员工管理_热控专业知识培训教材

热控专业知识培训,CEMS设备原理,一、稀释探头工作原理,稀释探头工作原理,将高压干净的压缩空气从稀释空气管打入文丘里泵，根据伯努利公式（p+1/2v2+gh=C）可知在文丘里泵内会产生负压，将烟道内的烟气经音速小孔稀释后经稀释样气进入分析仪。音速临界小孔采取耐热玻璃和陶瓷材质，小孔前端由石英过滤棉过滤，并经过陶瓷孔板到达小孔。小孔的长度远远小于孔径，当小孔两端的压力差大于0.46被以上时，气体流经小孔的速度与小孔两端的压力变化基本无关，而只取决于气体分子流经小孔时的震动速度，即产生恒流。当稀释探头的真空度大于13inHg（约合44kPa）时，在绝大多数烟道条件下都能满足音速小孔的恒流条件。,稀释法的优点,有以下优点：,准确的湿法测量,美国,EPA,优选方法,稀释系统大大提高了系统的可靠率，降低了系统运营和维护成本,根据美国的调查，稀释系统的平均运营成本只有直接采样系统的,1/3,到,1/2,连续测量,SO2,浓度，,SO2,排放量、,NOx,浓度，,NOx,排放量及烟气浓度等,参数,采用探头内瞬间稀释技术，彻底消除冷凝水影响，无需跟踪加热采样管线,稀释后烟气含水量被降低到露点以下，采样管无需加热或保温,彻底避免因为结露而对仪器产生的可能损坏,稀释技术解决了烟气含尘量高而引有的堵塞问题,烟气采样流速只是直接采样系统的,50,分之一到,100,分之一，相应烟气中,含尘量也只是,50,分之一到,100,分之一,采用从采样探头开始的全系统动态校准,美国环保局规定的校准方法，不仅针对稀释系统，同样针对直接采样系统,保证系统的准确性，而非仪器的准确性。,直接采样系统采样管内是负压，为避免管线泄漏产生的影响，更需系统校,准,有以下优点：稀释系统大大提高了系统的可靠率，降低了系统运营和维护成本，根据美国的调查，稀释系统的平均运营成本只有直接采样系统的1/3到1/2；稀释后烟气含水量被降低到露点以下，采样管无需加热或保温，大大降低了管路老化速度；彻底避免因为结露而对仪器产生的可能损坏；稀释技术解决了烟气含尘量高而引起的堵塞问题；烟气采样流速只是直接采样系统的50分之一到100分之一，相应烟气中含尘、水分量也只是50分之一到100分之一，可以使用更先进准确度高的分析仪；采用从采样探头开始的全系统动态校准；采样系统采样管内是正压，避免了管线泄漏产生的影响；,日常维护注意事项,（1）CL管即校准气管不能泄漏，特别是烟气压力为正压情况，否则会堵塞校准气管和探头；（2）管路与稀释探头连接前必须使用高压干净的压缩空气进行吹扫。（3）每次更换加热器、探头清理时必须做好探头与探头加热器之间的密封，防止凝结的高腐蚀性液体腐蚀加热器。（4）拆管、回装管线的顺序必须严格按规范执行：拆除管线顺序：稀释空气管，稀释样气管、真空管、校准气管回装管线顺序：稀释样气管、真空管、校准气管、稀释空气管（5）更换音速小孔、石墨卡套、延伸管等设备时必须保持手的清洁，防止颗粒物进入堵塞小孔；,（6）管线的使用要求，不能太长（一般不要超过100米），否则真空无法保证真空，样气管、稀释空气管必须要求使用特氟隆管，因其气阻很小，当使用其他材质管路时必须保证一定硬度，不能在较小压力下变形，导致气流受阻，影响真空，管路内径粗能保证真空，但是会降低灵敏度；管线的长度越短则系统的反应速度越快。（气体在管线中的行进速度约为2米/秒。管线越粗越短则气阻越小，越有利于真空度的提高，但会降低反应速度，管线所能选取的最大长度要以真空度最终能大于13inHg为标准。以极限长度100米为例：VL管：1/4OD,5/32ID,CL管：1/4OD,5/32ID,DA管：1/4OD,5/32ID,DS管：1/4OD,6/32ID。3管线的材质：理论上说CL管和DS管必须用聚四氟乙烯材质，而VL管和DA管可以用普通塑料管，但普通塑料管存在抗老化问题。,（7）气体维护及要求，稀释空气压力不能过大也不能过小（40-50psi），否则影响真空，标定后严禁调整稀释空气压力，否则标定失效。（8）压缩空气压力低对系统的影响，压力低会造成二氧化硫、氮氧化物剧烈波动，氮氧化物臭氧长时间存储在气路中导致还原性管路失效（U形管堵塞），测尘仪反吹气源压力不足，导致测尘仪探头损坏。（9）稀释比越高系统的精度越差，对零气纯度的要求也越高。一般脱硫系统选100：1，对音速小孔来说100:1对应的是50ml/min的小孔（稀释气的流量是5L/min),零气概念,零气：不含有所测物质的气体系统对零气的要求:1、压力一般大于60psi.2、除油，除颗粒物。3.、露点在负20度以下。4.、不含所测物质（如：SO2,NOx等）,零气系统的耗气量计用气要求：,系统的用气标准：1压力最好大于6kg/cm2(压力越大则无热除水器的除水效果越好）2电厂仪表用压缩空气，除油除水。系统的用气量计算：每根探头的耗气量约为5L/min。无热除水器的最大效率为50%，因此无热除水器用于自身干燥的耗气量等于其所能提供的最大输出气量。,CEMS系统气路图,CEMS供电系统,A、操作手柄位置：,MODEL43i工作原理,二氧化硫分析仪工作原理,43i型分析仪的操作原理是，SO2分子吸收紫外光（UV），在某个波长受到激励，然后衰减至较低的能量状态，在另一个不同的波长发射UV光。明确地说就是：SO2hv1SO2*SO2hv2通过样品气路接口将样品拉进43i型分析仪，如图1-1所示。样品流经碳氢化合物“弹踢器”，“弹踢器”迫使碳氢化合物分子渗透穿过管壁，将碳氢化合物从样品中去除。SO2分子经过碳氢化合物“弹踢器”时不受影响。样品流入荧光反应室，脉动的UV光在这里激励SO2分子。聚光镜进行调焦使脉动的UV光进入反光镜总成。反光镜总成有四个反光镜选择，它们只反射激励SO2分子的波长。在受到激励的SO2分子衰减至较低的能量状态时，所发射的UV光与SO2浓度成比例。带通滤波器只允许由经过激励的SO2分子发射的波长到达光电倍增管（PMT）。PMT从衰减的SO2分子探测UV光的发射。位于荧光反应室后面的光电探测器持续监控脉动的UV光源，并连接到一个电路补偿光照强度里产生的波动。,二氧化硫分析仪参数,检测下限2.0ppb（10秒平均时间）1.0ppb（60秒平均时间）0.5ppb（300秒平均时间）(完全符合超净改造要求，超净要求分析仪最低检出限小于0.5ppm)零漂移（24小时）1ppb跨度漂移满刻度的1响应时间（在自动模式下）80秒（10秒平均时间）110秒（60秒平均时间）320秒（300秒平均时间）线性度满刻度的1模拟输出6个模拟电压输出；0100mV,1,5,10V（用户可选择），12位分辨率。6个模拟电流输出；020mA,420mA，12位分辨率。,二氧化硫分析仪常见故障,常见故障及原因分析：1、泵抱轴或泵膜损坏；2、模拟量输出板件；3、四级滤光镜片氧化；4、流量传感器故障；5、毛细管堵塞；6、测量接口板故障（非线性，但版本要与主板版本一致）7、CH化合物切割器泄露；8、反应室泄露；9、直流电源模块故障；10、显示器故障,氮氧化物分析仪工作原理,氮氧化物分析仪工作原理,42i型分析仪的操作原理是，一氧化氮（NO）和臭氧（O3）发生反应并产生一种特有的发光，这种发光的强度与NO的浓度成线性比例关系。当受到电子激励的NO2分子衰减至较低的能量状态时便会发出红外光。明确地说就是：NOO3NO2O2hv二氧化氮（NO2）必须首先转换成NO才能利用化学发光反应来进行测量。NO2是通过一个被加热至大约325的钼NO2至NO转换器来转换成NO的（选装的不锈钢转换器是加热至625）。环境空气样品通过取样闷头被吸入42i型分析仪中。样品流过一根毛细管，然后流到模式电磁阀。电磁阀把样品直接送到反应室（NO模式）或者通过NO2至NO转换器再送到反应室（NOx模式）。位于反应室之前的一个流量传感器用于测量样品流量。干燥空气通过干燥空气闷头进入42i型分析仪，通过一个流量开关，然后通过一个无声放电臭氧发生器。臭氧发生器用于产生化学发光反应所需要的臭氧。在反应室，臭氧与样品中的NO发生反应以产生受激NO2分子。封装在热电冷却器内的光电倍增管（PMT）检测到此反应中产生的发光。排气从反应室出发，通过臭氧（O3）转换器移动到泵，然后通过通风孔排出。在NO和NOx模式中计算出来的NO和NOx浓度被储存在存储器内。浓度差用于计算NO2的浓度。42i型分析仪将NO、NO2和NOx的浓度输出到前面板显示器和模拟输出，同时使这些数据还可通过串行或以太网接口获得。,氮氧化物分析仪参数,检测下限0.50ppb（60秒平均时间）(完全符合超净改造要求，超净要求分析仪最低检出限小于0.5ppm)零位偏移（24小时）0.40ppb跨度偏移满刻度的1响应时间（在自动模式中）40秒（10秒平均时间）80秒（60秒平均时间）300秒（300秒平均时间）线性度满刻度的1模拟输出6个模拟电压输出；0100mV,1,5,10V（用户可选择），12位分辨率。6个模拟电流输出；020mA,420mA，12位分辨率。,氮氧化物分析仪常见故障,常见故障及原因分析：1、泵抱轴或泵膜损坏；2、U型管堵塞（内装还原剂）；3、臭氧清洁器腐蚀及清洁剂失效；4、模拟量输出板件故障；5、流量传感器故障；6、毛细管堵塞；7、臭氧发生器损坏（电极烧坏）；8、测量接口板故障（非线性，但版本要与主板版本一致）；9、臭氧发生器高压电源故障；10、直流电源模块故障。,取样短节（取样装置）安装要求,（1）与烟道角度70-80：（2）取样装置的材质必须是经过金属检验的316L或904合金材质，防止酸性烟气的腐蚀；（3）取样装置必须做好保温，防止凝结的酸露腐蚀取样装置；（4）做好定期检查工作，防止取样管线泄漏造成取样装置加速腐蚀。,颗粒物浓度测量原理（对穿法）,颗粒物浓度测量原理（对穿法）,一束光穿过介质，其与已知的介质所含污染物的量的数量关系，根据Beer-Lambert原理，如下：=I/I0=e-acl其中：=透光度（传导度）（见下图1）I0=进入介质的光强度（见下图2）I=穿过介质的光强度a=衰减系数c=灰尘浓度l=光穿过介质的距离,颗粒物浓度测量仪表优缺点（对穿法）,优点：反应灵敏，可靠性较高缺点：水珠和蒸汽影响较严重，因此不适合测量脱硫出口烟气粉尘浓度。维护要点：1、光点不能偏差大，通过可调节法兰管进行调节；反吹气源的压力要大于烟气压力，反吹气源流量要满足吹扫要求，避免高温、高湿度烟气在镜片上结露或入发射端损坏电路板，且气源要进行除油除水处理；2、密封要严密，发射端的罩盖、调整窗密封要严密，避免灰尘等杂物进入发射端，导致精密镜片失效，聚光镜、反吹装置均应密封良好，否则会导致烟气进入发射端，导致电路板、镜片腐蚀损坏；擦拭镜片时要使用专用的鹿皮，否则易导致镜片出现划痕或遗留灰尘。,校准注意事项,校准注意事项1）必须拆下发射端到实验室进行校验，避免烟气或空气中灰尘影响校准效果；2）拆探头只需拆除发射端和反吹装置连接处的四条螺栓，严禁松动或紧固反吹装置和可调节法兰管的三条螺栓，避免光点出现偏差，甚至无法对光；3）、校准前打开发射端罩盖，擦拭内部光学镜片，检查聚光镜处密封组件是否密封良好；4）校准时反射器和发射端的距离一定要与实际烟道宽度一致，否则会导致测量出现偏差；5）校准时使用的反射器镜片必须是现场在线测量时使用的反射镜片，否则校准会出现偏差。,常见故障及处理方法,1、异常波动，原因1）发射端或反射段镜片结露，需要检查气源皮质和压力；2）发射端镜片附着灰尘，需要擦拭镜片；3）光电转换板松动或光电转换传感器损坏，重新校正光路或更换光电转换板；3）发光二极管固定螺丝松动，需要紧固固定螺丝；4）发光二极管老化，导致光强波动，需要更换发光二极管；5）主板故障导致发光二极管电压不稳，需要更换主板；6）烟道振动大，导致光点无法对准光圈中心。2、光点消失，原因1）由于烟道振动或变形导致调节螺栓松动，重新对光并紧固调节螺栓；2）发射器、反射镜片受污染；3）烟气烟尘高；4）烟气内蒸汽较多。,抽取式颗粒物浓度测量仪表原理,抽取式颗粒物浓度测量仪表原理,测量结构原理：取样风机（可调速），以一定的速度将洁净空气注入射流取样器，从而产生负压，将烟道样气从取样探头处抽取到雾化腔室，水汽在雾化腔室内经加热（一般加热到270组左右）气化后进入测量单元，进行颗粒物的测量。零空气和烟道样气混合后由尾气排放口注入烟道。其以射流取样及高温雾化腔室完成对烟道气的采集及预处理，达到常规探头正常运行所需的外部条件，从而顺利实现对湿烟气中颗粒物的实时在线测量。测量原理是基于颗粒物对激光的前向散射法。,参数描述,a符合国际通用的测试方法（ISO9096-2003）及中国现行的法规。b通过德国TUV认证和中国环保产品认证CCEPc全自动仪表的零点、满度校验，并记录校验数据d仪表的光学部件污染情况进行实时监测，并提示客户及时维护e对雾化腔室和采样泵的状态进行实时监测，并给出相应报警信息f采用变频的射流泵，可以根据现场流速反馈，实时跟踪流速，进行等速取样，防止过采样及少采样。g测量粉尘的范围015mg/m3（扩展量程为0-7.5mg/m3/0-30mg/m3）可根据现场工况设置量程k最低检出限小于0.1mg/m3l测量精度2%m响应时间：1Sp适用烟气流速：130m/sq分析仪与气室内与烟气接触部分采用哈氏合金r.具有远程协助功能，可以远程登录并且快速诊断系统出现的异常状态s.4x4-20mA模拟量输出。,氧量分析仪测量原理,氧化锆工作原理,氧化锆维护注意事项,注意事项：1、加热器一般只允许选择115V或90V；2、尽量降低断电次数，避免温度剧烈变化；3、各部件连接处密封良好；4、标气管不能存在泄漏的情况，入口会导致堵塞，出口会导致氧量偏高；5、标定时标气流量不能过大；6、严禁更换锆管时淋湿锆管，雨雪天气尽量不要更换锆管，否则必须做好防止淋湿锆管的出措施；7、出口氧锆管严禁在未加热到正常锆管工作温度情况下降探头插入烟道；拆除氧探头时必须先将探头抽出烟道外，然后断电；常见故障及处理：1、锆管老化，更换锆管；老化的原因：铂电极氧化、多孔电极堵塞、氧化锆失效。2、标气管漏气，检查更换标气管；3、加热器不加热；更换加热器或初始化仪表参数。4、探头堵塞，清理探头，加装防堵装置；特殊故障：烟道导致参比气氧浓度降低，氧量相对显示偏高；,脱硫系统常用风量测量装置及原理：,热导式风量装置原理：插入式热式质量流量计的传感器包含两个传感元件，一个速度传感器（测温元件+加热丝）和一个温度传感器。它们自动地补偿和校正气体温度变化。仪表的电加热部分将速度传感器加热到高于工艺温度的某个值，使速度传感器和测量工况温度的传感器之间形成恒定温差。当保持温差不便时，电加热消耗的能量，也可以是说热消散值，与流过的气体的质量流量成正比。,热导式风量测量仪,热导式风量测量仪,风量测量装置（皮托管）,风量测量装置（皮托管）工作原理,风量测量装置（皮托管）分为L型和S型皮托管，测量时将皮托管流速计探头插入管路中，并使全压和背压探头中心轴线处于过流断面中心且与流线方向一致，全压探头测孔正面应对来流，检测流体总压，并将其传递给差压变送器；同时背压探头测孔拾取节流静压也将其传递给变送器，变送器读取总、静压值，求出动压与静压差值，应用公式计算出流速数值，并将其转换成相应的流速比例电流（420mA）传送给显示仪表或计算机进行数据处理。皮托管表面均做了特殊处理，可有效避免烟气腐蚀并减少粉尘粘附。反吹电磁阀主要用于脏污气体（如锅炉排放的烟气）测量时的系统反吹控制。当探头检测孔粘附积淀灰尘污物时，电磁阀定时或按预定程序开启，将压缩空气同时接入两个取压管进行吹扫作业，正常测量时电磁阀则处于关断状态。,皮托管测量风量的计算,普通气体体积受温度和压力影响很大，因此，需要温度和压力传感器实现温压补偿，此时气体密度“”需用状态方程求得。,风量测量装置（阵列式风量测量装置原理）,阵列式风量测量装置实际是皮托管测量装置的阵列化，由于皮托管是单点取样测量，受烟道直管段长度及流速场的影响较大，往往造成风量测量线性较差，因此环保一般要求使用阵列式风量测量装置。阵列式风量测量装置取样点布满整个烟道截面，可以根据烟道尺寸增减取样点数，装置的材质使用的是904合金，而且具有很好的防堵功能，因此阵列式风量测量装置又称为防堵防腐截面式风量测量装置。其流速计算公式与皮托管流速仪的计算公式一致，只是流速场系数、皮托管系数、流量系数不同。,风量测量装置（阵列式风量测量装置）,环保数据传输系统,PLC工作过程,输入端子,输入映像寄存器,（）,（）,D0,M0,M0,M0,Q0,元件映像寄存器,输入采样阶段,程序执行阶段,输出刷新阶段,扫描周期,PLC控制系统的基本结构,配套软件名称,配套软件名称：1）通讯平台软件：RSLinx；2）Logix系列PLC编程软件：RSLogix5000；3）网络规划软件（控制网）：RSNetWorxforControlNet；4）网络规划软件（以太网）：RSNetWorxforEtherNet-IP；5）网络规划软件（设备网）：RSNetWorxforDeviceNet；6）上位机软件：RSView32（托电现场使用Intouch9.0）；7）PenelViewPlus触摸屏软件：RSViewStudioforSE(ME)；8）Insql(8.0)历史站数据库软件；,编程软件与硬件版本号对应关系,热控供电系统,自动控制系统构成,自动控制系统逻辑编程语言,PLC自动控制系统使用的编程语言一般为梯形图、结构化文本语言、功能块语言等，其中梯形图是最常用的编程语言，具有直观、快捷的优点。梯形图语言中常用的指令包括：位指令（触点型指令）、开关量输出指令、比较指令、延时指令、取反指令、计算指令、PID指令等。常见的自动控制系统有液位自动控制、流量自动控制、温度自动控制、压力自动控制等。实现系统自动控制的优点：1、减少人员手动操作量；2、控制精度更高；3、避免超标、溢流的事故；4、有利于节能降耗；5、有利于更好保护设备，提高设备使用寿命。,PID自动控制模块的工作原理,PID模块工作原理,PID模块是通过比较设定值和现场过程量的偏差来实现自动调节的，对偏差信号进行比例、积分、微分运算后得出输出信号，当设定值与过程量的偏差满足设定死区时PID模块停止动作。直到偏差大于设定的死区值时再开始调节。比例环节：成比例地反映控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生，控制器立即产生控制作用，以减小偏差。积分环节：主要用于消除静差，提高系统的无差度。积分作用的强弱取决于积分时间常数T,T越大，积分作用越弱，反之则越强。微分环节：反映偏差信号的变化趋势，并能在偏差信号变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速度，减少调节时间。,PID模块工作方式及主要参数设置,PID模块的三种工作方式：1、手动模式2、软件手动模式3、软件自动模式PID模块的参数设置：1、正反向控制（SP-PV还是PV-SP）2、比例、积分、微分系数设置（系数一定要逐渐增加，否则造成剧烈波动）3、死区的设置4、跟踪量的设置（是出口硫还是补浆流量）5、静态或随动设定值的设置6、串级调节的设置（是串级调节还是单级调节，即主辅调节器的设置）,脱硫补浆自动调节系统的构成,其中理论供浆量计算公式如下：二氧化硫消减量*风量*浆液含固量*100/64*钙硫比/石灰石纯度主要逻辑及保护：1、出口硫高于145或150时连锁全开补浆调节门；2、补浆调节门指令与反馈偏差超过15%延时25s切手动；3、入口硫、出口硫、入口风量坏点切手动；4、分析仪表校准时退出自动调节。,电除尘工作原理,电除尘器的工作原理利用直流高压电源产生的强电场，使气体电离，进而使悬浮尘粒荷电，荷电尘粒在电场力的作用下使悬浮尘粒从气体中分离出来。电除尘器的净化烟气的过程描述（1）气体的电离和粉尘荷电。在电晕极与收尘极之间施加直流高电压(一般为负高压)，使电晕极附近的气体电离(即电晕放电)，产生成大量正负离子。在电晕区(其范围一般限于距电晕极周围23mm处)内，正离子立即被电晕极(负极)吸引过去，负离子则因受电场力的驱使向收尘极(正极)移动，并充满到两极间的绝大部分空间。含尘气流通过电场空间时，负离子与粉尘碰撞并附在其上，使粉尘荷电。（2）粉尘的沉积。荷电粉尘在电场中受库仑力的作用被驱向收尘极，到达收尘极后，放出负电荷并沉积在其上。（3）清灰。收尘极表面上的粉尘沉积到一定厚度后，用机械振打等方法将其除去，使之落人下部灰斗中。电晕极也会附着少量粉尘，隔一定时间也需要进行清灰。,实现电除尘的基本条件,（1）由电晕极和收尘极组成的电场应是极不均匀的电场，以实现气体的局部电离。（2）具有在两电极之间施加足够高电压，能提供足够大电流的高压直流电源，为电晕放电、尘粒荷电和捕集提供充足的动力。（3）电除尘器应具备密闭的外壳，保证含尘气流从电场内部通过。（4）气体中应含有电负性气体（诸如：O2、SO2、Cl2、NH3、H2O等），以便在电场中产生足够多的负离子，满足尘粒荷电的需要。（5）气体流速不能过高或电场长度不能太短，以保证荷电尘粒向电极驱进所需的时间。（6）具备保证电极清洁和防止二次扬尘的清灰和卸灰装置。,影响电场荷电的因素及比电阻的影响,影响电场荷电的因素粒径和介电常数电场强度和离子密度一般粒子的荷电时间仅为0.1s，相当于气流在除尘器内流动1020cm所需要的时间，一般可以认为粒子进入除尘器后立刻达到了饱和电荷粉尘的比电阻对电除尘器的效率有很大的影响。粉尘比电阻小，导电性好；比电阻大，导电性差。比电阻过小的粉尘(例如炭黑粉尘)到达收尘极后，很快释放出负电荷而成为中性，失去吸力，因而易于从收尘极上脱落，重返气流，使除尘效率降低。比电阻过大的粉尘到达收尘极后，负电荷不能很快释放而逐渐积存于收尘极上，这就可能产生两种影响：一是由于粉尘仍保持其负极性，它排斥随后向收尘极运动的粉尘粘附在其上，使除尘效率下降；二是使粉尘层与收尘极之间形成电位差，粉尘层越厚，电位差越大。如果粉尘层中有裂缝，空气存在于裂缝中，粉尘层与收尘极之间就会形成一个高