机械化顶装煤焦炉测控技术规范.docx
《机械化顶装煤焦炉测控技术规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械化顶装煤焦炉测控技术规范.docx（35页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
机械化顶装煤焦炉测控技术规范
机械化顶装煤焦炉测控系统技术规范
山西辰利自动化工程有限公司
2006年10月24日
前言1
1范围1
2引用标准1
3术语1
3.1标准状态1
3.2颗粒物1
3.3气态污染物2
3.3荒煤气2
3.4焦炉无组织排放烟气连续监测2
3.5焦炉无组织排放烟气连续监测系统2
3.6调试期间2
3.7检测期间3
3.8复检期间3
3.9校验期间3
2.10参比方法3
3.10相对准确度3
3.11满量程值3
3.12标定4
3.13预处理4
4炼焦炉大气污染物排放连续在线监测系统的组成和描述4
4.1可视化信息子系统7
4.2炉顶连续监测系统7
4.3装煤时连续监测系统7
4.4出焦时连续测定系统7
4.5炉门小炉门连续监测系统7
4.6出焦定位系统7
4.7气象系统7
5技术要求7
5.1外观要求7
5.2环境条件:
7
5.3供电电压：
8
5.4安全要求：
8
5.5校准8
5.6净化8
5.7系统的数据采集和处理8
5.7.1.6异常情况自动恢复功能10
5.7.1.7故障自检测功能10
5.7.2通讯系统11
5.7.2.1通讯接口的定义11
5.7.2.2协议的层次结构11
5.7.2.3协议交互的模式13
5.7.2.4超时重发机制14
5.7.2.4.1请求回应的超时14
5.7.2.4.2执行超时14
5.7.2.5控制通讯14
5.7.2.6下位机之间及下位机和智能设备仪器之间的通信方式14
5.7.2.6通讯编码15
5.7.3数据通讯及处理设备15
5.7.3.1数据传输及处理设备的拓扑结构15
5.7.3.2中控工作站数据传输及处理设备的选型要求15
5.7.3.3中控工作站基本标准：
20
5.7.3.4中控工作站基本报表：
20
5.7.3.4.1炉顶测试表20
5.7.3.4.2装煤测试表21
5.7.3.4.3拦焦测试表22
5.7.3.4.4炉门泄露测试表22
5.7.3.4.5炉盖上升管泄露测试表23
5.7.3.4.6治理设施开停表（最近5次）24
5.7.3.4.7产量显示24
5.7.3.4.8当月测试数据统计表25
5.7.3.4.9当年测试数据统计表25
5.7.3.4.10当日除尘设备运行统计表26
5.7.3.4.11当月除尘设备运行统计表26
5.7.3.4.12当年除尘设备运行统计表26
5.7.3.4.13当日产量汇总表26
5.7.3.4.14当月产量汇总表27
5.7.3.4.15当年产量汇总表27
5.7.3.5下位机数据传输及处理设备的选型要求27
5.7.3.5.1颗粒物测试仪27
5.7.3.5.2SO2浓度测试28
5.7.3.5.3H2S浓度测试28
5.7.3.5.4炉门泄露测试29
5.7.3.5.5炉盖、上升管泄露测试：
29
5.7.3.6数据传输过程及数据处理过程的计算方法规定30
5.7.4气象系统30
5.7.5数据查询和检索30
5.7.6缺失数据的处理31
6无组织排放烟气连续监测系统的安装和测定位置31
6.1可视化信息子系统31
6.2炉顶连续监测系统31
6.3装煤时连续监测系统31
6.4出焦时连续测定系统31
6.5炉门小炉门连续监测系统32
6.6出焦定位系统32
6.7气象系统32
7无组织排放烟气连续监测系统主要技术指标检测方法32
7.1一般要求32
7.1.1调试32
7.1.2检测33
7.1.3复检33
7.1.4效验33
7.2颗粒物无组织排放烟气连续监测系统主要技术指标检测34
7.3气态污染物无组织排放烟气连续监测系统主要技术指标检测34
8安装时的质量保证34
9认可和效验检测34
前言
为了执行国家、地方大气污染物排放标准。
实施大气固定污染源无组织排放污染物浓度监测及贯彻《清洁生产标准炼焦行业》指定本标准。
本标准规定了固定污染源无组织排放烟气连续监测系统的安装、主要技术指标、检测项目、检测方法和检测时的质量保证措施。
检测的主要技术指标是指把固定污染源无组织排放烟气连续监测系统分别安装到焦炉炉顶、装煤车、拦焦车上，正常运行168后，为保证获得准确的监测结果，必须要认定的指标。
技术指标的检测时段为168h,同时还要考验系统长期运行的可靠性和稳定性，因此在连续检测系统的技术指标检测合格并运行90d后，再进行一次复检。
每年应对安装在固定污染源上的连续检测系统进行一次校验检测。
1范围
1.1本技术标准规定了无组织排放烟气连续监测系统的主要技术指标、检测项目、检测方法和检测时的质量保证。
1.2本技术标准适用于监测焦炉无组织排放烟气中的颗粒物、SO2、H2S以及加煤口、上升管及炉门的泄露点数。
2引用标准
下列标准所包含的条文、通过在技术规定中引用成为本规定的条文。
GB/T16157-1996《固定污染源排气中颗粒物测定于气态污染物采用方法》
HJ/T57-2000《固定污染源排气中二氧化硫的测定定电位电解法》
GB/16171-1996《炼焦炉大气污染排放标准》
HJ/T126-2003《清洁生产标准炼焦行业》
HJ/T76-1996《固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及检测方法》
LD/98-1996《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》
3术语
3.1标准状态
标准状态是指温度273K。
压力为101325Pa条件。
3.2颗粒物
颗粒物是指燃料或燃料和其他物质燃烧、合成、分解以及各种物料在处理中所产生的悬浮于液体和烟气中的固体或液体颗粒状物质。
3.3气态污染物
气态污染物是指以气体状态分散在烟气中的各种污染物。
3.3荒煤气
在炼焦生产过程中,煤气是除焦炭以外的最重要的化工产品（煤气对干煤的产率为15～19%），炼焦炉的出炉煤气也称“荒煤气”,其中含油焦油、粗苯、氨、硫化氢、化合水等杂质。
3.4焦炉无组织排放烟气连续监测
无组织排放烟气连续监测是指对固定污染源无组织排放的颗粒物和气态污染物浓度进行连续地、实时地跟踪测定及对加煤口、上升管、炉门泄露点的连续监测，每个污染源的测定和监视时间不得少于总运行时间的75%。
3.5焦炉无组织排放烟气连续监测系统
是指连续测定颗粒物和气态污染物的浓度检测泄露点，所需的全部设备。
它由采样系统测试系统数据采集和数据处理系统三个子系统组成的监测体系。
采样系统：
采集、输送烟气。
测试系统：
检测污染物，显示污染物浓度。
数据采集和数据处理系统：
采集并处理数据，生成图谱、报表、空话子自动操作功能。
3.6调试期间
在检测无组织排放烟气连续监测系统技术指标前，未经计划外的维修、保养或调节的前提下，要求无组织排放烟气无组织排放烟气的连续监测系统的正常运行时间（不少于168h）
3.7检测期间
在未进行计划外的维修、保养或调节的前提下，检测无组织排放烟气连续检测系统的正常运行时间（不少于168h）
3.8复检期间
在无组织排放烟气连续检测系统技术指标检测合格，仪器连续运行90d以后，复检无组织排放烟气连续检测系统技术指标所要求的运行时间（不少于24h）,复检时不得进行计划外的维修、保养或调节。
3.9校验期间
对正常运行无组织排放烟气连续监测系统的技术指标进行校验所要求的运行时间（不少于24h）校验时不得进行计划外的维修、保养或调节。
2.10参比方法
国家或行业发布的标准方法。
3.10相对准确度
参比方法和无组织排放烟气连续监测系统法同步测定烟气中的污染物浓度，取同时区间的测定结果组成若干数据对，数据对之差的平均值的绝对值与参比法测定数据的平均值之比。
3.11满量程值
“FS”为“fullscale”即“满量程”的英文缩写，根据实际应用需要设置本系统的最大测量值。
通常设置为高于排放源最大排放浓度的1~2倍。
3.12标定
用标准气体和零气对对监测气体浓度的设备进行定期的检查，以确定设备时候可以正常使用。
3.13预处理
所需检测的气体不能满足仪器检测要求的情况下，需要进行相关的净化或加湿等处理才能被正常检测。
4炼焦炉大气污染物排放连续在线监测系统的组成和描述
机械化顶装煤焦炉测控系统从数据处理的角度可以分成数据采集子系统和可视化信息综合子系统。
1）数据采集子系统主要包括：
a）炉顶连续监测系统
b）装煤时连续监测系统
c）出焦时连续监测系统
d）炉门小炉门连续监测系统
e）出焦定位系统
f）气象系统
2）可视化信息综合子系统
a）主要可视模块和支撑环境
b）报表及其它可输出信息
机械化顶装煤焦炉测控系统的监测任务种类来划分，主要分两个方面：
一个是对炼焦炉无组织排放烟气有害物质浓度的监测，另一个就是对炼焦炉有害烟气泄露的监测。
测试完后需要把将相关数据通过有效实时的通信方式（有线或无线）传输到本系统的“可视化信息综合子系统”，并经过数据转化和数据处理得出测试结果储存起来。
数据采集子系统由是测试设备和控制这些测试设备的下位机组成。
测试设备包括：
滑行车车载颗粒物测试仪（HKLW）、滑行车车载摄像机（HSX）、装煤车车载颗粒物测试仪（ZKLW）、拦焦车车载颗粒物测试仪（CKLW）、SO2测试仪、激光测距传感器等。
下位机包括：
滑行车车载可编程控制器（HPLC）、装煤车车载可编程控制器（ZPLC）、拦焦车车载可编程序控制器（CPLC）。
可视化信息子系统包括计算机信息终端设备、监控中心系统（污染源自动监控中心信息管理软件和数据库等），简称中控工作站。
如下图：
4.1可视化信息子系统
4.2炉顶连续监测系统
4.3装煤时连续监测系统
4.4出焦时连续测定系统
4.5炉门小炉门连续监测系统
4.6出焦定位系统
4.7气象系统
5技术要求
5.1外观要求
5.1.1使用仪器应具有制造计量器具CMC标志和产品铭牌，铭牌上应标有仪器名称、型号、生产单位、出厂单位、制造日期。
5.1.2仪器各零部件应连接可靠，表面无明显缺陷，各操作键钮使用灵活，定位准确。
5.1.3仪器各显示部分的刻度、数字清晰、涂色牢固，不应有影响读数的缺陷。
5.1.4仪器外壳或外罩应耐腐蚀、密封性良好。
5.2环境条件:
仪器设备在以下环境中能正常工作
a）环境温度：
-20～45℃
b）相对湿度：
≤90%
c）大气压：
86～106Kpa
5.3供电电压：
AC220V±10%,频率50Hz
5.4安全要求：
5.4.1在10～35℃相对湿度≤85%的条件下，仪器电源引入与机壳之间的绝缘电阻小于20MΩ
5.4.2仪器应设有漏电保护装置，防止人生触电。
5.5校准
仪器应能用手动或自动方法进行零点漂移和量程漂移校准。
5.6净化
仪器应具有防止光学镜头、插入烟道或管道的探头被烟气污染的净化系统，净化系统能克服压力，保持光学镜头、保持光学镜头、插入烟道或管道探头的清洁。
5.7系统的数据采集和处理
系统应具有记录、储存、显示、数据处理、数据输出、打印、故障告警、安全管理和数据、图文传输功能。
仪器应设置RS232、RS422、RS485中任一种通讯接口。
5.7.1系统运行
5.7.1.1数据采集和控制
由控制中心协调各子系统的控制系统进行整体系统的运行，由各子系统的控制系统控制采样、测试、数据采集。
当系统或子系统运行不正常时发出警告信息。
5.7.1.2数据存储
所有子系统将采集到的各种原始数据传至控制中心进行数据存储。
数据存储主要是图象数据和前端数据采集部分或采集到的数据
包括以下内容：
1）整点的气象数据
2）炉顶14个采集点，各点的采样时间、采样次数、每次采样的颗粒物浓度。
3）摄像机拍摄的图象为几号炭化室的那个装煤孔、上升管的图象，第几次拍摄的，及拍摄时间。
4）装煤车为几号炭化室出焦，开始、结束时间，颗粒物、H2S浓度
拦焦车为几号炭化室出焦，开始、结束时间，颗粒物、SO2浓度
5）炉门泄露监测采样，所采样为几号炭化室那一侧炉门的气样，采样时间，所测特征气体的浓度。
原始图象数据应该至少保留一个星期。
烟气测试结果（颗粒物浓度和有害气体浓度等）以及泄漏测试结果要求保留在数据库中至少两年
可以供查询和打印。
5.7.1.3文档管理
控制中心对数据文档进行文档保存和备份,能自动生成运行参数报告、数据报告、故障时间报告、不当数据识别剔除。
5.7.1.4接口
数据应具有扩展功能，向上可以进入互联网，向下可以扩展子系统，实现多系统互连接。
5.7.1.5安全管理
管理软件是基于c/s网络数据库具有权限管理和系统控制功能。
非工作人员不能进入数据和控制中心系统。
管理权限分为两级：
1）系统管理员：
可以更改系统的设置，并对真个系统具有维护权限。
2）一般工作人员：
由系统管理员所建立，只能进行规定的工作。
工作人员所有的管理操作日志都将被记录入数据库。
定时给出各种设备的运转状况图表。
对数据库采集部分可以进行指令控制
例如各种设备的标定可以由上位机进行指令控制，并可以在数据采集部分或数据和控制中心进行修正和校准。
5.7.1.6异常情况自动恢复功能
受外界强干扰、偶然意外或掉电后又上电等情况发生时，造成系统中断，系统应能实现自动启动、自动恢复运行状态并记录出现故障的时间和恢复运行时的时间。
5.7.1.7故障自检测功能
系统的主要零部件80%应该都有通过逻辑方法自动检查的功能。
通过有效的通讯方式传输到中控工作站，向工作人员发出提示或者报警信息。
5.7.2通讯系统
系统具有数据通讯功能，能够将各子系统采集的数据及信息及时准确的传到控制中心；提供互联网接入功能，向有关部门定时传输数据和图表，并随时接受数据查询
炉门、小炉门泄漏测试部分与上位机通讯采用网线传输方式。
数据传输的速度应该达到10M以上。
数据和控制中心与各服务器及微机之间的数据传输速度要达到100M以上。
5.7.2.1通讯接口的定义
上位机与现场机实现通讯，现场机在结构上有二种类型，一种是现场监测仪器将监测、存储、通讯接口和远程传输集成为一体（如视频服务器），自身实现通讯控制功能；另一种监测仪器带有模拟输出接口或数字通讯接口，挂接于数据采集传输PLC，通过数据采集传输PLC实现数据转发。
数据采集传输PLC再通过电台的通信方式传输给上机。
5.7.2.2协议的层次结构
数据传输通讯协议对应于ISO/OSI定义的7层协议的应用层，在基于不同传输网络（该传输网络被称为本规范的基础传输层）的现场机和上位机之间提供交互通讯。
应用层依赖于所选用的传输网络，在选定的传输网络上进行应用层的数据通讯，在基础传输层已经建立的基础上，整个应用层的协议和具体的传输网络无关，使本规范适应于所有通讯介质，即介质无关性。
协议结构如下图所示：
现场机
上位机
应用层
应用层
基础传输层
基础传输层
基础传输层依据不同的传输网络有不同的实现。
目前监控系统数据传输有以下两类实现的方式：
一类是基于TCP/IP的，如：
●通用无线分组业务（GerneralPackerRadioService缩写GPRS）
●非对称数字用户环路（AsymmetricalDigitalSubscriberLoop缩写ADSL）
●码分多址（CodeDivisionMultipleAccess缩写CDMA）等
这一类方式的使用建立在TCP/IP基础之上，这时的基础传输层就是Internet的TCP/IP。
另一类是非TCP/IP的，如：
●公共电话交换网（Publicswitchedtelephonenetwork缩写PSTN）
●短消息数据通讯等
这一类方式的使用建立在点对点的通讯链路上，这时的基础传输层就是简单的点对点通讯链路。
可用下图概括上述两类情况：
传输连接建立
传输控制
层（TCP）
基础传输层
无线电台
网际层（IP）
其它
串行通讯
EIA/TIA-232
串行通讯
EIA/TIA-232
网络接口层
5.7.2.3协议交互的模式
完整的命令由请求方发起，响应方应答组成,
具体步骤如下:
1）请求方发送请求命令给响应方
2）响应方接到请求命令后应答，请求方收到应答后认为连接建立
3）响应方执行请求的操作
4）响应方通知请求方请求执行完毕
5）命令完成
5.7.2.4超时重发机制
5.7.2.4.1请求回应的超时
在一个请求命令发出后在规定的时间内未收到回应，认为超时。
超时后重发，重发规定次数后仍未收到回应认为通讯不可用，通讯结束。
超时时间根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。
超时重发次数根据具体的通讯方式和任务性质可自定义。
5.7.2.4.2执行超时
请求方在收到请求回应（或一个分包）后规定时间内未收到返回数据或命令执行结果，认为超时，命令执行失败，结束。
具体数值根据经验选取。
5.7.2.5控制通讯
上位机对下位机有控制功能，能够将控制中心的各项控制指令及时准确的传至各个子系统。
5.7.2.6下位机之间及下位机和智能设备仪器之间的通信方式
a）简化的协议
b）智能仪器厂家提供的通信协议
设计人员和智能仪器厂家共同协商所制定的通信协议
5.7.2.6通讯编码
从中控工作站到下位机群的每个设备必须有统一的编码，以方便对具体每个设备的识别。
从中控工作站到下位机群的每个子系统必须有统一的编码，以方便对具体每个子系统的识别。
5.7.3数据通讯及处理设备
5.7.3.1数据传输及处理设备的拓扑结构
5.7.3.2中控工作站数据传输及处理设备的选型要求
5.7.3.2.1硬件
数据处理硬件主要包括用于人员操作的工程师站点和用于数据处理的服务器站点
5.7.3.2.1.1微机服务器技术要求：
基本规格
设备类型机架式服务器
软盘驱动器1.44MB3.5英寸
光盘驱动器48X
主板扩展插槽（个）6
支持操作系统MicrosoftWindowsNT4.0,MicrosoftWindows2000/AdvanceServer中文版,NovellNetware5.1/6.0,RedhatLinux7.2/7.3,TurboLinux7.0,RedFlagLinux3.0,SCOUnixware7.1.1
处理器
处理器类型IntelXeon
标称主频（MHz）2800
CPU核心Prestonia
标配处理器数量1
最大处理器数量2
处理器缓存（KB）512
处理器外频（MHz）133
内存
内存类型ECCREGISTEREDDDR
标准内存容量256MB*2
最大内存容量12GB
存储
硬盘类型SCSI挑错（20分）
随机硬盘容量（GB）73GB
热插拔硬盘支持
SCSI控制器Ultra320SCSI
IDE控制器UltraATA100
网络
网卡类型/数量1000M自适应以太网卡+10/100M网卡
电气性能
电源类型1+1冗余电源
电源数量1+1
额定电压（V）100/240v
额定功率（W）460
环境参数
工作温度（℃）5-35
工作湿度20%-80%
工作高度（米）3100
存储温度（℃）-40-70
存储湿度5%-95%
存储高度（米）10600
5.7.3.2.1.2微机主要技术指标：
一般规格
台式机类型家用
处理器品牌Intel
处理器类型Pentium4
标称主频（MHz）2400
处理器核心Northwood
处理器缓存一级缓存：
20KB；二级缓存：
512KB
处理器运算位数32位
主板规格
内存类型DDR
配置内存容量（MB）256
存储设备
硬盘类型IDE
硬盘容量（GB）60
硬盘速度（rpm）7200
光驱类型DVD-ROM
光驱速度（X）16
内置软驱有
显示器
显示器类型纯平
显示器尺寸（英寸）17
视频/音频
显示卡GeForce4MX440
显存容量（MB）64
声卡集成
音箱2.1音箱
Modem/网络
调制解调器56K
网络集成
输入设备/接口
鼠标联想因特网光电鼠标
键盘个性飞梭键盘
外部端口PS/2键盘、鼠标、USB×2、COM×2、1394接口
软件系统
操作系统MicrosoftWindowsXP
附件无
外观
机箱类型ATX立式机箱
环境条件
工作温度（℃）10-30
工作湿度20-80%
存储温度（℃）-30-50
存储湿度5-95%
5.7.3.2.2软件
5.7.3.2.2.1操作系统及网络数据库
操作系统采用视窗系统（简单易用、易于操作）
数据库采用c/s结构的网络数据库
5.7.3.2.2.2图象识别及管理控制软件
图象识别应该达到在晴朗天气下用肉眼所能达到的识别的荒煤气泄漏的能力。
管理软件是基于c/s网络数据库具有权限管理和系统控制功能。
非工作人员不能进入数据和控制中心系统。
5.7.3.3中控工作站基本标准：
数据和控制中心可视化功能包括：
数据和控制中心应该具有测试对象按一定刷新间隔的监控画面，有定格，来回拖动和放大的功能。
对系统自身的不正常情况以及测试不合格等情况有报警功能。
自动生成相关报表，例如：
设备运转情况表、测试结果表、设备标定情况表等等。
灵活和方便的查询方式及打印功能。
系统应具备画面显示、表格显示、故障显示、进网功能、系统调阅功能、告知功能。
5.7.3.4中控工作站基本报表：
5.7.3.4.1炉顶测试表
序号
采样点
测试时间
测试值
是否达标
1
机
侧
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7（下风向点）
8
焦
侧
8
9
9
10
10
11
11
12
12
13
13
14
14（下风向点）
15
最大值
16
平均值
--------
-----------
5.7.3.4.2装煤测试表
序号
下风向点
下风向值
平均值
备注
颗粒物
H2S
颗粒物
H2S
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
升级会员 