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案例頻道 煙氣排放連續監測系統為海上和陸上監控應用節省了時間和金錢。——艾默生過程管理亞太分析部分析儀器和解決方案業務發展總監Kim Hyo Young
監測燃料燃燒效率和煙氣排放是許多行業的共同需求，電力行業的大型鍋爐和汽輪機、煉油行業的過程加熱器和硫焚燒裝置、工業鍋爐、水泥窯爐、熱電廠都需要精確、合規的排放監測。
由于國際海事組織（IMO）更為嚴格的監管要求，排放監測也正在成為海洋應用更為關鍵的檢測需求。
海運公司因能源成本上漲利益受到損害，因此需要精確測量船舶的燃料流量，包括：浮式生產儲卸油船（FPSO）和其它航海船舶。同時，由于操作需求以及極其有限的空間，這些船舶在安裝監控系統時也面臨一些挑戰。
同樣，陸上海運裝置也需要密集的排放控制，以滿足區域的法規要求，但是這些裝置面臨環境的挑戰，例如來自海鹽環境的腐蝕，因此需要改變系統的配置。
像亞洲所有行業的裝置一樣，海上安裝排放監測系統具有很高的挖電纜溝成本，其限制了排放監測系統的潛在擴展和變更。針對這些挑戰的環境，適用的解決方案是簡單、高性價比的連續排放監測系統（CEMS），在有些情況下，理想的連續排放監測解決方案可以采用無線方案。
操作性能
對于亞洲造船和船舶工程公司來說，CEMS設備能夠使其改善浮式生產儲卸油船（FPSO）的操作性能，滿足法規要求，對FPSO船上發動機產生的氣態排放組合物進行實時排放監測。
CEMS的安裝使操作人員可以監測船舶燃料燃燒產生的排放煙氣，該信息有助于確定是否需要對煙氣進行洗滌，以減少CO2、NOx和SO2的排放，因為這些參數需要滿足國際的船運標準。
為浮式生產儲卸油船選擇的CEMS系統應該是一套定制的系統，分析來自不同流路的采樣氣體，由于這些流路的采樣氣體充滿了水分，所以必須適當考慮予以去除，以確保所有采樣流路的組分都是氣態。
因此，所有采樣流路需要從采樣點開始就進行拌熱保溫，以防止出現不必要的冷凝，并且在系統中要使用AISI 904L采樣管線。采樣處理系統的用途是對樣氣進行適當處理，使樣氣適應不同分析儀對每種單獨氣體組分的分析。
采樣系統的設計旨在確保系統能夠快速響應每個采樣點樣氣的變化。采樣處理系統和分析儀通常放置在IP65全天候的CEMS防護裝置內，防護裝置的材質是316不銹鋼。系統中內置的可編程控制器（PLC）用于執行采樣處理系統的特定功能。
系統按需請求PLC啟動氣動反吹，因為CEMS系統的特征是顆粒物含量較高，可能堵塞各采樣點的采樣過濾器。反吹功能是在采樣處理系統的設計中實現的，目的是清洗各采樣點的采樣過濾器。此外，整個系統的電氣元件要滿足ATEX Zone 1、Gas Group IIA標準。
緊湊布置的FPSO船空間有限，不允許放置分析小屋，因此最好使用防爆的CEMS系統，因為它的占地面積比較小。此外，CEMS系統中使用的分析儀不需要空調，因為艾默生分析儀器設計的適用環境溫度可以高達50ºC。
空調占據空間，并產生熱量，而滿足ATEX的認證需求則意味著使用成本更高的空調系統。獨立自足的CEMS系統具有良好的簡便性和可靠性，使其成為苛刻海洋應用（部署了FPSO船）的理想選擇。
污染接收裝置
陸上海洋污染接收裝置是另一個應用，其位于東南亞。危險廢物收集處理的關鍵是如何讓CEMS也能滿足這些具有挑戰性的應用需求，監管機構要求焚燒爐的排放數據要進行日報，因此需要連續監測。
同時，污染接收裝置需要靈活的系統，如果今后裝置擴展需要搬遷控制室或其它設施，則CEMS系統可以方便地移動。但是，現在安裝有線的CEMS系統，如果以后系統有可能搬遷，則這將是一個低效、浪費的預算，針對這種裝置，無線配置方案是一種創新的解決方案。
至于艦載CEMS，設計用于該裝置的CEMS系統的采樣探頭從煙道中抽取氣體，然后用采樣處理系統進行處理。CEMS系統包含過程氣體分析儀、氧/可燃性氣體分析儀、以及根據應用所需的不透光度分析儀（煙塵儀），無線適配器接至每臺分析儀，系統將數據無線傳輸至控制室。
系統采用IEC 62591（無線HART）國際標準的工業無線通訊的優勢，在其自組織網狀網絡拓撲中，網絡中的每臺設備都可以將信息傳遞給相鄰的設備，所以，如果兩個設備之間出現通訊干擾，則網絡會自動提供備用路徑。
因此，改變裝置布局不再干擾數據傳輸路徑，正是由于無線系統的這一高靈活性，裝置可以重新安排CEMS的位置，根據需求擴展分析測量參數。
海事應用是CEMS工作靈活、成本效益高的一個案例，不論是有線方案還是無線方案，在整個亞洲地區，CEMS都是滿足特定國家排放報告要求的理想解決方案。煙氣連續排放監測系統不僅可以節省安裝費用和操作成本，而且通過加入無線方案，還可以極大地降低項目的時間成本。
（文章發表在2013年9月Industrial Automation Asia刊物上）
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號