案例分析
應用背景
隨著國內環(huán)保意識的增強，對粉塵顆粒物的排放的要求日益嚴格。而作為環(huán)保意識和技術都十分先進的美國則有許多經(jīng)驗值得我們借鑒。自1970年代以來，隨著凈氣法案的實施，美國EPA為每個行業(yè)制訂了具體的排放標準，粉塵顆粒物是嚴格監(jiān)控的污染物之一。然而依靠傳統(tǒng)的連續(xù)濁度監(jiān)測儀(COM)來測量固體顆粒物在氣體中的濃度是非常不準確和不可靠的，所以在執(zhí)行顆粒物排放標準的過程中出現(xiàn)了很多爭議。例如在再生鉛熔煉行業(yè)，位于Boss, Missouri的Doe Run再生鉛熔煉廠就陷入了這樣的困境：EPA為此廠制訂的顆粒物排放標準是濁度小于3% ，可是連續(xù)濁度監(jiān)測儀(COM)在濁度為10%以下并不能可靠工作，這樣不但顆粒物排放執(zhí)法失去了依據(jù)，也給監(jiān)管部門和企業(yè)造成了矛盾。除此以外，由于連續(xù)濁度監(jiān)測儀(COM)反應不夠靈敏和迅速，即使在排放標準濁度較高、濁度儀可提供有效數(shù)據(jù)的條件下，濁度儀也只能提供排放超標處罰的依據(jù)，而不能幫助企業(yè)及早發(fā)現(xiàn)除塵器故障，及時維護，從而在根本上避免超標排放事故的發(fā)生。
奧本系統(tǒng)公司于二十世紀七十年代首先開創(chuàng)微電荷(靜電)顆粒物感應技術，基于此項技術的粉塵濃度儀和除塵器泄漏檢測系統(tǒng)(BLD)于七十年代末、八十年代初就作為除塵器維護和優(yōu)化的工具而被廣泛采用。基于靜電顆粒物感應技術的測塵設備有著靈敏度更高，檢測范圍更寬，響應時間更短，更穩(wěn)定，更易于維護，并且可檢測更小的顆粒(小于1 微米)等優(yōu)點，所以工業(yè)界開始自下而上地要求使用除塵器泄漏檢測系統(tǒng)(BLD)補充和替代連續(xù)濁度監(jiān)測儀(COM)作為粉塵排放執(zhí)法標準。
1995 年，USEPA(美國環(huán)保署)頒布了再生鉛熔煉行業(yè)的MACT(最可行控制技術)標準，在該標準中 USEPA 要求在除塵器的運行中必須使用以電荷感應粉塵監(jiān)測技術為基礎的除塵器泄漏檢測裝置(BLD)。MACT 標準的規(guī)范代表了USEPA 官方首次承認并推薦奧本微電荷粉塵監(jiān)測技術。自此之后，USEPA 相繼在近20 個行業(yè)的MACT(最可行控制技術)標準中要求采用除塵器泄漏檢測裝置(BLD)。作為開創(chuàng)電荷感應粉塵監(jiān)測技術的奧本公司，不但長期以來一直為USEPA 提供專業(yè)建議，并且為USEPA 撰寫了《除塵器濾袋泄漏檢測指南》，而此指南至今仍是美國袋式除塵器泄漏檢測儀的官方執(zhí)行標準。
使用除塵器泄漏在線檢測系統(tǒng)(BLD)來彌補以致替代連續(xù)濁度監(jiān)測儀(COM)有以下顯著的經(jīng)濟與社會效益：
▲利用除塵器袋漏在線檢測系統(tǒng)(BLD)，操作者可盡早發(fā)現(xiàn)除塵器故障，及時維護，從而避免傳統(tǒng)濁度儀超標報警。
▲根據(jù)電荷感應粉塵監(jiān)測所提供的歷史和實時數(shù)據(jù)，操作者可以隨時了解除塵器的性能，對布袋泄漏的位置進行定位，優(yōu)化維護程序，減少布袋的使用量，從而降低除塵器的使用和維護成本。
▲環(huán)保監(jiān)管部門可以以法規(guī)限定除塵器操作者從袋漏報警到采取相應措施的響應時間，從而在根本上避免超標排放事故發(fā)生，真正降低粉塵顆粒物的排放總量。
袋漏定位系統(tǒng)簡介
奧本袋漏定位系統(tǒng)是奧本系統(tǒng)公司以自己的高靈敏度粉塵濃度傳感器為基礎，結合在布袋除塵器行業(yè)的豐富經(jīng)驗，于上世紀90年代首先開發(fā)出來的新興技術。隨著計算機和現(xiàn)場總線通訊技術的不斷加入，袋漏定位系統(tǒng)也逐步發(fā)展成為了集袋漏報警、定位、顯示、數(shù)據(jù)記錄、分析等強大功能的布袋除塵器運行及維護管理系統(tǒng)。
袋漏定位技術是運用粉塵傳感器檢測到的信號，結合除塵器的工作原理，利用計算機進行數(shù)據(jù)傳輸和處理顯示的一種專業(yè)技術。該技術具有數(shù)據(jù)實時顯示，數(shù)據(jù)存儲，布袋檢測柱狀圖等功能特點。袋漏檢測技術能夠根據(jù)除塵器的工作原理定位到除塵器的每個箱體或布袋排，這樣可以在人工檢測到排放口出現(xiàn)濃煙超標之前就找到粉塵泄漏的部位，然后在不停機的狀況下，更換這個箱體的布袋或查找其他漏風的原因，防止了漏風問題造成的其他布袋的損壞和排放超標等一系列的問題。由于對故障區(qū)域可以精確定位，維護中并不需要把所有的布袋全部更換，從而節(jié)約布袋了的使用量，降低了工廠的生產(chǎn)成本，達到節(jié)能減排的目的。
袋漏定位系統(tǒng)原理
脈沖式布袋除塵器是通過在袋室頂部對每一排布袋依次噴吹壓縮空氣來實現(xiàn)清灰的。噴吹清灰過程在正常布袋的凈氣側也會造成局部的、暫時的粉塵濃度少量升高，而在布袋破損泄漏時，噴吹清灰過程會使凈氣側的粉塵濃度大幅度上升。布袋除塵器出口總管粉塵流量是由每個箱體或每一排被清布袋凈氣側的泄漏粉塵匯聚而成的。通過監(jiān)測除塵器出口總管粉塵流量或濃度，我們就可以得到周期性的粉塵尖峰信號，而尖峰信號的時間是與噴吹清灰脈沖的時間相對應的。通過研究除塵器清灰的時序，奧本的袋漏定位系統(tǒng)可以把每個粉塵尖峰信號與特定的排或箱體對應起來，根據(jù)尖峰信號的高度和回落時間來判斷袋漏的位置,如下圖所示。袋漏定位系統(tǒng)的組成
本系統(tǒng)由粉塵濃度傳感器系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)構成。
傳感系統(tǒng)：是袋漏檢測系統(tǒng)的精度的保證，故對此設備的要求檢測精度高，反應靈敏的粉塵傳感器，并且在安裝現(xiàn)場需要對信號的處理具有較強的抗干擾能力。
傳輸系統(tǒng)：主要包括原始信號傳輸和數(shù)據(jù)傳輸兩個部分，信號傳輸需要避免震動大，溫度高和強磁場范圍，保證信號的真實性。
自控系統(tǒng)：自動控制系統(tǒng)主要由PLC和模塊組成，在袋漏檢測系統(tǒng)中主要擔負定位的功能數(shù)據(jù)采集和信號轉換，袋漏定位的準確與否主要在這部分體現(xiàn)。
管理系統(tǒng)：主要是通過軟件對采集的數(shù)據(jù)進行分析處理，并以趨勢圖，柱狀圖等方式進行顯示和數(shù)據(jù)記錄。
2、信號傳輸處理：
由于現(xiàn)場的清灰方式為脈沖清灰方式，所以需要將各開關量信號接入PLC，同時把粉塵濃度傳感器的信號接入PLC的模擬信號輸入接口。通過PLC的PC-PPI信號線，把數(shù)據(jù)上傳電腦，在電腦上通過專門的袋漏定位軟件進行柱狀圖的方式顯示袋漏的情況和清灰的狀況。
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