煙氣排放連續監測系統為海上和陸上監控應用節省了時(shí)間和金錢(qián)。——艾默生過(guò)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Kim Hyo Young

    監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、煉油行業(yè)的過(guò)程加熱器和硫焚燒裝置、工業(yè)鍋爐、水泥窯爐、熱電廠(chǎng)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(guān)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(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，這些船舶在安裝監控系統時(shí)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(mǎn)足區域的法規要求，但是這些裝置面臨環(huán)境的挑戰，例如來(lái)自海鹽環(huán)境的腐蝕，因此需要改變系統的配置。

    像亞洲所有行業(yè)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(huán)境，適用的解決方案是簡(jiǎn)單、高性?xún)r(jià)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(wú)線(xiàn)方案。

    操作性能

    對于亞洲造船和船舶工程公司來(lái)說(shuō)，CEMS設備能夠使其改善浮式生產(chǎn)儲卸油船（FPSO）的操作性能，滿(mǎn)足法規要求，對FPSO船上發(fā)動(dòng)機產(chǎn)生的氣態(tài)排放組合物進(jìn)行實(shí)時(shí)排放監測。

    CEMS的安裝使操作人員可以監測船舶燃料燃燒產(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，因為這些參數需要滿(mǎn)足國際的船運標準。

    為浮式生產(chǎn)儲卸油船選擇的CEMS系統應該是一套定制的系統，分析來(lái)自不同流路的采樣氣體，由于這些流路的采樣氣體充滿(mǎn)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(tài)。

    因此，所有采樣流路需要從采樣點(diǎn)開(kāi)始就進(jìn)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(xiàn)。采樣處理系統的用途是對樣氣進(jìn)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(gè)采樣點(diǎn)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(zhì)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(dòng)氣動(dòng)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(diǎn)的采樣過(guò)濾器。反吹功能是在采樣處理系統的設計中實(shí)現的，目的是清洗各采樣點(diǎn)的采樣過(guò)濾器。此外，整個(gè)系統的電氣元件要滿(mǎn)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(huán)境溫度可以高達50ºC。

    空調占據空間，并產(chǎn)生熱量，而滿(mǎn)足ATEX的認證需求則意味著(zhù)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(jiǎn)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(gè)應用，其位于東南亞。危險廢物收集處理的關(guān)鍵是如何讓CEMS也能滿(mǎn)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(jìn)行日報，因此需要連續監測。

    同時(shí)，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(dòng)。但是，現在安裝有線(xiàn)的CEMS系統，如果以后系統有可能搬遷，則這將是一個(gè)低效、浪費的預算，針對這種裝置，無(wú)線(xiàn)配置方案是一種創(chuàng )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(jìn)行處理。CEMS系統包含過(guò)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(wú)線(xiàn)適配器接至每臺分析儀，系統將數據無(wú)線(xiàn)傳輸至控制室。

    系統采用IEC 62591（無(wú)線(xiàn)HART）國際標準的工業(yè)無(wú)線(xiàn)通訊的優(yōu)勢，在其自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )拓撲中，網(wǎng)絡(luò )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(gè)設備之間出現通訊干擾，則網(wǎng)絡(luò )會(huì )自動(dòng)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(wú)線(xiàn)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(gè)案例，不論是有線(xiàn)方案還是無(wú)線(xiàn)方案，在整個(gè)亞洲地區，CEMS都是滿(mǎn)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(guò)加入無(wú)線(xiàn)方案，還可以極大地降低項目的時(shí)間成本。

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