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    火电厂烟气排放过程(工况)监控系统技术指南12月1日开始实施

    发布时间:2018/12/03 点击量:0
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    日前,中国环保产业协会发布《火电厂烟气排放过程(工况)监控系统技术指南》(T/CAEPI 13—2018)。标准于2018年12月1日实施。

    关于发布《火电厂烟气排放过程(工况)监控系统技术指南》(T/CAEPI 13—2018)的公告

    中国环境保护产业协会标准公告

    2018年 第1号(总第10号)

    中国环境保护产业协会批准《火电厂烟气排放过程(工况)监控系统技术指南》(T/CAEPI 13—2018),现予公告。

    前 言

    为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,促进环保技术装备的发展,规范火电厂烟气排放过程(工况)监控系统的建设工作,统一火电厂烟气排放过程(工况)监控系统的性能与功能指标,制定本文件。

    本文件规定了火电厂烟气排放过程(工况)监控系统的组成、技术要求、治理设施运行状况的判定、烟气排放连续监测系统监测数据的合理性判定、技术验收和日常运行管理。

    本文件为首次发布。

    本文件由中国环境保护产业协会组织制订。

    本文件起草单位:中环协(北京)认证中心、聚光科技(杭州)股份有限公司、北京万维盈创科技发展有限公司。

    本文件主要起草人:王则武、廖小卿、黄德承、杜庆昌、张坤、尚光旭、岳子明、高晓晶、易江、赵飞雪。

    本文件由中国环境保护产业协会2018 年10 月29 日批准。

    本文件自2018 年12 月1 日起实施。

    本文件由中国环境保护产业协会负责管理和解释,在应用过程中如有需要修改与补充的建议,请将相关资料寄送至中国环境保护产业协会标准管理部门(北京市西城区扣钟北里甲4 楼,邮编100037)。

    火电厂烟气排放过程(工况)监控系统技术指南

    1 适用范围

    本文件规定了火电厂烟气排放过程(工况)监控系统的组成、技术要求、治理设施运行状况的判定、烟气排放连续监测系统监测数据的合理性判定、技术验收和日常运行管理。

    本文件适用于火电厂(含热电联产电厂)烟气排放过程(工况)监控系统。工业锅炉、工业窑炉等污染源治理设施的烟气排放过程(工况)监控系统可参照本文件执行。

    2 规范性引用文件

    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。

    凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

    GB/T 6587 电子测量仪器通用规范

    GB/T 18268.1 测量、控制和实验室用的电设备 电磁兼容性要求 第1 部分:通用要求

    HJ 75 固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测技术规范

    HJ 76 固定污染源烟气(SO2、NOx、颗粒物)排放连续监测系统技术要求及检测方法

    HJ/T 178 火电厂烟气脱硫工程技术规范 烟气循环流化床法

    HJ/T 179 火电厂烟气脱硫工程技术规范 石灰石/石灰-石膏法

    HJ 212 污染物在线监控(监测)系统数据传输标准

    HJ 462 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范

    HJ 562 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性催化还原法

    HJ 563 火电厂烟气脱硝工程技术规范 选择性非催化还原法

    HJ 2001 火电厂烟气脱硫工程技术规范 氨法

    DL/T 5136 火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程

    DL/T 5137 电测量及电能计量装置设计技术规程

    3 术语和定义

    下列术语和定义适用于本文件。

    3.1 过程(工况)监控系统 (process (operating status) monitoring system,PMS)

    监测、分析影响污染物排放的污染源的生产及治理设施运行的关键参数,并提供关键参数的永久性记录所需的全部设备及应用软件组成的系统。

    3.2 过程控制的对象链接与嵌入(object linking and embedding for process control,OPC)

    由一套标准的接口、属性和方法组成的用于过程控制和制造业的自动化中的一种软件接口标准。

    3.3 预测监测系统 (predictive emission monitoring system,PEMS)

    用过程参数和其他参数确定污染物的浓度或排放速率的系统。通过公式转换,图形或计算机程序处理测量参数,用于和排放限值或标准进行比较。

    3.4 烟气排放连续监测系统(continuous emission monitoring system,CEMS)

    连续测定颗粒物和/或气态污染物浓度和排放率所需要的全部设备。一般由采样、测试、数据采集和处理三个子系统组成的监测体系。

    3.5 标准状态下的干烟气(dry flue gas of standard conditions)

    标准状态下的干烟气是指在温度273K,压力为101325Pa 条件下不含水汽的烟气。

    4 排放过程(工况)监控系统的组成

    4.1 一般规定

    PMS 由参数监测、数据采集传输、数据分析判定、应用软件等四个子系统组成。其系统示意图见图1。

    4.2 参数监测子系统

    由传感器、信号分离器等组成,可准确、完整、系统地获取生产设施、治理设施运行的关键参数数据和污染物排放及烟气参数监测数据。

    4.3 数据采集传输子系统

    由数据采集转换模块、OPC 数据采集软件、单向物理隔离装置、监控系统主机、局域网组网设施等组成,可实现数据的采集、存储、传输等功能。

    4.4 数据分析判定子系统

    可对参数监测子系统数据进行统计分析,判定和统计治理设施运行状态,进行工况核定等。

    4.5 应用软件子系统

    可实现数据展示、数据存储、数据查询、故障报警等功能。

    5 排放过程(工况)监控系统的技术要求

    5.1 参数监测子系统

    参数监测子系统的要求,参见附录A。

    5.2 数据采集传输子系统

    5.2.1 排放过程(工况)监控数据获取

    排放过程(工况)监控数据的获取主要采用直接获取和间接获取两种方式,应根据数据来源要求和现场实际情况进行选择。

    5.2.1.1 直接获取数据

    通过硬接线方式从监控生产设施和治理设施的运行参数和电气参数的仪器仪表端直接采集数据。

    a.从设备现场或设备配电室,在风机、泵等产生强电流信号的供电线路上安装电流互感器和变送器,将强电信号转换为(4~20)mA模拟量信号进行采集。

    b.现场应加装信号隔离器,在弱电流信号进入分布控制系统DCS或中控系统之前进行一分二的截取。

    5.2.1.2 间接获取数据

    通过与企业的中控系统、DCS或数据采集传输仪连接获取监控生产设施和治理设施的运行参数和电气参数的数据。

    5.2.2 信号接入要求

    5.2.2.1 采用直接获取方式的PMS,至少应具备32 个模拟量输入通道,应支持(4~20)mA 电流输入或(1~5)V 电压输入,应至少达到12 位分辨率;至少应具备8 路开关量输入通道;应至少具备2 个RS232/485 数字输入通道,用于连接CEMS;备2 个以太网口,用于从数据采集传输仪或企业中控系统读取数据。

    5.2.2.2 对于模拟量输入信号,开关量输入(输出)信号,应采用屏蔽电缆,宜采用屏蔽双绞电缆,屏蔽层要单端接地。

    5.2.2.3 模拟信号应隔离,以增强现场与远传信号的可靠性,所安装的电流互感器、信号隔离器应采用适应实际工况需要的规格型号,保证参数的准确采集。

    5.2.2.4 如果信号电缆和电源电缆之间的间距小于15cm,应在信号电缆和电源电缆之间设置屏蔽用的金属隔板,并将隔板接地,避免交叉走线,以减少干扰;当信号电缆和电源电缆垂直方向或水平方向安装时,信号电缆和电源电缆之间的间距应大于15cm。

    5.2.2.5 采用间接方式获取数据时,应屏蔽编写操作,系统只能读取,以避免对中控系统数据造成干扰。

    5.2.2.6 依据电力系统二次安全防护的要求,在火电厂采用间接获取数据方式时应加装单向物理隔离装置。

    5.2.2.7 PMS 同设备现场之间的接线应符合DL/T 5136 的要求,所采用的硬件采集设备应符合DL/T5137 的要求。

    5.2.3 数据传输

    DCS 与PMS 的数据传输应符合国际电工委IEC 60875-5-104 规约、HJ 212 标准的要求。

    5.2.4 信号采集误差要求

    模拟量采集传输过程中产生的误差应小于1‰。

    5.2.5 系统时钟计时误差

    系统时钟时间控制24h 内误差不超过±0.1‰,并能通过平台对系统时钟进行校准。

    5.2.6 数据采集子系统硬件要求

    5.2.6.1 环境适应能力

    适应温度、湿度环境的能力应符合GB/T 6587 中环境组别为Ⅱ组的相关要求,抗振动性能应符合GB/T 6587 中相关要求,抗电磁干扰能力应符合GB/T 18268.1 中有关要求。

    5.2.6.2 安全要求

    5.2.6.2.1 绝缘阻抗应不小于20MΩ。

    5.2.6.2.2 在正常大气条件下,应能承受频率为50Hz、有效值为1500V 的正弦交流电压1min,应无飞弧和击穿现象。

    5.3 数据分析判定子系统

    5.3.1 数据判定

    利用监控生产设施和治理设施的关键参数、数据统计分析、数学模型等方法判定设施的运行状态和CEMS 监测数据的合理性。

    5.3.2 工况核定

    判定治理设施的投运、停运及运行状况,并核定运行状况有效或无效,以保证精确的统计治理设施的有关数据及核定监控污染物的排放总量。分析各种运行状况下监控参数数据的变化趋势。

    5.4 应用软件子系统

    5.4.1 数据展示

    显示数据时应以折线和/或柱形图等体现数据的变化趋势,可使用光标点击数据格式图显示可选择的数据,显示污染物去除效率基准、允许波动范围和实测污染物去除效率值变化动态图形等。

    5.4.2数据存储

    存储容量不低于500G,能保存1 年及以上的分钟数据。存储单元应具备断电保护功能,断电后所存储数据不丢失。可通过磁盘、U 盘、存储卡或专用软件导出数据。

    5.4.3 数据查询

    应可查询实时数据、历史数据、异常报警记录等。

    5.4.4 曲线比较

    应能比较监控的设施运行参数数据、排放污染物、脱硫和脱硝效率、生产设施与治理设施关联参数数据的小时(适合时)、日、月变化曲线,以及不同电厂同类指标的比较等。

    5.4.5 故障报警

    应能针对生产设施和治理设施运行中出现的故障或异常情况实时报警,并能记录和查询报警。并对报警内容进行推送,跟踪报警处理措施和处理结果,形成报警信息闭环管理。

    5.4.6 安全管理

    应具有安全管理功能,操作人员需登录工号和密码后,才能进入控制界面。安全管理功能应为二级系统操作管理权限。

    5.4.7 自动恢复

    设备开机应自动运行,当停电或设备重新启动后,无需人工操作,自动恢复运行状态并记录出现故障时的时间和恢复运行时的时间。

    5.4.8 运行指示

    设备应有电源、运行、故障、报警状态的运行指示。

    5.4.9 后备电源

    外部电源停止供电后,后备电源可以持续供电,持续工作时间不低于6h;外部电源正常供电时,可以对后备电源充电。

    5.4.10 其他功能

    按有关标准的规定标识数据,提供多种报告和数据汇总表,如:CEMS 监测数据与设施运行监控参数数据一致性的逻辑比对,CEMS 监测数据与物料衡算结果变化趋势的比较,CEMS 监测数据与数学模型预测数据比较的相对准确度,有关标准、文件(指令、办法)规定提交的报表等。

    6 治理设施运行状况的判定

    6.1 监控处理工艺参数判定

    通过对治理设施工艺参数的监测,来监控并判定其运行状况。

    6.1.1 脱硫设施运行状况判定

    6.1.1.1 石灰石/石灰-石膏湿法脱硫设施运行状况判定

    湿法脱硫需要接入的参数是旁路挡板开度、浆液循环泵电流、脱硫塔内浆液pH 值等。石灰石/石灰-石膏湿法脱硫设施运行状况的判定参见附录B。

    6.1.1.1.1 脱硫设施未投入运行

    a.引风机未开(工作电流小于额定电流的10%)。

    b.循环泵未开(工作电流小于额定电流的10%)。

    6.1.1.2 循环流化床脱硫设施运行状况判定

    循环流化床脱硫设施运行状况判定需要接入的参数是消石灰流量、脱硫塔内喷水泵电流等。

    6.1.1.2.1 脱硫设施未投入运行

    a.脱硫剂输送装置带未开(消石灰流量小于额定流量的10%)。

    b.喷水泵未开(工作电流小于额定电流的10%)。

    6.1.2 脱硝设施运行状况判定

    6.1.2.1 SCR脱硝工艺设施运行状况判定

    SCR 脱硝设施运行状况判定需要接入的参数是液氨法:喷氨流量、稀释风机电流等;尿素法:尿素溶液流量、喷枪投入信号等。

    6.1.2.1.1 脱硝设施未投入运行

    液氨法

    a.氨喷射系统未开(喷氨流量小于额定流量的10%)。

    b.稀释风机未开(工作电流小于额定电流的10%)。

    尿素法

    a.喷射系统未开(尿素溶液流量小于额定流量的10%)。

    6.1.2.2 SNCR脱硝工艺设施运行状况判定

    SNCR 脱硝设施运行状况判定需要接入的参数是喷氨流量、调节阀开度等。

    6.1.2.2.1 脱硝设施未投入运行

    a.氨喷射系统未开(喷氨流量小于额定流量的10%)。

    b.未喷氨(调节阀开度小于额定开度的10%)。

    6.1.3 除尘设施运行状况判定

    除尘器除尘设施运行状况判定需要接入的参数是电流和压差。

    6.1.3.1 电除尘

    电除尘器电场未正常投运:电场高压整流器电流小于额定电流的10%。

    6.1.3.2 布袋除尘

    除尘器未开:除尘器进出口压差的压力信号小于额定压差的10%。

    6.1.3.3 湿式电除尘

    除尘器未开:高压整流器电流小于额定压差的10%。

    6.2 污染物去除效率判定

    以有关技术标准规定的污染物去除效率为基准或在治理设施正常运行的条件下,在一定的时间期间内通过实际测定获得的污染物去除效率的平均值为基准,并给定污染物去除效率允许的波动范围,判定治理设施是否正常运行。

    6.2.1 以标准规定的污染物去除效率为基准判定

    SO2 去除效率:循环流化床法:80%~95%以内,判定治理设施运行正常;石灰石/石灰-石膏法、氨法:95%±5%以内,判定治理设施运行正常;

    NOx 去除效率:SCR 法80%±10%以内,判定治理设施运行正常;SNCR 法40%±10%以内,判定治理设施运行正常。

    6.2.2 以实际测定污染物去除效率为基准判定

    6.2.2.1 应在生产设施和治理设施正常运行的条件下,通过安装在治理设施入口的CEMS 和安装在旁路排放原烟气与净化烟气汇合后的混合烟道上的CEMS [CEMS 位于净化烟气的烟道(旁路烟道加装流量装置)时应对数据进行修正]测定污染物的质量流量(kg/h)。

    6.2.2.2 连续测定、计算720h 去除效率的小时平均值和平均值的标准偏差(720h 可分时段,如:火电厂发电高峰时段、低谷时段),以去除效率的平均值为基准,标准偏差的±3 倍为限值。此后,当测定去除效率(整点小时均值)在平均值±3 倍标准偏差以内时,判定治理设施运行正常。之后,每获得168个整点小时有效数据后,重新计算后720h 去除效率的小时平均值和平均值的标准偏差,作为新的判定标准。污染物去除效率的平均值、标准偏差和判定式的计算方法分别同式(8)、式(9)和式(10)。

    湿法脱硫CEMS 的安装位置:位于旁路排放原烟气与净化烟气汇合后的混合烟道,见图2;位于净化烟气的烟道(旁路烟道加装流量装置)见图3。

    7 烟气排放连续监测系统监测数据的合理性判定

    在生产设施和治理设施正常运行条件下,运用PMS 采集影响污染物排放的关键参数数据,经与污染物排放数据关系的统计分析和/或建立的数学模型,判定CEMS 监测污染物排放数据的合理性。

    常用的判定方法有:排放系数法判定SO2、NOx 和颗粒物(PM)CEMS 监测数据的合理性、校准曲线法判定SO2、NOx CEMS 监测数据的合理性、模型法判定CEMS 监测数据的合理性。判定方法参见附录C。

    8 排放过程(工况)监控系统的技术验收

    8.1 技术验收条件

    8.1.1 PMS 应安装完毕,连续稳定运行168h 后,确保PMS 所采集数据与一次仪表测量数据一致;进入调试阶段,调试要求技术指标达到本文件提出的技术要求,用于判定治理设施运行状况和CEMS监测数据合理性的方法试验数据齐全,在PMS 的运行中执行了日常的质量保证和质量控制计划并提供证明实施了计划的原始记录。

    8.1.2 数据采集仪、数据采集隔离器等核心部件应经有关部门检测合格,PMS 具有环境保护产品认证证书并在有效期内。安装部件与证书的型号相符。

    8.1.3 数据采集和传输以及通信协议均应符合HJ 212 的要求,并提供一个月内数据采集和传输自检报告,报告应当对数据传输标准的各项内容做出响应。

    8.2 现场检查

    主要检查设备安装、运行维护、故障发生及处理、设备运行稳定性、数据一致性、设备功能设置等:

    a)检查设备安装是否齐全,满足治理设施过程(工况)监控的需要;安装位置是否符合有关标准的要求;维护、检修、更换设备是否方便,易于接近;是否安全可靠;

    b)检查开展设备日常维护,保证设备正常运行开展的实际活动,如:仪器的漂移检查和校准,关键设备及采样装置的目视检查及记录;

    c)检查故障发生及处理,经常发生的故障、原因分析、采取的应急处理措施;是否采取在故障发生前的预防性措施,如:提前更换部件;

    d)检查设备运行稳定性,主要是查看设备的各种功能是否正常,判定设备是否能稳定运行;

    e)数据一致性,查看PMS 所采集数据偏差是否小于1‰;

    f)检查设备功能设置,查看设备的基本功能是否齐全;

    g)检查操作手册、仪器说明书等相关技术文件;

    h)检查软件功能是否满足5.4 的要求。

    8.3 实际测试

    当现场检查完毕确认需要通过实际测试校验提供近期的CEMS 准确度测试结果时,可进行实际测试。实际测试应委托第三方有检测资质的单位,在商定的时间期间内完成。测试项目的多少可根据具体情况处理,但应能解答对现场检查发现问题的疑虑。

    9 排放过程(工况)监控系统日常运行管理

    9.1 制订运行管理规程

    从事PMS 日常运行管理的单位和部门应根据本文件、HJ 75 标准的要求编制PMS 的运行管理规程、质量保证和质量管理计划,明确运行操作人员和维护人员的工作职责。

    9.2 参数传感器的质量保证和质量控制

    监控治理设施的传感器应按照设计的要求,定期用自动或手动的方法判定关键参数传感器是否存在缺陷。

    9.3 日常巡检与维护

    应配备相应的人力、物力资源(常用工具、通讯设备、交通工具等),专人负责日常维护环保设备和监控设备。巡检包括系统各种设备的运行状况,查看判定运行状况的主要参数是否在设备正常运行、检测的范围内。

    PMS 的日常维护主要针对以下几方面:

    a)不定时检查维护易损易耗件;

    b)设备经长期使用,元件自然老化导致的设备损坏故障维护;

    c)在运行过程中,由于电压、电流的不稳定,导致的设备损坏故障;

    d)由于线路受损导致的信号传输故障;

    e)由于施工质量或未采取防雷措施等造成的施工质量故障等。

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