到了必須解決的地步。CEMS（煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）的運(yùn)用在一定程度有助于改善這一現(xiàn)狀。

城市CEMS系統(tǒng)的使用的普及和常態(tài)化，可以正確的監(jiān)測(cè)火電廠在發(fā)電過(guò)程中排放的污染源中污染物的濃度和總量，從而通過(guò)煙氣凈化裝置進(jìn)行脫氮、脫硫、除塵等措施來(lái)降低乃至去除污染物濃度，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)城市環(huán)境和空氣狀況。CEMS系統(tǒng)的重要作用就是監(jiān)測(cè)控制，保證城市內(nèi)所有的火電廠生產(chǎn)狀況都能夠在穩(wěn)定的監(jiān)控下進(jìn)行，讓管理層全面的、正確的掌握污染源的排放狀況。有助于為環(huán)保單位的決策提供技術(shù)幫助和參考，為國(guó)家對(duì)排污企業(yè)的控制和收費(fèi)提供依據(jù)，完全有利于生態(tài)城市的建設(shè)。

CEMS系統(tǒng)按照測(cè)量方式劃分可以分為三類(lèi)，分別是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、抽取式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和遙測(cè)系統(tǒng)。它打破了傳統(tǒng)的人力監(jiān)測(cè)方式帶來(lái)的弊端，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)節(jié)省了人力物力，同時(shí)也能保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量。以計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在火電廠污染物排放濃度的監(jiān)測(cè)中也規(guī)避了人力監(jiān)測(cè)容易產(chǎn)生失誤的弊端，提高了監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

[1]楊威.煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（CEMS）在環(huán)境管理中的應(yīng)用研究[D].大連理工大學(xué)，2013.

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】變壓器；局部放電；除噪技術(shù)

1.引言

大型電力變壓器是電力系統(tǒng)的核心設(shè)備，其運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響著電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，在電網(wǎng)設(shè)備整個(gè)壽命周期的管理中，及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況是至關(guān)重要的。電力變壓器絕緣狀態(tài)的逐漸惡化是由電氣，化學(xué)和機(jī)械應(yīng)力所引起的局部放電（PD）導(dǎo)致的。目前，人們正加強(qiáng)對(duì)變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究，而變壓器局部放電監(jiān)測(cè)就是在線監(jiān)測(cè)的方法之一。局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括傳感器以及實(shí)現(xiàn)控制和通信功能的軟件，可對(duì)變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)控，具有靈敏度高并同時(shí)可對(duì)變壓器內(nèi)部局部放電進(jìn)行定位的特點(diǎn)，為變壓器實(shí)現(xiàn)定期檢修向狀態(tài)檢修的過(guò)渡提供了有利條件。

由于變壓器運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)有大量的干擾信號(hào)，這將會(huì)影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可信度，因此我們要對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行除噪?，F(xiàn)今已出現(xiàn)不少的除噪技術(shù)，都有一定的可行性，但是也有局限性，我們還需要進(jìn)一步探尋更有效的除噪方法來(lái)滿足要求。

2.局部放電機(jī)理

局部放電是在電場(chǎng)的作用下，變壓器中的局部區(qū)域發(fā)生放電，但沒(méi)有造成整個(gè)擊穿的現(xiàn)象。造成變壓器局部放電的根本原因是材料組成的不同，電介質(zhì)分布的不均勻及電場(chǎng)分布的不均勻，這種情況下易導(dǎo)致變壓器部分區(qū)域超過(guò)其平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)，發(fā)生擊穿放電現(xiàn)象，而此時(shí)其它區(qū)域仍然保持絕緣特性，于是就形成了局部放電的現(xiàn)象。

變壓器局部放電檢測(cè)有電監(jiān)測(cè)法和非電監(jiān)測(cè)法兩類(lèi)，變壓器局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由：傳感器、高速數(shù)據(jù)采集器、信號(hào)濾波處理器、通信系統(tǒng)構(gòu)成。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)圖見(jiàn)圖1。

3.局部放電在線監(jiān)測(cè)方法和定位

變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)方法主要有以下幾種。

（1）脈沖電流法。脈沖電流法是開(kāi)始最早、應(yīng)用最廣泛的局放檢測(cè)方法。當(dāng)有局部放電時(shí)，產(chǎn)生的高頻脈沖電流可用羅可夫斯基線圈通過(guò)檢測(cè)變壓器中性點(diǎn)、外殼接地線或套管末屏接地線處的脈沖電流來(lái)測(cè)量，或用監(jiān)測(cè)器捕獲變壓器高壓套管抽頭連接處的脈沖電流。

（2）超聲波檢測(cè)法。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，不僅產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，同時(shí)還產(chǎn)生超聲波信號(hào)，可通過(guò)同時(shí)產(chǎn)生的超聲波信號(hào)和電信號(hào)判斷變壓器內(nèi)部的絕緣狀況。

（3）光測(cè)法。在變壓器油中，放電產(chǎn)生脈沖電流同時(shí)伴隨發(fā)光發(fā)熱現(xiàn)象。光測(cè)法是利用光電探測(cè)器捕獲局部放電產(chǎn)生的光輻射信號(hào)，將截取的光輻射信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)經(jīng)放大處理送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

（4）化學(xué)法。化學(xué)法通過(guò)分析變壓器油分解產(chǎn)生的各種氣體的組分和濃度來(lái)確定故障（電性故障、熱性故障）狀態(tài)，當(dāng)變壓器內(nèi)部局部放電時(shí)，變壓器油會(huì)分解出C2H6， C2H4，C2H2，CH4，CO，H2等特征氣體。不同的故障類(lèi)型產(chǎn)生氣體的種類(lèi)及各組分的濃度不同。

（5）超高頻檢測(cè)法。鑒于傳統(tǒng)的局部放電檢測(cè)方法還存在一些存在不足，現(xiàn)今又出現(xiàn)了一種新的檢測(cè)方法—超高頻檢測(cè)法。它通過(guò)檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的超高頻電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)和定位，并具有抗干擾的功能。

基于目前常用到的監(jiān)測(cè)方法是脈沖電流法、超聲波檢測(cè)法和超高頻檢測(cè)法。本文研究了以局部放電測(cè)量技術(shù)為核心，利用電脈沖、超聲波、超高頻綜合檢測(cè)方法的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它可對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)并完成數(shù)據(jù)記錄，當(dāng)變壓器內(nèi)局部放電信號(hào)超過(guò)預(yù)定值時(shí)，自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

局部放電在線監(jiān)測(cè)除了要檢測(cè)局部放電量，還需判斷放電的位置，以方便做出決策。常用的局部放電定位方法有以下三種。

（1）超聲定位法?？赏ㄟ^(guò)測(cè)量超聲波的大小及超聲波傳播的時(shí)延來(lái)確定局放源的位置。

（2）電—聲聯(lián)合定位法。根據(jù)電信號(hào)和超聲波信號(hào)到達(dá)監(jiān)測(cè)器的時(shí)差大小，推測(cè)變壓器內(nèi)部局部放電的位置。

（3）電氣定位法。通過(guò)測(cè)量變壓器繞組首末端電壓，可判斷出放電位置。

4.局部放電除噪技術(shù)

在變壓器局部放電監(jiān)測(cè)過(guò)程中，局部放電去噪是重要的環(huán)節(jié)之一。干擾按時(shí)域信號(hào)特征可分為窄帶周期性干擾、白噪聲干擾和脈沖型干擾三種。帶有混合干擾的局部放電信號(hào)就如圖2所示，難以給變壓器故障診斷提供數(shù)據(jù)支持。有人提出可用非線性的數(shù)學(xué)形態(tài)濾波器抑制窄帶周期性干擾；用小波分析來(lái)抑制白噪聲干擾；用時(shí)域開(kāi)窗法、聚類(lèi)分析法來(lái)識(shí)別和抑制周期型脈沖干擾。利用除噪技術(shù)將混合干擾移除后，局部放電信號(hào)便清晰可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)對(duì)此數(shù)據(jù)的處理，送入智能診斷系統(tǒng)，最后可得出故障診斷結(jié)果。理想的局部放電信號(hào)如圖3所示。

5.軟件設(shè)計(jì)

最后，本文通過(guò)C#編程設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件，通過(guò)登陸軟件可以完成通信和數(shù)據(jù)的處理。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)、可實(shí)現(xiàn)報(bào)警設(shè)置、故障診斷以及歷史查詢等功能，下列舉采樣界面如圖4所示。

6.結(jié)語(yǔ)

脈沖電流法是目前唯一一個(gè)有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的局放監(jiān)測(cè)方法，而超聲波法和超高頻法在局部放電監(jiān)測(cè)的定位中占有優(yōu)勢(shì)，這三種方法是目前應(yīng)用最多的方法。但是它們各自仍然存在一些問(wèn)題，故利用超聲波、脈沖電流法、超高頻綜合檢測(cè)的方法可揚(yáng)長(zhǎng)避短。局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將朝著采用多通道數(shù)據(jù)采集，對(duì)放電電信號(hào)、超聲波信號(hào)、天線信號(hào)等多種類(lèi)型的信號(hào)進(jìn)行綜合處理的方向發(fā)展，并可通過(guò)電話網(wǎng)、手機(jī)網(wǎng)、Internet網(wǎng)實(shí)現(xiàn)異地?cái)?shù)據(jù)傳輸、異地設(shè)備操控，進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)、運(yùn)行狀態(tài)分析和診斷，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在局部放電工程研究方面做了很多工作，但在基礎(chǔ)理論方面的研究還較少，與國(guó)外相比還存有很大差距，所以仍待于發(fā)展完善。

參考文獻(xiàn)

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煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文第3篇

輸變電設(shè)備的外絕緣性能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行安全具有重大影響。電力系統(tǒng)中大量使用的絕緣子，其表面污染并受潮將嚴(yán)重影響絕緣子的電氣特性以致絕緣子表面積累的污物受潮時(shí)引起絕緣擊穿閃絡(luò)，影響輸變電設(shè)備運(yùn)行的可靠性，危及電網(wǎng)的運(yùn)行安全。輸變電設(shè)備污閃事故在全國(guó)電網(wǎng)時(shí)有發(fā)生，特別是2001年初，東北、華北和河南電網(wǎng)大面積污閃事故給電力生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。

預(yù)防污閃事故的發(fā)生對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行具有極其重要的意義。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家研究，造成污閃事故的主要原因有三：其一我國(guó)的環(huán)境污穢水平發(fā)展快，這與各地工業(yè)結(jié)構(gòu)有關(guān)：其二電氣設(shè)備的絕緣水平達(dá)不到當(dāng)?shù)匚鄯x等級(jí)要求：其三電力部門(mén)缺乏對(duì)設(shè)備污穢檢測(cè)的有效技術(shù)手段。通常情況下，為了及時(shí)消除事故隱患，運(yùn)行部門(mén)需要定期對(duì)絕緣子進(jìn)行監(jiān)測(cè)。國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定，輸、變電設(shè)備外絕緣污穢等級(jí)的劃分應(yīng)綜合考慮污閃特征、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合其表面污穢物的鹽密來(lái)確定。因此，鹽密是其中唯一可以定量的參數(shù)。目前，輸、變電設(shè)備外絕緣配置的原則是按部頒GB／T16434為依據(jù)執(zhí)行，并按經(jīng)審定的污區(qū)分布圖及時(shí)調(diào)整，審定污區(qū)分布圖時(shí)，繪制和修訂的重要依據(jù)是整理、分析歷年的鹽密測(cè)量數(shù)據(jù)，同時(shí)，根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中所見(jiàn)4量到的鹽密，指導(dǎo)輸電線路的清掃周期。由此可見(jiàn)，鹽密的測(cè)量對(duì)電力部門(mén)的生產(chǎn)及安全，具有極其重要的意義。

目前電力部門(mén)廣泛采用的等值鹽密法是基于每年清掃的基礎(chǔ)上標(biāo)定污穢等級(jí)的方法。該方法雖然操作簡(jiǎn)單，但仍要堅(jiān)持人員的專(zhuān)業(yè)化、儀表的可靠性、測(cè)試工作的制度化，還需要停電或上桿(塔)工作，所需投人人力、物力巨大，具有很大的局限性；這種方法對(duì)于積污速度的影響考慮也不夠全面，不能準(zhǔn)確地指導(dǎo)外絕緣爬距比的合理配置，且測(cè)量結(jié)果分散性較大，很難合理確定測(cè)量周期。此外，全國(guó)高電壓工作網(wǎng)防污閃工作組目前已明確提出以飽和鹽密為基礎(chǔ)修訂污區(qū)分布圖，而使用傳統(tǒng)方法無(wú)法獲得設(shè)備的飽和鹽密。

鑒于上述原因，武漢高壓研究所與武漢康普常青軟件技術(shù)有限公司開(kāi)展了使用光傳感器測(cè)量鹽密的研究，以期獲得實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的鹽密測(cè)量新方法。經(jīng)過(guò)河南新鄉(xiāng)及廣州供電公司的實(shí)地監(jiān)測(cè)效果表明，光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)適宜絕緣子污穢監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行絕緣子等值鹽密的在線連續(xù)測(cè)取，是一種方法科學(xué)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的測(cè)量手段。所監(jiān)測(cè)的飽和鹽密可以為電力系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備污區(qū)分布圖的繪制及修訂提供可靠的依據(jù)：所監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)鹽密值，可以使電力部門(mén)隨時(shí)、方便地了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)運(yùn)行設(shè)備的積污情況，從而指導(dǎo)電力部門(mén)對(duì)輸變電設(shè)備進(jìn)行清掃，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸變電設(shè)備防污工作的狀態(tài)檢修，對(duì)防止污閃事故發(fā)生具有重大意義。

2　光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心兩部分組成，是一種智能化大范圍遠(yuǎn)程分布式鹽密實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)組網(wǎng)十分方便，并可提供監(jiān)測(cè)中心多級(jí)管理功能，實(shí)現(xiàn)在不同位置同時(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)采集終端安裝在送電線路桿(塔)或變電站絕緣子附近，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)污穢物(鹽密)、溫度、濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)短信方式，向監(jiān)測(cè)中心發(fā)送。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心完成對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。

2.2監(jiān)測(cè)原理

光傳感器測(cè)量鹽密是基于介質(zhì)光波導(dǎo)中的光場(chǎng)分布理論和光能損耗機(jī)理。置于大氣中的低損耗石英棒是一個(gè)以棒為芯、大氣為包層的多模介質(zhì)光波導(dǎo)。在石英棒上無(wú)污染時(shí)，由光波導(dǎo)中的基模和高次模共同傳輸光的能量，其中絕大部分光能在光波導(dǎo)的芯中傳輸，但有少部分光能將沿芯包界面的包層傳輸，光波傳輸過(guò)程中光的損耗很小。當(dāng)石英玻璃棒上有污染時(shí)，由于污染物改變了高次模及基模的傳輸條件：同時(shí)，污染粒子對(duì)光能的吸收和散射等產(chǎn)生光能損耗：通過(guò)檢測(cè)光能參數(shù)可計(jì)算出傳感器表面鹽份多少。由于傳感器與絕緣子串處于相同環(huán)境，因此，通過(guò)計(jì)算可得出絕緣子表面的鹽密值。光傳感器測(cè)量鹽密的原理見(jiàn)圖1。

2.3系統(tǒng)功能

(1)功能一：實(shí)時(shí)鹽密電子地圖(參見(jiàn)圖2)。監(jiān)測(cè)中心提供實(shí)時(shí)鹽密電子地圖。電子地圖的繪制遵循原國(guó)家電力公司國(guó)電安運(yùn)f1998]223號(hào)文關(guān)于修訂《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖》的通知中《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖規(guī)定》，同時(shí)污區(qū)的分級(jí)參考了《高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：GB／T16434-1996，在鹽密電子污區(qū)分布圖中不同電壓等級(jí)的高壓線和不同級(jí)別污區(qū)的劃分及著色均遵循該標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)時(shí)鹽密電子地圖用來(lái)在監(jiān)測(cè)中心工作站上實(shí)時(shí)反映監(jiān)測(cè)終端采集到的鹽密和其它相關(guān)數(shù)據(jù)，信息可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)刷新。運(yùn)行部門(mén)可用來(lái)監(jiān)測(cè)輸變電設(shè)備動(dòng)態(tài)變化的實(shí)時(shí)鹽密情況，為輸變電設(shè)備的清掃、評(píng)價(jià)外絕緣耐污能力、適時(shí)調(diào)爬提供依據(jù)。

(2)功能二：最大(飽和)鹽密電子地圖(參見(jiàn)圖3)。監(jiān)測(cè)中心提供最大(飽和)鹽密電子地圖，繪制原則同上。最大(飽和)鹽密電子地圖用來(lái)在監(jiān)測(cè)中心工作站上反映在數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端所安裝的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的最大鹽密值，為電力公司提供在污區(qū)分布圖繪制及絕緣配置方面的參考。

(3)功能三：繪制參考曲線(參見(jiàn)圖4)。在監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)分析軟件采用C語(yǔ)言編制，運(yùn)行在Windows平臺(tái)，對(duì)光傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，換算出實(shí)時(shí)鹽密值，最終產(chǎn)生鹽密值、溫度、濕度的參考曲線圖。可以使電力部門(mén)隨時(shí)、方便、直觀地了解監(jiān)測(cè)點(diǎn)輸變電設(shè)備的歷史鹽密變化情況，并可結(jié)合溫度、濕度與時(shí)間關(guān)系的信息分析監(jiān)測(cè)點(diǎn)輸變電設(shè)備的積污規(guī)律及自清洗率，作出相應(yīng)對(duì)策。

2.4監(jiān)測(cè)方式(參見(jiàn)圖5)

光傳感器輸變電設(shè)備鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端和數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心兩部分組成。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端安裝在送電線路桿(塔)或變電站絕緣子附近，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)污穢物(鹽密)、溫度、濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)GSM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以短信方式，向監(jiān)測(cè)中心發(fā)送。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心完成對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和處理。

2.5特點(diǎn)

(1)操作使用簡(jiǎn)便。監(jiān)測(cè)中心軟件界面友好，操作簡(jiǎn)單易學(xué)。

(2)系統(tǒng)維護(hù)容易。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)糾錯(cuò)功能，并具有系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)機(jī)制，系統(tǒng)還提供了遠(yuǎn)程維護(hù)功能。

(3)管理打印。系統(tǒng)提供了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、曲線、電子地圖的打印功能防電磁干擾。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端采用多層金屬屏蔽方式，充分保證了控制電路和通訊電路的安全可靠工作。

(4)設(shè)備防護(hù)。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端機(jī)箱封閉良好，具有防雷，防雨，防塵的功能。外形的設(shè)計(jì)有效的避免了高電場(chǎng)環(huán)境下，尖端集電、放電的影響。

(5)現(xiàn)場(chǎng)安裝維護(hù)方便。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端采用模塊化設(shè)計(jì)。上部為傳感器，太陽(yáng)能板：下部為主機(jī)控制箱，便于現(xiàn)場(chǎng)裝拆。

(6)充電電源。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)終端采用太陽(yáng)能電源進(jìn)行充電，可以確保設(shè)備的正常工作。

(7)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)中心。專(zhuān)門(mén)為鹽密監(jiān)測(cè)而配置的計(jì)算機(jī)，具有長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行、大型數(shù)據(jù)運(yùn)算等功能。

2.6應(yīng)用范圍

(1)輸變電線路(參見(jiàn)圖6)。根據(jù)GB／T16434-1996《高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級(jí)及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定原和國(guó)家電力公司國(guó)電安運(yùn)[1998]223號(hào)文關(guān)于修訂《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖》的通知中《電力系統(tǒng)污區(qū)分布圖規(guī)定》，鹽密測(cè)量按預(yù)防性規(guī)程納入絕緣監(jiān)督每年進(jìn)行。選擇鹽密監(jiān)測(cè)點(diǎn)，原則上輸電線路每5～10km選擇一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，遠(yuǎn)距城鎮(zhèn)的農(nóng)田、山丘可酌情選點(diǎn)：污穢嚴(yán)重、污染成份復(fù)雜地段和分散性大的宜酌情增加監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)中所測(cè)量到的鹽密值用來(lái)科學(xué)地指導(dǎo)安排輸電線路的清掃周期。

(2)變電站(參見(jiàn)圖7)。在變電站四個(gè)方向布置數(shù)據(jù)采集終端，監(jiān)測(cè)中心可置于變電站控制室或供電公司辦公樓內(nèi)。監(jiān)測(cè)中心工作站錄入了變電站中不同設(shè)備的外絕緣參數(shù)，根據(jù)監(jiān)測(cè)的鹽密值進(jìn)行實(shí)際設(shè)備外絕緣積污(鹽密)的計(jì)算，指導(dǎo)清掃、清污等工作。

3　實(shí)驗(yàn)案例

光傳感器絕緣子鹽密測(cè)試儀已于2003年始經(jīng)廣州供電公司羅郭線和瑞華線進(jìn)行了兩年的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，連續(xù)在線監(jiān)測(cè)絕緣子污穢并積累了大量數(shù)據(jù)(如表1和表2)。

3.1 羅郭線鹽密測(cè)量

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間：2004年8月10日-2005年8月20日

數(shù)據(jù)對(duì)比所用絕緣子：LXHY4-100

羅郭線鹽密測(cè)量數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2瓊?cè)A線鹽密測(cè)量

系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間：2004年10月3 13-2005年8月2日數(shù)據(jù)對(duì)比所用絕緣子，F(xiàn)C-100P／146U瓊?cè)A線鹽密測(cè)量數(shù)據(jù)如表2所列。

結(jié)果表明，光傳感器絕緣子鹽密在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)人工方法的相對(duì)數(shù)據(jù)在4.7％～9.27％之間，滿足系統(tǒng)的測(cè)量誤差小于10％的要求。

煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文第4篇

摘 要：在新形勢(shì)下，新疆電力建設(shè)步伐日漸加快，而變壓器是電力系統(tǒng)運(yùn)行中必不可少的關(guān)鍵性設(shè)備，隨之，變壓器介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及研制尤為重要。因此，該文客觀分析了變壓器介質(zhì)損耗，探討了FPGA狀態(tài)下變壓器介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：FPGA狀態(tài) 變壓器 介質(zhì)損耗 在線監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0060-02

1 變壓器介質(zhì)損耗

就變壓器介質(zhì)損耗來(lái)說(shuō)，是指在電壓、電場(chǎng)作用下，所產(chǎn)生的能量損耗，其體現(xiàn)在兩個(gè)方面。在電介質(zhì)中，存在電導(dǎo)，在電壓的不斷作用下，電流不斷泄漏，出現(xiàn)電導(dǎo)損耗。同時(shí)，在電場(chǎng)的不斷作用下，電介質(zhì)中的帶電質(zhì)點(diǎn)會(huì)根據(jù)電場(chǎng)具體變化，反復(fù)位移，再次排列，隨著各分子不斷摩擦，出現(xiàn)“極化損耗”現(xiàn)象。在介質(zhì)損耗作用下，線路中2/3電能已被轉(zhuǎn)化為熱能，絕緣熱量不斷聚集，導(dǎo)致變壓器溫度不斷升高，加快了其絕緣老化速度，進(jìn)而被燒壞，影響電力系統(tǒng)的“安全、穩(wěn)定”運(yùn)行，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)這種情況，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)FPGA狀態(tài)、變壓器介質(zhì)損耗，設(shè)計(jì)合理化的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)監(jiān)督變壓器介質(zhì)損耗情況，進(jìn)行針對(duì)性的處理，避免變壓器發(fā)生故障問(wèn)題，確保電力系統(tǒng)處于高效運(yùn)行中。

2 FPGA狀態(tài)下變壓器介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2.1 分析誤差

在設(shè)計(jì)變壓器介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者必須圍繞FPGA狀態(tài)，客觀分析一系列影響變壓器介質(zhì)損耗精準(zhǔn)度的因素，比如：干擾、電網(wǎng)諧波與頻率波動(dòng)，對(duì)其進(jìn)行合理化處理，動(dòng)態(tài)控制變壓器介質(zhì)損耗測(cè)量誤差，避免超出規(guī)定的范圍。在各種因素作用下，設(shè)計(jì)者無(wú)法直接拆除變壓器上的套管，以套管客觀要求為基點(diǎn)，展開(kāi)測(cè)量工作，加上在線監(jiān)測(cè)情況下，變壓器“繞組、接線”形式都無(wú)法改變。也就是說(shuō)，監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣性能中，相關(guān)人員只能掌握套管末端絕緣性能，并不清楚變壓器整體絕緣性能。在FPGA狀態(tài)下，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)各方面情況，應(yīng)用性能較高的電流電感器技術(shù)，客觀測(cè)量變壓器具體介質(zhì)損耗，應(yīng)用不會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象的采集套管末屏，確保獲取的“電流、電壓”信號(hào)更加準(zhǔn)確，合理“運(yùn)算、處理”數(shù)字信號(hào)，獲取變壓器各方面信息，比如：介質(zhì)損耗、等效電容量，避免其存在誤差，優(yōu)化利用專(zhuān)家系統(tǒng)，對(duì)變壓器進(jìn)行一系列操作，準(zhǔn)確把握其套管絕緣性能。同時(shí)，變壓器運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜化，會(huì)受到相間以及空間干擾，導(dǎo)致傳輸?shù)男盘?hào)不準(zhǔn)確。在設(shè)計(jì)FPGA狀態(tài)下的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者必須根據(jù)其干擾，采取可行的接地對(duì)策，借助屏蔽電纜，對(duì)變壓器電路板進(jìn)行合理化的抗干擾設(shè)計(jì)，最大化降低電磁干擾對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的影響程度。此外，電網(wǎng)諧波尤為豐富，變化速度又非?？?，極易導(dǎo)致變壓器介質(zhì)損耗測(cè)量存在誤差，設(shè)計(jì)者必須采取針對(duì)性措施有效抑制諧波，避免其超出規(guī)定范圍，尤其是高次諧波。為了最大化降低誤差，在設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者必須優(yōu)化利用FFT計(jì)算方法，客觀分析電網(wǎng)諧波，如果電壓信號(hào)、電流信號(hào)處于穩(wěn)定狀態(tài)，便可以準(zhǔn)確計(jì)算出變壓器介質(zhì)損耗，但電網(wǎng)頻率不斷變化，會(huì)減低變壓器介質(zhì)損耗計(jì)算準(zhǔn)確率，存在較大的誤差，計(jì)算過(guò)程中，要優(yōu)化利用加窗FFT算法，比如：Nuttall窗、Blackman窗，確保變壓器介質(zhì)損耗計(jì)算更加準(zhǔn)確，確保設(shè)計(jì)的基于FPGA狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性，更好地監(jiān)測(cè)變壓器介質(zhì)損耗。

2.2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

在FPGA狀態(tài)下，設(shè)計(jì)的變壓器介質(zhì)損耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由多種模塊組成，比如：主CPU模塊、FPGA處理模塊。其中的低通濾波電路可以剔除“電壓、電流”信號(hào)中出現(xiàn)的高次諧波，F(xiàn)PGA模塊可以動(dòng)態(tài)控制A/D轉(zhuǎn)換，科學(xué)處理A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，在加窗FFT算法作用下，及時(shí)輸送計(jì)算結(jié)果，發(fā)揮上位CPU多樣化作用，進(jìn)一步處理對(duì)應(yīng)的信息數(shù)據(jù)。就CPU模塊來(lái)說(shuō)，全方位客觀分析接收的一系列信息數(shù)據(jù)，構(gòu)建合理化的專(zhuān)家?guī)?，隨時(shí)動(dòng)態(tài)“評(píng)估、預(yù)測(cè)”變壓器套管運(yùn)行情況，及時(shí)借助網(wǎng)絡(luò)，上傳評(píng)估以及預(yù)測(cè)結(jié)果，確保上位機(jī)及時(shí)獲取相關(guān)信息。以此，促使設(shè)計(jì)的各模塊處于統(tǒng)一化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系中，更好地監(jiān)測(cè)變壓器介質(zhì)損耗。

2.3 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件算法

在設(shè)計(jì)基于FPGA在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者必須準(zhǔn)確把握在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件算法，要充分發(fā)揮FPGA模塊多樣化作用，準(zhǔn)確計(jì)算變壓器運(yùn)行中的介質(zhì)損耗，借助FFT算法，同步采集電流以及電壓信號(hào)基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確計(jì)算電流、電壓二者間的相位差，借助加窗FFT算法，獲取電壓峰值、次諧波具體含量數(shù)據(jù)等。在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者可以借助FPGA軟件，設(shè)置加窗功能，F(xiàn)FT轉(zhuǎn)換之前，加窗處理系統(tǒng)模塊輸出的一系列信息數(shù)據(jù)。隨后，這些信息數(shù)據(jù)會(huì)根據(jù)一定的規(guī)則存儲(chǔ)到RAM中，進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算基礎(chǔ)上，輸入一系列觸發(fā)信號(hào)，數(shù)據(jù)順序會(huì)及時(shí)讀入到對(duì)應(yīng)的FPGA模塊中；在加窗運(yùn)算地址單元作用下，窗函數(shù)與數(shù)據(jù)地址產(chǎn)生，進(jìn)入到各類(lèi)存儲(chǔ)器中，讀取這些信息數(shù)據(jù)中，存儲(chǔ)器會(huì)進(jìn)行直流減法運(yùn)算，在蝶形運(yùn)算單元作用下，實(shí)現(xiàn)加窗處理，處理結(jié)果會(huì)在存儲(chǔ)器中展現(xiàn)出來(lái)。在1024點(diǎn)數(shù)據(jù)加窗完成后，數(shù)據(jù)地址單元會(huì)被觸發(fā)，讀取已被處理的信息數(shù)據(jù)，F(xiàn)FT運(yùn)算地址產(chǎn)生單元被觸發(fā)，產(chǎn)生一系列地址單元，將信息數(shù)據(jù)及時(shí)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)器中；這些信息數(shù)據(jù)被處理之后，會(huì)進(jìn)入到蝶形運(yùn)算單元中，F(xiàn)FT運(yùn)算順利進(jìn)行，運(yùn)算完成后，輸出地址單元得出FFT結(jié)果。設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)及時(shí)將FFT結(jié)果輸入RAM以及蝶形運(yùn)算單元中，蝶形單元會(huì)對(duì)傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行模平運(yùn)算，加窗運(yùn)算地址單元會(huì)再次進(jìn)行加窗運(yùn)算，輸出的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中，新疆供電企業(yè)必須根據(jù)電力系統(tǒng)中變壓器具體運(yùn)行情況，根據(jù)其各階段介質(zhì)損耗情況，采用先進(jìn)的技術(shù)，借助信息化手段，優(yōu)化設(shè)計(jì)FPGA狀態(tài)下的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、硬軟件以及FPGA、CPU等模塊。以此，確保設(shè)計(jì)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、安全性，全方位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)變壓器介質(zhì)損耗，提高變壓器運(yùn)行質(zhì)量，促使電力系統(tǒng)處于高效運(yùn)行中，促使新時(shí)期新疆電網(wǎng)具有較好的“經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)”效益。

參考文獻(xiàn)

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煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]CEMS；煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；SO2/O2/NOX分析儀

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1009-914X（2014）34-0226-01

如東協(xié)鑫環(huán)保熱電有限公司2×15MW機(jī)組（3×75t/h循環(huán)流化床鍋爐）于2004年至2008年分別建成投產(chǎn)，沒(méi)有同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝裝置。隨著2014年7月1日火電廠開(kāi)始執(zhí)行新的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》排放限值。2014年如東協(xié)鑫環(huán)保熱電有限公司針對(duì)公司配套鍋爐煙氣進(jìn)行脫硫脫硝改造工程。脫硫采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)FGD），脫硝采用非選擇性催化還原法脫硝裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)SNCR）。工程建設(shè)規(guī)模為2×15MW燃煤發(fā)電機(jī)組（3×75t/h循環(huán)流化床鍋爐），鍋爐排出的煙氣經(jīng)脫硝后再經(jīng)布袋除塵器高效除塵后進(jìn)行脫硫。每臺(tái)鍋爐設(shè)置一套脫硝裝置、一套布袋除塵裝置和一套脫硫裝置。脫硫、脫硝系統(tǒng)不設(shè)旁路煙道，每臺(tái)機(jī)組進(jìn)出口及總排放口建設(shè)規(guī)范的CEMS系統(tǒng)。

目前我公司1#、2#、3#鍋爐煙氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)均已穩(wěn)定運(yùn)行。脫硫脫硝后總排放口CEMS采用江蘇方天電力技術(shù)有限公司的FT-91煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與鍋爐一一對(duì)應(yīng)的3個(gè)脫硫塔進(jìn)出口脫硫脫硝CEMS采用青島嶗山青島嶗山電子儀器總廠有限公司CEMS-2001型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在監(jiān)測(cè)因子選擇上，我司脫硫系統(tǒng)原煙氣CEMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)有SO2、NOX、O2、煙氣流量、粉塵、溫度、壓力監(jiān)測(cè)因子，凈煙氣CEMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)有SO2、NOX、O2、煙氣流量、粉塵、溫度、壓力、濕度監(jiān)測(cè)因子。脫硝系統(tǒng)設(shè)計(jì)有出口氨逃逸。

一、 脫硫CEMS系統(tǒng)介紹

（一） 總排放口CEMS

脫硫總排放口采用江蘇方天電力技術(shù)有限公司的FT-91煙氣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

該系統(tǒng)氣體分析儀采用進(jìn)口的ABB-EL3020氣體分析儀，采用直接抽取樣氣的方式。分析儀采用紅外分光原理測(cè)量SO2和NOX，電化學(xué)氧濃度原理測(cè)量O2。該分析儀裝有充氣的光氣動(dòng)檢測(cè)器，檢測(cè)器的充氣與所測(cè)量的氣體相對(duì)應(yīng)，與樣品中其它氣體組分對(duì)比，檢測(cè)器可提供最佳靈敏度和高選擇性。樣品組分―最小測(cè)量范圍SO2 0--100ppm自動(dòng)標(biāo)定用空氣和充氣標(biāo)定池準(zhǔn)零點(diǎn)和終點(diǎn)，確保近乎真實(shí)的測(cè)量值測(cè)量原理在波長(zhǎng)范圍λ=2，5….8μm 處的非色散性紅外吸收。該氣體分析儀提供多路4～20 mA 模擬輸出及繼電器接點(diǎn)輸出，信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器分別送至PLC（通訊送至上位機(jī)至環(huán)保數(shù)據(jù)采集平臺(tái)）、DCS（運(yùn)行人員監(jiān)控）、FT8160（江蘇省環(huán)境保護(hù)廳電力企業(yè)鍋爐煙氣在線監(jiān)控系統(tǒng)）及TINE（如東縣環(huán)境保護(hù)局）。

粉塵監(jiān)測(cè)采用AMETEK公司的LAND 4200煙塵年度及不透明度監(jiān)測(cè)儀，采用了一束光穿過(guò)介質(zhì)，其與已知的介質(zhì)所含污染物的量的數(shù)量關(guān)系的比爾（Beer-Lambert）原理進(jìn)行測(cè)量，為防止發(fā)射和接受探頭鏡片積灰影響測(cè)量，分析儀采用壓縮空氣不停進(jìn)行吹掃。粉塵儀輸出4～20mA信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器送至PLC、DCS、FT8160、TINE。

流速測(cè)量采用了皮托管流量計(jì)測(cè)量，測(cè)量流速范圍為0～40m/s，采用羅斯蒙特微差壓變送器，并設(shè)計(jì)有壓縮空氣和反吹電磁閥，為防止皮托管堵塞，在PLC的控制下每2個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次反吹。變送器輸出4～20mA信號(hào)送至信號(hào)隔離器送至PLC、DCS、 FT8160以及TINE。

用型號(hào)FT-M-1在線阻容式高溫?zé)煔馑謨x，濕度信號(hào)經(jīng)信號(hào)隔離器送至PLC、DCS 、FT8160以及TINE。

（二） 脫硫塔進(jìn)出口CEMS

每臺(tái)鍋爐對(duì)應(yīng)一個(gè)脫硫塔，其原煙氣、凈煙氣各使用一套分析儀，共設(shè)有6套CEMS，均采用青島嶗山青島嶗山電子儀器總廠有限公司CEMS-2001型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該氣體分析儀采用進(jìn)口島津URA-208，采用直接抽取樣氣的方式。分析儀采用紅外分光原理測(cè)量SO2和NOX，磁風(fēng)氧監(jiān)測(cè)濃度原理測(cè)量O2。提供多路4～20 mA 模擬輸出及繼電器接點(diǎn)輸出，信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器送至PLC（送至上位機(jī)）、DCS（運(yùn)行人員監(jiān)控）以及FT8160（江蘇省環(huán)境保護(hù)廳監(jiān)控平臺(tái)）。粉塵監(jiān)測(cè)采用DUST-1顆粒物濃度監(jiān)測(cè)儀，采用了激光后向散射測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)量，為防止探頭鏡片積灰影響測(cè)量，分析儀采用壓縮空氣不停進(jìn)行吹掃。粉塵儀輸出4～20mA信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器送至PLC、DCS以及FT8160。

流速測(cè)量采用了皮托管流量計(jì)測(cè)量，測(cè)量流速范圍為0～40m/s，采用羅斯蒙特微差壓變送器，并設(shè)計(jì)有壓縮空氣和反吹電磁閥，為防止皮托管堵塞，在PLC的控制下每2個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次反吹。變送器輸出4～20mA信號(hào)送至信號(hào)隔離器送至PLC、DCS以及FT8160。

粉塵監(jiān)測(cè)采用DUST-1顆粒物濃度監(jiān)測(cè)儀，采用了激光后向散射測(cè)試原理進(jìn)行測(cè)量，為防止探頭鏡片積灰影響測(cè)量，分析儀采用壓縮空氣不停進(jìn)行吹掃。粉塵儀輸出4～20mA信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器送至PLC、DCS以及FT8160。

總排放口和每臺(tái)機(jī)組脫硫配備一臺(tái)上位機(jī)，采用臺(tái)式電腦，配置有加密狗及DAS監(jiān)控軟件，實(shí)現(xiàn)CEMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控和計(jì)算，并實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表生成等功能，同時(shí)實(shí)時(shí)向環(huán)保部門(mén)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)。

樣氣預(yù)處理采用兩級(jí)制冷器進(jìn)行煙氣冷卻，制冷器控制溫度在1.5～5℃，每一級(jí)制冷器設(shè)置一臺(tái)蠕動(dòng)泵排放冷凝水，經(jīng)過(guò)冷凝干燥處理的煙氣經(jīng)過(guò)采樣泵送到分析儀進(jìn)行分析。為防止冷凝系統(tǒng)排水不暢或故障導(dǎo)致煙氣含水，系統(tǒng)中還增加了一個(gè)過(guò)濾器，并在分析儀進(jìn)口處增加了一個(gè)保護(hù)過(guò)濾器。過(guò)濾器有遇水變色的功能，一旦變色須及時(shí)更換。

二、 脫硝CEMS系統(tǒng)介紹

脫硝CEMS和脫硫CEMS公用，另增加氨逃逸的測(cè)量采用西門(mén)子LDS6 激光分析儀。需要在煙道空濾器。系統(tǒng)配置了吹掃風(fēng)機(jī)，24小時(shí)不停進(jìn)行吹掃，起到冷卻和防止積灰作用。測(cè)量信號(hào)通過(guò)信號(hào)隔離器送至DCS。

三、 系統(tǒng)應(yīng)用和管理

總排放口系統(tǒng)單獨(dú)采用一臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控的方式，數(shù)據(jù)經(jīng)FT8160采集直接上傳。脫硫系統(tǒng)采用了一拖二監(jiān)控方式，即一套原煙氣、一套凈煙氣系統(tǒng)布置在一個(gè)分析小屋內(nèi)，采用同一臺(tái)上位機(jī)進(jìn)行監(jiān)控的方式。在數(shù)據(jù)上傳上，也采用了同一套數(shù)據(jù)上傳裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳。

在系統(tǒng)運(yùn)行中，日常巡檢是較為必要的，巡檢項(xiàng)目一般包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡檢和分析小屋內(nèi)設(shè)備巡檢兩部份。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備巡檢周期沒(méi)有委托第三方維護(hù)，由我公司熱工人員檢查維護(hù)，主要檢查伴熱管加熱情況、蠕動(dòng)泵運(yùn)行情況、取樣泵運(yùn)行情況、煙氣取樣流量值、主要參數(shù)值、數(shù)據(jù)上傳情況等。

在管理上，CEMS系統(tǒng)制定了專(zhuān)門(mén)的管理制度并上墻管理，同時(shí)上墻進(jìn)行管理的還有巡檢記錄、標(biāo)定記錄、故障處理記錄、操作維護(hù)記錄、易耗品消耗記錄、檢修規(guī)程等。這些記錄臺(tái)帳都要求按真實(shí)情況認(rèn)真填寫(xiě)，對(duì)于維護(hù)記錄、標(biāo)定記錄等，同時(shí)制定了填寫(xiě)規(guī)范。

四、 系統(tǒng)存在問(wèn)題和改進(jìn)建議

ABB-EL-3020和URA-208 CEMS系統(tǒng)是進(jìn)口分析儀中較為成熟的煙氣在線分析系統(tǒng)，具有較高的可靠性、準(zhǔn)確性，但依然有部分細(xì)節(jié)問(wèn)題值得改進(jìn)，主要如下：

（1）國(guó)產(chǎn)的過(guò)濾器芯耐腐蝕性差，需要經(jīng)常檢查更換過(guò)濾器芯，電磁閥膜片。

（2）脫硝的氨逃逸可考慮取消風(fēng)機(jī)，改用壓縮空氣。

（3）脫硫的皮托管吹掃電磁閥可考慮改成帶手動(dòng)裝置的電磁閥，便于現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)吹掃皮托管，減少維護(hù)工作量。

五、結(jié)束語(yǔ)

CEMS煙氣連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已在火力發(fā)電廠中得到廣泛應(yīng)用，在線監(jiān)測(cè)了電力生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的污染氣體，有利于運(yùn)行人員及時(shí)調(diào)整與監(jiān)控脫硫、脫硝、除塵等環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，加強(qiáng)達(dá)標(biāo)排放管理。對(duì)于排放點(diǎn)的有效監(jiān)測(cè)與管理有著積極而重要的意義。

參考文獻(xiàn)