热风炉含氧量在线监测,对穿激光气体分析仪PUE-9000

一.项目背景和工艺要求 在转炉煤气回收系统中，需要在引风机前/后安装气体分析仪用于检测煤气中CO 和O2 含量，当浓度符合要求时则回收煤气，否则经三通阀燃烧放散。气体分析仪的主要目的有两个：1、回收合格煤气；2、避免煤气中的氧气含量过高导致在回收或使用中发生危险。 目前本工艺点一般安装的是抽取式气体分析仪，抽取式分析仪表存在以下问题： 1、仪器响应时间长 抽取式气体分析仪表需将气体从工艺管道中抽取出来经过较长的管线送至安全位置，然后对气体进行滤尘，滤水等处理后进入分析仪表进行分析。从取出样气到仪表示值（即响应时间）需要花费 60-120 秒。 在回收前段时间内，当煤气已达到回收要求，而仪表相应时间滞后 60-120 秒，导致高热值煤气不能回收，每炉钢白白浪费近 1200 方煤气（回收系统气体流速设计约 10m/S），一年浪费近 3000 万方高热值煤气。 在回收后段时间内，煤气热值已不能达到要求，氧含量逐渐升高。仪表却滞后 60-120 秒才能显现出来，导致回收了大量不合格含氧煤气，存在潜在的安全问题。 2、维护量大，运行成本高 抽取式气体分析仪表存在许多活动及过滤部件，需经常维护给现场人员增加工作量，同时还需要经常更换滤芯，电磁阀等零件设备维护费用高。夏天气温较高时，预处理系统中的冷凝器不能正常工作，样气中的水分不能除去，导致分析仪表测量结果不准确，仪表发生损坏等问题。 二.项目方案设计 PUE-9000 激光气体分析仪表采用原位安装方式，直接安装在工艺管道上， 分别用于检测转炉煤气中 O2 含量以及 CO 含量。不需要采样预处理系统，可以很好地避免取样系统复杂、取样管路易堵塞、分析滞后、维护费用高等问题。仪表的响应速度小于一秒，每年可多回收 3000 万方煤气，按 0.15 元/立 方计算，仪表更换后此处工艺每年可为公司节省生产成本 450 万元。同时回收的煤气皆为合格煤气，不存在含氧量高的安全隐患。 三：产品介绍 PUE-9000 激光气体分析仪基于国际良好的可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS，Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy），该技术利用半导体激光器窄线宽、可调谐的特性（如图一激光光源频宽为红外分光光源的 1/106），对气体分子的单个吸收谱线进行分析。通过调制半导体激光器的工作电流来调制激光频率，使半导体激光器发射的特定波长的激光束在穿过测量管道时，被所测气体选频吸收，发生激光强度衰减，利用锁相放大器对接收端光电探测器探测的光信号进行解调，并结合气体浓度和红外或激光吸收光谱之间存在的Beer-Lambert[1]关系，获得被测气体的浓度。 四：系统优点 （1）*采样预处理系统，克服粉尘、焦油等堵塞采样探头问题 （2）不受背景气体交叉干扰 半导体激光器发射的激光谱宽很窄，远小于被测气体单吸收谱线宽度，其波长扫描范围仅包含被测气体的单吸收谱线， 不包含其他气体组分的吸收谱线，从原理上避免了背景气体组分对待测气体的交叉吸收干扰。 （3）响应速度快 激光在线气体分析系统实现在线测量和秒级响应，实时反映过程气体浓度，避免了采样预处理滞后带来安全隐患。 （4）测量精度高 系统采用实时在线测量的工作模式，气体信息不易失真， 测量值为气体线平均浓度，与采样点取点浓度相比具有更高的测量精度。 （5）抗干扰能力强 半导体激光的波长可通过调节工作电流而被改变，使激光波长既扫描过有气体吸收的区域，也扫描过没有气体吸收的区域。当波长位于吸收区域时可测得包含气体和粉尘在内的总透光率 T 总，当波长位于无气体吸收区域时可以测得粉尘透光率T 粉尘，从而可以准确获得被测气体的透光率 T 气体 =T 总/ T 粉尘。使仪表具有在高温、高粉尘、高水分、高腐蚀性、高流速等恶劣测量环境下的良好适应性。 （6）隔爆防爆型式，安全系数高 设备通过国家防爆电器产品质量监督检测中心检测，同时仪器还通过了机械检查、冲击试验、IP 实验、温度试验、热剧变实验、外科耐压实验、内部点燃不传爆实验等七项测试，安全系数高。 （7）维护、标定简单 激光在线气体分析系统的年标定次数为传统分析仪的1/4~1/8，维护工作简单到只需擦净光学视窗。 综上所述，激光气体分析仪比非分光红外等传统采样气体分析系统具备更强的环境适应性，并且由于原位式安装省却了采样预处理装置，结构简单、无运动部件，维护标定方便、可靠性高，响应速度快而准确，大大提升了在线过程气体检测的水平。

1.项目介绍 西安博纯科技有限公司推出的烟气挥发性**物排放连续在线监测系统，可以实时在线连续监测总烃、甲烷、非甲烷总烃、苯系物、烟气温度、压力、流速、湿度、氧气相关参数，并统计排放率、排放总量等，从而对测量到的数据进行有效管理。 现场应用场景图如下，系统具有现场数据实时传送、远程故障诊断、报表统计和图形数据分析等功能，组网灵活，运行成本低。同时，系统采用模块化结构，组合方便，并且能够完全满足与企业内部的DCS系统和**数据系统通讯的要求。 2.项目执行标准 本系统的设计、制造、验收规范主要按下列标准和技术规范进行： 《分析仪器通用技术条件》GB12519-2010 《大气污染物综合排放标准》GB16297-2012 《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996 《固定污染源废气非甲烷总烃连续监测系统技术要求及检测方法》HJ 1013-2018 《固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行）》 HJ/T75-2017 《污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准》HJ/T212 《固定污染源废气 总烃、甲烷、非甲烷总烃、甲烷和非甲烷总烃、甲烷、非甲烷总烃的测定 气相色谱法》HJ/T38-2017 《固定污染源废气检测技术规范》HJ/T 397 《排污单位自行监测技术指南总则》HJ819-2017 《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》DB31/881-2015 《江苏省化学工业挥发性**物排放标准》DB32-3151-2016 浙江《化学合成类制药工业大气污染物排放标准》DB33 2015-2016 《上海市固定污染源非甲烷总烃、甲烷、非甲烷总烃在线监测系统安装及联网技术要求（试行）》（以下简称规范） 《宁波市工业污染源挥发性**物在线自动监测系统安装技术指南（试行）》（以下简称规范）甬环发[2016]80号 《关于印发台州市VOC废气排放在线监测工况要求等三个文件的通知》台环保〔2017〕125号 《固定污染源VOCs在线监测系统标准》Q/VLT17-2017 3.系统方案 3.1测量项目 烟气中的总烃、甲烷、非甲烷总烃、苯系物；温度、压力、流速；湿度、氧气； 3.2测量方法 烟气采样方法：完全抽取+高温法 甲烷/总烃/非甲烷总烃/苯系物监测方法：气相色谱法GC+FID 氧气：氧化锆法 湿度：传感器法 温度测量方法：温度传感器 压力测量方法：压力传感器 流速测量方法：差压法（皮托管） 3.3系统组成 系统由挥发性**物总烃、甲烷、非甲烷总烃、苯系物监测子系统、烟气参数（温度、压力、流速、氧气、湿度）监测子系统以及数据采集与处理子系统构成。 挥发性**物监测系统主要由采样探头、伴热管线、预处理单元、VOC分析仪、电控单元（包含氢气发生器、空气发生器）组成，测量时烟气由机柜内的高温采样泵抽取，样气全程保温在120℃（可设置到180℃），经由采样探头、伴热管线、除尘过滤器后通入VOC分析仪进行测量，仪表内部的样品管路在120℃。为保证测量的长期准确性，系统集成有零气和标气。定期对系统进行零点和量程标定。 烟气参数监测子系统主要由温压流一体化对烟气的温度、压力、流速进行测量。烟气温度采用铂电阻温度传感器测量；烟气的压力采用高精度隔离膜压力传感器测量；烟气流速采用皮托管法流速计测量，通过测量烟气流动中的全压和静压，得到烟气的流速。氧气采用氧化锆原理测量，湿度采用电容式传感器进行测量。 数据采集与处理子系统由工控机和系统监测软件构成。系统监测软件安装于工控机内，用于监测和汇总所有的气体浓度信息和工作状态信息，同时生成报表、存储数据、记录历史数据、与**联网通信等功能。传输单元安装于机柜内部，将测量的参数转换成4～20mA、RS485信号、或是以太网通讯送给客户的DCS系统。 3.4使用环境条件 系统可以在恶劣的环境下长期安全运行，系统运行满足以下条件： 供电电压：220(±10%) V AC/(50-60) Hz 分析小屋内的系统部件环境温度：（5～35）℃ 分析小屋外的系统部件环境温度：（-30～60）℃ 湿度：(0-90%)RH 气压：（86～106）kPa 烟气温度：≤400℃ 所有设备的总用电量（KW）：主机柜功率≤2 KW，伴热管功率为60W/m 设备仪表风用气量：200L/min，压力0.4-0.7MPa，无油，无水，露点-20℃。 为延长设备的使用寿命，建议分析小屋内配备空调，并保证温度在18-25℃之间。 3.5外观设计标准 系统贴有产品铭牌，铭牌上标有仪器名称、型号、生产单位、出厂编号、制造日期。 系统仪器各零部件连接可靠，表面无明显缺陷，各操作按钮使用灵活，定位准确。 系统仪器各显示部分的刻度、数字清晰，涂色牢固，没有影响读数的缺陷。 系统仪器外壳耐腐蚀、密封性能良好。 注：具体测量量程可根据买方需求和应用工况确定 3.6系统特点 系统采用了多项*创性的技术，系统主要具有以下特点： 采用气相色谱法，是国际公认的VOC检测方法，满足美国EPA标准的技术要求； 系统采用全热法，从采样到分析全程高温，*除水，有效避免样品损失，保证监测数据准确可靠，符合美国、欧盟的标准；针对特殊高湿度场合，除去用全过程高温伴热外，减少采样距离，降低采样流量，避免样品损失。 采样管线、主流路器件选用抗腐蚀和惰性化的材料，减少样品吸附，数据可信度高；针对特殊腐蚀性厉害场合，采样气路采用PTFE涂层，提高仪器耐腐蚀性。 具备自动吹扫功能，可自动去除滤芯表面的粉尘，延长滤芯使用寿命；针对特殊高粉尘场合，采用特殊反吹系统，加强反吹压力、提高反吹频率进行解决。 可监测总烃、甲烷、非甲烷总烃、和定制上百种**废气，满足不同客户的监测需求； 4.3数据采集与处理子系统 4.3.1概述 仪表操作人员在办公室内可以通过安装在电脑上的VL-3000VOC在线监测系统软件监控查询所有测量信息和系统工作状态信息。上位机软件同时生成国家**要求的报表通过数据远传单元（GPRS、Internet等）传送到环保行政主管部门，上位机也可以连接DCS单元实现与企业内部的DCS联网。 4.3.2在线监测系统软件功能介绍 数据输监控和转换功能 屏幕画面能显示过程变量的实时数据和设备运行状态。 具备按照环保标准制表和打印日报、月报、年报表功能。 数据的存储和检索功能 硬件能存储不低于5年以上的分钟数据报表、小时数据报表、日报表、月报表、系统报警记录和系统操作记录。 能够检索任意时间点的监测数据和任意时间段的报表。 监测参数设置功能 可设置各测量数据的报警上下限 可设置管道横断面面积 系统具有多级管理权限，可以根据需要设置管理权限和登陆密码。 数据远传功能 选择合适数据远传单元，利用当地网络与**环保信息平台通信，上报监测数据 与企业内部DCS联网 与DCS联网单元结合，向企业内部的DCS输送浓度数据和报警信息。

一、技术方案 1 1.1 系统建设的总体原则 1 1.2 监测指标 1 1.3 系统实现的功能 1 1.4 废水自动监控系统基本组成 1 二、在线监测系统组成 2 W5100HB数据采集仪 2 2.1 PH计 4 2.2 COD在线分析仪  5 2.3 氨氮在线监测仪 6 2.4 流量计 8 2.5 总磷在线分析仪 9 2.6 总氮在线分析仪 10 三、总排口规范和监测方式规范 12 3.1 总排口规范化 12 3.2监测设备工作控制间（简称站房）建设 13 3.3 系统的强电安装 14 3.4 系统的弱电安装 14 3.5 在线自动监测设备取水与预处理系统 15 3.6 在线自动监测设备安装调试 16 四、培训承诺 16 五、质量保证及技术力量 17 5.1质量保证 17 5.2技术力量 17 六、售后服务承诺 18 七、 仪器安装准备说明 18 一、技术方案 1.1 系统建设的总体原则 本套废水自动监控系统是企业环保信息化建设的重要组成部分,在企业生产过程中的处理工艺及生产流程起到至关重要的作用。我公司从贵方信息体系建设的全局考虑，对方案进行了全面仔细的论证；我们认为：系统必须起点高、设计先进科学、管理使用方便、并具备良好的可扩充性，同时要符合国家环境污染源自动监控相关技术标准。因此，系统建设必须重点考虑以下原则： 先进性与可靠性原则 系统采用的监测技术必须先进，系统必须准确、稳定、安全运行，监测数据准确、可靠。 实用性与经济性原则 系统设计首先应考虑实用性、易于操作管理和维护。在监测设备的选型方面，采用可靠性好、维护费用低、性价比高的监测仪器设备。 开放性与标准化原则 系统的总体设计，应采用开放式的网络结构，使系统易于扩充，并为以后的发展预留可扩充接口；同时，系统网络选用的通信协议和设备接口标准符合国家通用标准。 1.2 监测指标 根据环保管理和污染总量控制的要求，需对废水排放的如下指标和参数进行自动连续监测，具体监测项目为： COD ，氨氮，总磷，总氮，流量，PH。 1.3 系统实现的功能  COD ，氨氮，总磷，总氮，流量，PH 排放浓度的自动在线监测,废水PH的自动在线监测。 监测数据自动远程传输与管理。 1.4 废水自动监控系统基本组成 整个系统主要由采样与测试子系统、数据采集及处理子系统、数据远程传输子系统、中心站计算机管理子系统及报警子系统所组成。 采样与测试子系统：采集、输送废水及检测污染物，显示各监测指标的自动监控数据。 数据采集及处理子系统：按一定的时间间隔采集及存贮测量到的各监测指标数据，计算废水污染物排放率、排放量，显示各种参数。 数据远程传输子系统：通过企业局域网（或ADSL、GPRS网络）将数据远程传输至监测中心站计算机。 中心站计算机管理子系统：将现场机采集上传的监测数据进行自动存贮、处理与统计分析，并进行各种图形显示，通过局域网各工作站实现数据共享与管理。 整个系统的基本运行方式： 在线监测仪以特定时间间隔检测到的数据在岗位操作室进行显示与打印，并贮存于数据采集与控制器中，同时数据采集与控制器通过ADSL、GPRS无线网络或局域网(LAN)定时将监测数据上传送到中心站计算机并将数据存贮于该机的数据库中，系统程序将监测数据进行显示、查询、统计分析、报表输出等，局域网中运行系统程序的工作站通过对中心站计算机的数据调用进行监控与管理。当监测到的污染物指标数据**过设定的报警**，数据采集与控制器立即在岗位操作室报警，同时自动向中心站计算机上传监测数据，中心站计算机及各工作站将以声音形式报警。系统通讯参数及报警**可进行调整，系统可以实现长期连续的安全稳定运行。 二、在线监测系统组成 要保证废水自动监控系统安全、稳定、准确的运行，并对排放废水进行及时准确的自动监控，为后续的环境保护工作和优化生产工艺提供准确、有效的数据，确保污染物达标排放；我们必须建设一个质量可靠、设计科学、经济实用的废水自动监控系统。 根据上节对系统建设总体原则的阐述，结合我公司多年承建“废水自动监控系统”的丰富经验和先进的理念，并在仔细考虑贵方技术要求和全面考察监测现场情况基础上；方案对系统组成设备做如下选型。 W5100HB数据采集仪 （一）软硬件简介 W5100HB在硬件上，具备了原生的485接口和多达 8个RS232串口，并在电气上进行了大量的干扰隔离。在硬件上确保系统的 稳定性和可靠性。 在软件上，放弃了自定义了中讯自制协议，统一使用国标兼容协议（ HJ/T212-2005），支持485通讯，使用全分离，全独立模块设计，每个模 块有自己的执行时间片，互补干扰，较大地提高软件运行的可靠性，在基础数据的存储上，引入了数据库 (SQLite)支持。

PH在线监测 2.1 PH计 2.1.1应用 工业控制仪表是用于测试PH值的精密仪表，其功能全.性能稳定.操作简便等特点，使其成为工业企业测试和控制PH领域的理想仪表。 系列仪表可配各种类型PH电极。 2.1.2仪器特点： LCD(液晶)显示、采用高性能CPU芯片、高精度AD转换技术和SMT贴片技术，完成多参数测量、温度补偿、量程转换、仪表精度高，重复性好。 电流输出和报警继电器采用光电耦合隔离技术，抗干扰性能强，实现远传。 报警信号隔离输出，报警上、下限可任意设定，报警滞后撤销。 2.1.3技术参数： 测量范围： 0-14pH 温度补偿范围：自动：0～100℃，手动：0～80℃ 分辨率： 0.01pH ，0.1℃ 精度： ±0.05pH, ±0.03℃ 报警继电器： AC220V, 3A, 报警信号隔离输出 电流隔离输出：可调4～20mA（负载＜750Ω） 通讯接口： RS485（选配） 电源： AC220V, 50Hz±1 Hz 仪表工作条件：环境温度0～60℃，相对湿度≤90％ 防护等级： IP65 重量： 0.6Kg 外形尺寸： 96（长）×96（宽）×115（深）mm 开孔尺寸： 91×91mm

3.6 在线自动监测设备安装调试 在贵方完成排污口的规范化完成，建成符合监测设备工作要求并可以使用后，我公司将安排经验丰富的技术工程师严格的按照“废水自动监控设备”安装操作规程和相关工程安装安全注意事项，优质、高效的完成系统设备的安装调试，确保各项技术指标和功能的实现。 四、培训承诺 我方承诺对贵方的技术人员进行该控制系统的维修、故障处理能力进行培训。 1、培训计划和内容如下： 序号 培训内容 计划人天数 培训教师构成 地 点 备 注 职称 人数 1 系统的原理及功能 1/1 工程师 1 安装现场 2 简单故障的判断及维护 工程师 1 安装现场 3 实际操作 工程师 1 安装现场 2、培训的教材及相关资料，由我方提前交给买方，经其确认后方可使用。 3、培训课程的安排，由我方提出，经买方认可后执行。 4、我方结合安装调试、验收等阶段，免费对使用单位技术人员的操作、维修、保养等方面进行培训，直至能熟练独立操作。 五、质量保证及技术力量 5.1质量保证 （1）我公司有完善的ISO9001质量管理体系，是ISO9001：2008国际质量管理体系认证单位。设备研发、制造和采购均有严格的质量**措施。 （2）我公司保证我方提供的货物是全新的，，并在各个方面符合国家相关法律规定的质量、规格和性能要求； （3）我公司保证在合同规定的质量保证期内，对提供的产品因设计、工艺、制造、安装、调试或材料缺陷及所有因卖方责任引起的任何缺陷、故障和损坏负责赔偿； （4）我公司提供的系统质量保证期为发货之日起12个月。在质保期内，如货物的质量或规格与合同规定不符合，买方有权根据合同履行地技术监督部门出具的检验证书和投标方在投标时提出的价格，在质量保证期内向我方提出索赔； （5）我公司承诺对提供设备的技术性能和产品质量担保； （6）我公司保证所提供的设备符合*人民共和国工业安全、卫生、环保、劳动保护等有关法律法规的规定。 5.2技术力量 环境在线监测是一个交叉性很强的学科，涉及到环境工程、化学分析、自控、电子、电工、机电一体化、通讯等多个专业复杂的领域。因而对研发及管理人员的要求很高。 公司自成立以来，一直致力于为环境管理提供符合国情的经济型解决方案。基于环境在线监测领域学科的交叉性，我公司在技术人员的配置上多选用复合型、高素质人才。公司员工全部具备大学专科以上学历，其中高级工程师以上5人。与全国各大科研院所、各大高校建立了合作关系，如华东理工大学、江南大学大学、河海大学等。聘请了一批既具有现场实践经验又具备专业特长的技术骨干作为公司智囊团成员，以便公司及时把握科技发展方向和利用较新的科技技术。 六、售后服务承诺 （1）定期回访各污染源在线监测系统运行维护情况。 （2）接到使用单位无法排除故障的通知后，我们保证按照双方合约派人到现场进行问题的排除。 （3）我们将为用户提供免费的操作指导和技术咨询，帮助用户正确使用污染源在线监测系统并利用其提供的数据科学的管理环保处理设施。 七、仪器安装准备说明 在线监测仪器安装前，需贵方大力配合和准备的工作列举如下： 1、仪器房面积为10平方米，需配置空调一只，用以保持仪器房温度为25度左右； 2、仪器房供电须具备，单独接地，配备防雷模块； 3、请贵公司出具仪器房至取水口管路铺设要求，我公司使用Φ25的PPR管。如需要其他特殊要求，请提前沟通。 4、由于外部配套管道安装工程量比较大，故烦请贵方安排好工作人员，配合我方技术人员指导安装。

总磷（TP）在线自动监测仪 一、原理 在高温、高压条件下，用过硫酸钾消解试样，试样中所有含磷化合物全部转 为正磷酸盐（测量正磷酸盐*此步骤）。在5%-8%的硝酸溶液中，正磷酸 盐与偏钒酸铵和钼酸铵形成可溶性的磷钒钼黄络合物，在特定波长处测定其 吸光度，该吸光度与试样的正磷酸盐浓度成线性关系。依此关系，可将该吸 光度转化为试样的总磷（TP）或正磷酸盐（PO4）浓度值。 二、产品特点 全新光电定量技术不受色度大、悬浮物多、气泡多等干扰的影响，可靠性及精度高，抗干扰能力强。 检测精度高、测量下限低、仪器长期漂移量小。 具有一键自测功能和自我诊断功能。 采用单通道高集成阀组，维护和清洗简单快捷。 全天候联网功能，随时随地监控仪表运行状态。 具备报警功能、质控功能和反控功能。 具备自动清洗功能和自动校准功能。 具备整点测量、间隔测量和外部控制测量。 掉电恢复后自动工作。 故障和缺试剂（样品）自动提示和自动复位功能。 具备故障记录功能。 可保存3年以上历史数据。 满足清洗液与废液分开排液 三、技术参数 测量方法：钼酸铵分光光度法（HJ670-2013） 测量量程：0-2 mg/L ；0-10 mg/L ；0-50 mg/L ；量程可定制 示值误差： ≤±3% 检 出 限： 0.010mg/L 重 复 性： ≤±3% 废 液 量：4.5mL/次 记忆效应： ≤±1% 实际水样比对：±8% 恒温时间：900秒 电压稳定性：≤±5% 测量周期： 39分钟 校准周期：任意*时间 维护周期： ≥720h/次 维护工作量： ＜2小时/月 试剂消耗：3个月/500ml 显示输出： 配置有10.1寸彩色液晶触摸屏 显色温度：推荐温度为120℃，可根据实际水样情况设置 数据导出：测量值可以通过USB口导入U盘中保存 信号输出：RS485/RS232/USB接口/标配2路4-20mA输出/标配两路开关量输入、输出 环境要求：温度可控的室内，建议温度（5-28℃），湿度≦90%（不结露） 电源及功率：（220V±22）V/AC，(50±0.5Hz)，5A，150W 仪器尺寸：上机柜600*450*300mm；上机柜700*450*300mm工作电压:
结构特征:数字仪表

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