【導(dǎo)讀】煉焦業(yè)是煤炭工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的延續(xù)。對于煤炭大省的山西省來說，煉焦業(yè)能否健康發(fā)展是涉及到山西省國計民生的大事。環(huán)境的破壞力極大。煉焦業(yè)的污染問題是廣受山西省及各地、縣政府。因為山西省是全國仍至全球最大的煉焦省。份，由煉焦所造成的大氣污染也頗受黨中央、國務(wù)院及世界的關(guān)注。塵設(shè)備，強化煉焦工藝的尾部治理，使焦?fàn)t的大氣污染得到一定改觀。各級環(huán)境保護部門是環(huán)境的管理者和執(zhí)法者。依據(jù)國家環(huán)?？偩帧１O(jiān)測數(shù)據(jù)滯后，觀察結(jié)果無法定量，其。境污染照樣繼續(xù)；據(jù)產(chǎn)量或依據(jù)安裝環(huán)保設(shè)備的情況征收排污費。這種不受實際排污情。況進行檢查，從長遠看環(huán)境監(jiān)察的成本在不斷提高；合理性，甚至導(dǎo)致腐敗，誰和環(huán)保官員關(guān)系好，誰就可以少繳排污費，甚至逃避監(jiān)督和檢查；放在煉焦、環(huán)保設(shè)備的開發(fā)、選型上，嚴(yán)重影響環(huán)境管理。國家規(guī)定各種煤礦。必須配備瓦斯（安全）在線監(jiān)測系統(tǒng)。各焦化廠也應(yīng)配備在線連續(xù)實?！吨腥A人民共和國大氣污染防治法》；

　　

【正文】 試的內(nèi)容有顆粒物濃度和二氧化硫（ SO2）濃度。由于焦?fàn)t爐體的遮擋，出焦時污染氣體受 1800風(fēng)的影響，所以出焦車除塵系統(tǒng)的集氣罩四周是污染氣體的泄漏口，本系統(tǒng)在集氣罩三邊設(shè)置 6個放大采集口，采集口由電磁閥（ 6）和集氣口（ 7）組成。放大采集口上連管線（ 5），上連管線將測試氣體順到恒溫監(jiān)測室（ 1）內(nèi)的貯氣罐（ 8）中，供顆粒物濃度測試儀（ 2）和 SO2 濃度測試儀（ 3）測試。 當(dāng)所有放大采集口全部打開時風(fēng)泵系統(tǒng)（ 4）吸進的氣體為 6個 采集口的混合氣體，用于測量平均值。 出焦監(jiān)測集氣及測試原理圖見圖 14。 出焦監(jiān)測控制和 PLC（ CPLC）的輸入輸出見圖 15。 出焦空氣污染測試原理說明 符號說明 CDCFi： 出焦電磁閥、開關(guān)量控制信號； i 為序號 CLL12： 出焦抽氣流量信號（模擬量）； 12 為序號 61 RS232： 計算機標(biāo)準(zhǔn)串行通訊信號 UIM 卡： CDMA 通訊終端準(zhǔn)入卡 MODEM： 適用于 CDMA通信調(diào)制解調(diào)器 CDMA： 碼分多址 ，聯(lián)通 C 網(wǎng)的主控方式 CG： 出焦開始信號，取自于攔焦車上 （開關(guān)量） CPLC： 出焦測試所用可編程控制器 CFG： 出焦抽氣風(fēng)機控制信號（開關(guān)量） CST： 出焦控制室溫度（模擬量） CSO2： SO2濃度（模擬量） CKL: 顆粒物濃度 （數(shù)字量） 測試內(nèi)容 顆粒物濃度 （ CKL） b、 SO2濃度（ CSO2） 測試過程 a、 當(dāng)攔焦車行駛到應(yīng)出焦的爐門時，對位停車，駕駛員進行導(dǎo)焦柵操作，產(chǎn)生出焦開始信號（ CG）， CPLC 接到 CG 信號，首先發(fā)出其中 1個集氣電磁閥的開啟信號和 CDCF9電磁閥開啟信號，電磁閥開啟。 CDCF16＝ f（風(fēng)向） b、 CPLC 通過開關(guān)量輸出接口發(fā)出風(fēng)機啟動信號（ CFG），抽風(fēng)機啟動，運行 x 秒鐘，保證管道中舊氣抽完，新氣準(zhǔn)確到達顆粒物測試 62 儀和 SO2測試儀前。 風(fēng)流路徑長度 選中電磁閥距 CDCF9 電磁閥長度 X= ＝ 風(fēng)流流速 f（ CLL1） c、 CPLC 停止抽風(fēng)機抽風(fēng)，關(guān)閉 CDCF9。 d、 開啟 CDCF7， CPLC通過 RS232 接口發(fā)命令，顆粒物測試儀抽風(fēng)、采 樣，測試顆粒物濃度。 達到取樣時間后（取樣時間由顆粒物測試儀供貨廠家提供）， CPLC發(fā)出關(guān)閉 CDCF7電磁閥信號。 f、 CPLC根據(jù) SO2 測試儀累計測試時間判斷是否應(yīng)該標(biāo)定，若應(yīng)該標(biāo)定，則 CPLC 發(fā)出打開 ZDCF10電磁閥信號， SO2 測試儀進行自我標(biāo)定測試，測試結(jié)果送 CPLC， CPLC經(jīng)過計算求出 SO2 測試時的 K值。測試完后，關(guān)閉 ZDCF10。 g、 若不應(yīng)該標(biāo)定， CPLC 發(fā)出開啟 CDCF8 電磁閥信號， CPLC 通過RS232 接口發(fā)出命令， SO2測試儀開始測試。 h、 全部打 開所有閥門，測試出焦時顆粒物濃度及 SO2濃度平均值 i、達到取樣時間后（取樣時間由 SO2測試儀供貨廠家提供）， CPLC發(fā)出關(guān)閉 CDCF8電磁閥信號，出焦測試取樣全部完成。 63 顆粒物測試儀及 SO2測試儀完成數(shù)據(jù)測試后，通過 RS232 接口將數(shù)據(jù)返回 CPLC。 CPLC 按系統(tǒng)約定將顆粒物濃度及 SO2濃度發(fā)回中控機。 CPLC 系統(tǒng)初始化時，保證將出焦系統(tǒng)的 9 個閥門全部處于關(guān)閉狀態(tài)。 故障診斷 a、抽風(fēng)機工作時，系統(tǒng)同時測量 CLL1及 CLL2，從原理上來說 CLL1及 CLL2的值應(yīng)保持在合理的誤差范圍內(nèi)，若超出誤差，則有 可能其中1 臺控板流計出問題。系統(tǒng)提示：流量測量故障。 b、 打開 1個集氣閥門開始抽風(fēng)， CLL1 及 CLL2全部沒有信號，在抽風(fēng)總閥門無故障狀態(tài)下，系統(tǒng)提示：第 n 節(jié)閥門故障。 n指所打開閥門的序號。 c、 連續(xù)打開 3 個以上的閥門， CLL1 及 CLL2 均沒信號， CDCF9 閥門有故障。系統(tǒng)提示：抽風(fēng)總閥門有故障。 d、 在顆粒物采樣過程中， CLL1 沒有信號， CDCF7 閥門出故障。系統(tǒng)提示：顆粒物總閥有故障。 e、 在 SO2采樣過程中， CLL1 沒有信號， CDCF8 閥門出故障。系統(tǒng)提示： SO2 總閥有故障。 f、 正常情況下 CLL1及 CLL2的值有 1個確定范圍。超過范圍，系統(tǒng)提示：控板應(yīng)清洗。范圍值由控板計算書提供。 g、 CST 為出焦控制室溫度，超限時，系統(tǒng)提示：出焦控制室溫度 64 超限。 h、 在抽氣過程中，管道中預(yù)抽風(fēng)風(fēng)量有 1 個上限值 ，若越值，則判斷有的閥門關(guān)不住。系統(tǒng)提示：閥門泄漏。 出焦空氣污染測試軟件原理框圖 等于 不等于 上位機發(fā)開焦檢測開始命令 CPLC 初始化： 記錄運行初始時間，并累計運行時間，將所有閥門置關(guān)閉狀態(tài)，顆粒物測試儀抽氣泵置關(guān)閉狀態(tài)，抽風(fēng)機置關(guān)閉狀態(tài)。 CPLC 向上位機要風(fēng)向參數(shù) 根據(jù)風(fēng)向參數(shù)計算 應(yīng)開啟閥門 CDCFi 開始出焦信號（ CG） =1 ？ a g f 65 66 Y 啟動下風(fēng)向閥門 CDCFi＝ 1 a 延遲 2 秒鐘 啟動抽風(fēng)機前閥門 CDCF9＝ 1 延遲 2 秒鐘 啟動抽風(fēng)機 CFG＝ 1 延遲 5 秒鐘 取溫度（ WD）度 WD 越限 ？ 取兩個流量計 CLL1 及 CLL2 的值 b N 67 68 是 不在 是 是 不是 不是 是 不在 不在 是 在 b CLL1下限 ？ CLL2下限 ？ CLL1 在正常值范圍？ ？ CLL2 在正常值范圍？ 啟動除 CDCFi 以外任一閥門 ZLL2下限 ？ CLL1下限 ？ 不是 向上位機報告：CLL2 應(yīng)清洗 向上位機報告：CLL1 應(yīng)清洗 CLL1CLL2 在正常范圍？ 向上位機報告：流量計出錯 等待五秒鐘 關(guān)閉抽風(fēng)機 CFG＝ 0 c 延遲兩秒鐘 取 CLL1 及 CLL2的值 向上位機報告：抽風(fēng)機前總閥門 CDCF9出錯，人工干預(yù) 等待五秒鐘 69 N Y N Y N 重取計數(shù)器清“ 0” 發(fā)開泵命令 等 待 c 關(guān)閉抽風(fēng)機前閥門CDCF9=0 重取命令 ？ Y 重取計數(shù)器清“ 0” 等 待 校驗和正確 ？ d 重取計數(shù)器加 1 等于 3 ？ 向上位機報告：顆粒物測試儀啟動命令送不出 ｈ ｅ 70 不等于 等于 重取計數(shù)器加 1 等于 3 ？ 發(fā)重取數(shù)據(jù)命令 e 等 待 h 向上位機報告：顆粒物數(shù)據(jù)取不回 71 d 顆粒物濃度數(shù)據(jù)處理 關(guān)測試儀泵 等待 2 秒鐘 SO2 標(biāo)定 ? 開啟 CDCF10 測 試標(biāo)準(zhǔn) SO2 測試數(shù)據(jù)送 CPLC 等待 5 秒鐘 等待 2 秒鐘 開啟 ZDCF8 測試 SO2 等待 5 秒鐘 i 72 Y 夠 不夠 系統(tǒng)提示 : 攔焦車恒溫機房溫度越限 關(guān) CDCFi＝ 0 夠 1 小時 ？ f g i 數(shù)據(jù)送 CPLC SO2 數(shù)據(jù)處理 開啟 CDCF16 等待 2 秒鐘 重復(fù) a 到 h 程序 取 CST 超限 ? 73 顆粒物濃度數(shù)據(jù)處理及 SO2 濃度數(shù)據(jù)處理，即統(tǒng)一濃度數(shù)據(jù)的進制，并將其按通 訊協(xié)議打包。 與顆粒物監(jiān)測儀通訊協(xié)議 CPLC 與顆粒物監(jiān)測儀通訊協(xié)議和 HPLC 與顆粒物監(jiān)測儀通信協(xié)議相同。 爐門泄漏氣體監(jiān)測的機電原理 爐門泄漏氣體監(jiān)測的機電裝置，如圖 16，放大采集口（ 9）分別安裝在機側(cè)（ 4）或焦側(cè)（ 5）的管路下。對準(zhǔn)每一個爐門上方，因為根據(jù)爐門煙氣泄漏的機理，泄漏煙氣受 1800風(fēng)向的影響，絕大部門是從泄漏處沿導(dǎo)邊向上上升。放大采集口上裝有電磁閥（ 7）， MPLC 根據(jù)數(shù)字模型控制其開停。 機側(cè)管路和焦側(cè)管路通過三通閥（ 6）將被測氣體 引到恒溫監(jiān)測室（ 1）向貯氣罐（ 8），其動力為風(fēng)泵（ 3），通過氣體成份監(jiān)測儀（ CH4監(jiān)測儀）進行監(jiān)測。 爐門泄漏氣體測試原理說明 爐門監(jiān)測集氣及測試原理圖見圖 17。 爐門監(jiān)測控制和 PLC（ MPLC）的輸入輸出見圖 18。 （ 1）由于爐門泄漏煙氣大多數(shù)是從泄漏處沿導(dǎo)邊和爐柱、爐體所形成的 U 型槽向上上升，其受風(fēng)向的影響還比較小，在本方案中還考慮采用三口集氣方式（圖 19）進行泄漏氣體采樣。 74 （ 2）焦?fàn)t在出焦、裝煤過程中，爐門口上方煙氣太大，溫度過高，所以在爐門泄漏監(jiān)測時，依靠攔焦車定位系統(tǒng)和出焦、裝煤操作規(guī) 律，將監(jiān)測口選擇在遠離出焦、裝煤炭化室的地方，本方案如下： 當(dāng)攔焦炭化室號（由 CPLC 監(jiān)測，送到中控機，再由中控機送到MPLC）大于 52時，被選擇的炭化室為攔焦炭化室號減去 52；當(dāng)攔焦炭化室號小于 52時，被選擇的炭化室號為攔焦炭化室號加上 52，且小于最大炭化室號。 （ 3）機側(cè)、焦側(cè)集氣管路在進入三通閥之前加測管道內(nèi)氣體溫度，當(dāng)溫度越限時暫不測試，用以保護三通閥后的閥門和測試儀安全。 （ 4）符號說明 MDCF0m：機側(cè)第 m號電磁閥； m=1～最大炭化室號，其中不包括含“ 0”的數(shù)； MDCF1m：焦側(cè)第 m個電磁閥 ， m=1～最大炭化室號，其中不包括含“ 0”的數(shù)； FT： 變送器 MLL1： 管導(dǎo)控板 MLL2： 抽風(fēng)機控板 MWDN1： 機側(cè)溫度 MWDN2： 焦側(cè)溫度 MDCF2m+1：三通閥 MDCF2m+2：抽風(fēng)機閥 75 MDCF2m+3：監(jiān)測儀閥 MDCF2m+4：標(biāo)準(zhǔn)氣體閥 MXL： 泄漏氣體 MFG： 抽風(fēng)機 爐門泄漏氣體測試控制器 （ 1）爐門泄漏氣體測試控制器（ MPLC），要求大容量的開關(guān)量（ 256點）輸入和 16點模擬量輸入， MPLC與上位機的連接不同于 HPLC、 ZPLC和 CPLC 采用無線通信方式，而是采用有線通信方式連法。見圖 18 （ 2） MPLC除完成主功能爐門泄漏測試外，兼采集氣象數(shù)據(jù)（溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、照度）這些數(shù)據(jù)送到上位機，上位機將相關(guān)的數(shù)據(jù)送到不同的 PLC 做其控制變量，或者上位機數(shù)據(jù)處理使用。 （ 3）符號說明 (除 以外 ) MWDW：室外溫度 MSD： 室外濕度 MFX： 風(fēng)向 MFS： 風(fēng)速 MQY： 氣壓 MZD： 光照度 爐門泄漏氣體測試測控過程 （ 1） MPLC 在做系統(tǒng)初始化時，將系統(tǒng)中的所有閥門均置于關(guān)閉狀態(tài)， MDCF2m+1 的三通閥置于機側(cè)開啟狀態(tài)。 76 （ 2）和上位機通信，索要最近出焦的炭化室號，計算應(yīng)測炭化室號（ MDCFi）。 （ 3）開啟 MDCFi，判斷溫度是否超限，若超限，系統(tǒng)返回，不超限繼續(xù)。 （ 4）順序開啟風(fēng)機閥門 MDCF2m+2 和風(fēng)機 MFG，待穩(wěn)定。 （ 5）穩(wěn)定后，順序關(guān)閉 MFG 和 MDCF2m+2。 （ 6）開啟 MDCF2m+3 泄漏氣體閥門，測試儀開始測試，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后， MPLC取回數(shù)據(jù)。 （ 7）將三通閥求反，焦側(cè)開啟，機側(cè)關(guān)閉。 （ 8）重復(fù)（ 3）～（ 6）。 （ 9）每隔一定時間（暫定 24 小時）， CH4 測試儀用標(biāo)準(zhǔn)氣體校驗一次，求得一個新 K 值。 （ 10）測試控制的啟始時間為攔焦車定位信號。 爐門泄漏測控軟件原理 77 Y Y N 上位機向 MPLC 發(fā)起動命令 系統(tǒng)初始化： 將 所 有 爐 門 上 方 閥 門 關(guān) 閉MDCF001～ 0m=MDCF101～ 1mM=0；將機 側(cè) 、 焦 側(cè) 轉(zhuǎn) 換 閥 門 關(guān) 閉MDCF2m+1=0；將泄漏氣體測試儀保護閥關(guān)閉 MDCF2m+3=0；將抽風(fēng)機前閥門關(guān)閉 MDCF2m+2=0；將抽風(fēng)機停機：MFG=0；記錄