钢铁企业环境在线监测技术方案

张丽

摘 要：讲述了一套污染物排放自动化监测设备，免去人工维护，设备能自动正常运转，使排放物中超标的指标得到及时有效地控制，节省人力资源，数据连续准确，设备维护量小。

关键词：检测仪；分析柜；PLC

中图分类号：F7.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0028-01

1 前言

近年来，随着工业的发展，排放到空气中的有害气体和烟尘对空气造成了严重的污染，损害人体健康。环境治理问题已成为制约经济发展和社会稳定的重要因素，是政府不可回避的首要任务，重工业的生产是环境污染的一个重要来源，污染排放指标必须得到及时有效的控制。

2 存在的问题

我厂轧钢加热炉各污染物的排放量只是由人工定期在烟道的指定位置用仪器进行测量，并手动记录和保存数据，由人工对设备进行清理和维护，落后的技术和不规范的数据已远远不能满足目前我国对排放污染物监测和控制的要求。

3 解决方案及实施

提供一套污染物排放自动化监测设备，监控工业生产设备在正常运行时加热炉排放的废气中所含有害物质是否符合排放标准的要求，由 PLC自动控制反吹系统，免去人工维护，使设备能自动正常运转，PLC对数据进行处理后显示在监测画面上，供工作人员查看和分析，以便使排放物中超标的指标得到及时有效地控制，节省人力资源，数据连续准确，设备维护量小。

整套系统如图1所示。

整套系统由采样箱、粉尘检测仪、流量检测仪、温度检测仪、压力检测仪、流量检测仪吹扫箱、分析柜、PLC、工控机、UPS电源几大部分组成。从加热炉烟道上部开三个孔分别焊接高脚法兰座，每两个孔之间相距600mm以上，用来安装采样箱（即采样探头箱）、粉尘检测仪、流量温度压力检测仪。PLC控制采样箱内的电磁阀自动吹扫采样探头。在上述设备附近安装流量检测仪吹扫箱，PLC控制吹扫箱内电磁阀自动吹扫流量检测仪的流速管。粉尘检测仪的镜头始终吹扫，不被电磁阀控制。采得的样气和各检测仪输出的电流信号输送到分析室中的分析柜，经气体分析仪对样气进行分析输出电流信号，进入PLC模拟量输入模板，烟道的粉尘检测仪、流量检测仪、温度检测仪、压力检测仪将检测到的模拟量信号都输送给PLC模拟量输入模板，PLC对信息进行处理后将所需的数据通过RS485串口送给工控机，将数据显示在工控机的监控画面上。

在采样箱中将不锈钢取气导管通过开孔伸入烟道内1m处负责抽取样气，采样箱内安装储气罐、伴热保温装置、采样探头、反吹电磁阀。储气罐接收氮气以供采样探头、流量检测仪流速管、粉尘检测仪的吹扫。流量检测仪吹扫箱内安装正压吹扫电磁阀、负压吹扫电磁阀和差压变送器。储气罐将氮气经过正压吹扫电磁阀和负压吹扫电磁阀送给流量检测仪的两根流速管，两个电磁阀接收PLC模拟量输出信号。两个电磁阀同時负责接收流量检测仪正压流速管和负压流速管气压信号并其送给差压变送器，差压变送器计算正压和负压的差值，将其转换成4～20mA电流信号，并将信号传送给PLC的模拟量输入模块。

4 工作过程及其效果简述

通过样气采集箱中的取气导管抽取烟道中的样气，通过伴热管输送到分析柜中，样气先进入冷凝系统进行除湿以满足气体分析仪对样气的要求，再进入气体分析仪进行分析，并将信号送入PLC。通过各检测仪器测量烟气中的颗粒物、温度、压力、流量、湿度，并将信号送入PLC。PLC将接收到的检测仪和气体分析仪的数据进行处理后通过RS485线缆传送给工控机，显示在监测画面上。系统设计了对设备的自动吹扫功能，PLC定时控制电磁阀打开，自动启动反吹系统，分别对采样探头和流量检测仪的流速管进行吹扫。吹扫氮气首先进入采样箱中的储气罐，再通过电磁阀的控制对样气采样探头定期进行吹扫；通过流量检测仪吹扫箱中的三通电磁阀对流量检测仪的流速管进行吹扫，通常情况下流量检测仪吹扫箱中的三通电磁阀处于关闭状态，电磁阀由流量检测仪到压差变送器的气路打开，另一气路关闭，压差变送器接收气体信号并将其转换成电流信号送给PLC，当PLC控制电磁阀打开时，由氮气到流量检测仪的气路打开，另一气路关闭，向流量检测仪的流速管吹入氮气；氮气对粉尘检测仪的镜头一直吹扫，不通过电磁阀控制。

5 本技术方案的优点

（1）PLC定时控制电磁阀打开，自动启动反吹系统，分别对采样探头和流量检测仪的流速管进行吹扫，每个电磁阀的定时周期可以根据吹扫的清洁程度手动调节，免去了人工定期检查、定期吹扫，维护工作量减小，节约人工费用。（2）实时将数据传输给工控机数据监测软件，数据监测软件集数据采集、数据处理、数据保存、数据时实显示、历史数据查询、报表打印功能于一体，为工作人员提供便利。（3）自动化程度的提高，使数据记录和设备维护工作及时有效，减少设备故障发生概率，节约设备成本，大大提高经济效益。

6 结语

采用这种自动化监测与管理技术对企业污染排放进行监控，使测得的数据更加精准及时，对排放控制更加有效。设备投入使用后企业污染排放量明显降低，为国家的环境治理工作提供了有力的保障。

参考文献

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