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    煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)為海上和陸上監(jiān)控應(yīng)用節(jié)省了時(shí)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(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Kim Hyo Young

    監(jiān)測燃料燃燒效率和煙氣排放是許多行業(yè)的共同需求，電力行業(yè)的大型鍋爐和汽輪機(jī)、煉油行業(yè)的過程加熱器和硫焚燒裝置、工業(yè)鍋爐、水泥窯爐、熱電廠都需要精確、合規(guī)的排放監(jiān)測。

    由于國際海事組織（IMO）更為嚴(yán)格的監(jiān)管要求，排放監(jiān)測也正在成為海洋應(yīng)用更為關(guān)鍵的檢測需求。

    海運(yùn)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(chǎn)儲卸油船（FPSO）和其它航海船舶。同時(shí)，由于操作需求以及極其有限的空間，這些船舶在安裝監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)也面臨一些挑戰(zhàn)。

    同樣，陸上海運(yùn)裝置也需要密集的排放控制，以滿足區(qū)域的法規(guī)要求，但是這些裝置面臨環(huán)境的挑戰(zhàn)，例如來自海鹽環(huán)境的腐蝕，因此需要改變系統(tǒng)的配置。

    像亞洲所有行業(yè)的裝置一樣，海上安裝排放監(jiān)測系統(tǒng)具有很高的挖電纜溝成本，其限制了排放監(jiān)測系統(tǒng)的潛在擴(kuò)展和變更。針對這些挑戰(zhàn)的環(huán)境，適用的解決方案是簡單、高性價(jià)比的連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS），在有些情況下，理想的連續(xù)排放監(jiān)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(shè)備能夠使其改善浮式生產(chǎn)儲卸油船（FPSO）的操作性能，滿足法規(guī)要求，對FPSO船上發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的氣態(tài)排放組合物進(jìn)行實(shí)時(shí)排放監(jiān)測。

    CEMS的安裝使操作人員可以監(jiān)測船舶燃料燃燒產(chǎn)生的排放煙氣，該信息有助于確定是否需要對煙氣進(jìn)行洗滌，以減少CO2、NOx和SO2的排放，因?yàn)檫@些參數(shù)需要滿足國際的船運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)。

    為浮式生產(chǎn)儲卸油船選擇的CEMS系統(tǒng)應(yīng)該是一套定制的系統(tǒng)，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(dāng)考慮予以去除，以確保所有采樣流路的組分都是氣態(tài)。

    因此，所有采樣流路需要從采樣點(diǎn)開始就進(jìn)行拌熱保溫，以防止出現(xiàn)不必要的冷凝，并且在系統(tǒng)中要使用AISI 904L采樣管線。采樣處理系統(tǒng)的用途是對樣氣進(jìn)行適當(dāng)處理，使樣氣適應(yīng)不同分析儀對每種單獨(dú)氣體組分的分析。

    采樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在確保系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)每個(gè)采樣點(diǎn)樣氣的變化。采樣處理系統(tǒng)和分析儀通常放置在IP65全天候的CEMS防護(hù)裝置內(nèi)，防護(hù)裝置的材質(zhì)是316不銹鋼。系統(tǒng)中內(nèi)置的可編程控制器（PLC）用于執(zhí)行采樣處理系統(tǒng)的特定功能。

    系統(tǒng)按需請求PLC啟動氣動反吹，因?yàn)镃EMS系統(tǒng)的特征是顆粒物含量較高，可能堵塞各采樣點(diǎn)的采樣過濾器。反吹功能是在采樣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的，目的是清洗各采樣點(diǎn)的采樣過濾器。此外，整個(gè)系統(tǒng)的電氣元件要滿足ATEX Zone 1、Gas Group IIA標(biāo)準(zhǔn)。

    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(tǒng)，因?yàn)樗恼嫉孛娣e比較小。此外，CEMS系統(tǒng)中使用的分析儀不需要空調(diào)，因?yàn)榘治鰞x器設(shè)計(jì)的適用環(huán)境溫度可以高達(dá)50ºC。

    空調(diào)占據(jù)空間，并產(chǎn)生熱量，而滿足ATEX的認(rèn)證需求則意味著使用成本更高的空調(diào)系統(tǒng)。獨(dú)立自足的CEMS系統(tǒng)具有良好的簡便性和可靠性，使其成為苛刻海洋應(yīng)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(gè)應(yīng)用，其位于東南亞。危險(xiǎn)廢物收集處理的關(guān)鍵是如何讓CEMS也能滿足這些具有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用需求，監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求焚燒爐的排放數(shù)據(jù)要進(jìn)行日報(bào)，因此需要連續(xù)監(jiān)測。

    同時(shí)，污染接收裝置需要靈活的系統(tǒng)，如果今后裝置擴(kuò)展需要搬遷控制室或其它設(shè)施，則CEMS系統(tǒng)可以方便地移動。但是，現(xiàn)在安裝有線的CEMS系統(tǒng)，如果以后系統(tǒng)有可能搬遷，則這將是一個(gè)低效、浪費(fèi)的預(yù)算，針對這種裝置，無線配置方案是一種創(chuàng)新的解決方案。

    至于艦載CEMS，設(shè)計(jì)用于該裝置的CEMS系統(tǒng)的采樣探頭從煙道中抽取氣體，然后用采樣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。CEMS系統(tǒng)包含過程氣體分析儀、氧/可燃性氣體分析儀、以及根據(jù)應(yīng)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(tǒng)將數(shù)據(jù)無線傳輸至控制室。

    系統(tǒng)采用IEC 62591（無線HART）國際標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)無線通訊的優(yōu)勢，在其自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲校W(wǎng)絡(luò)中的每臺設(shè)備都可以將信息傳遞給相鄰的設(shè)備，所以，如果兩個(gè)設(shè)備之間出現(xiàn)通訊干擾，則網(wǎng)絡(luò)會自動提供備用路徑。

    因此，改變裝置布局不再干擾數(shù)據(jù)傳輸路徑，正是由于無線系統(tǒng)的這一高靈活性，裝置可以重新安排CEMS的位置，根據(jù)需求擴(kuò)展分析測量參數(shù)。

    海事應(yīng)用是CEMS工作靈活、成本效益高的一個(gè)案例，不論是有線方案還是無線方案，在整個(gè)亞洲地區(qū)，CEMS都是滿足特定國家排放報(bào)告要求的理想解決方案。煙氣連續(xù)排放監(jiān)測系統(tǒng)不僅可以節(jié)省安裝費(fèi)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(xiàng)目的時(shí)間成本。

（文章發(fā)表在2013年9月Industrial Automation Asia刊物上）