في الوقت الحقيقي نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت تم تصميمه لقياس معلمات الغاز الرئيسية بشكل مستمر قبل أو أثناء أو بعد عملية إزالة الكبريت من غاز المداخن. فهو يمنح المشغلين رؤية في الوقت المناسب لتركيز ثاني أكسيد الكبريت وظروف العملية واتجاهات الانبعاثات حتى يتمكنوا من اتخاذ قرارات تشغيل مستنيرة.
تستخدم أنظمة إزالة الكبريت على نطاق واسع في توليد الطاقة، والغلايات، وإنتاج الصلب، ومصانع الأسمنت، والمعالجة الكيميائية، ومرافق تحويل النفايات إلى طاقة، والعمليات الصناعية الأخرى التي تنتج غاز المداخن المحتوي على الكبريت. لا يقوم نظام المراقبة بإزالة ثاني أكسيد الكبريت من تلقاء نفسه. وبدلاً من ذلك، فهو يوفر بيانات القياس اللازمة لتقييم أداء إزالة الكبريت، وتحديد تغييرات العملية، ودعم الإدارة المسؤولة للانبعاثات.
يجمع حل المراقبة المصمم جيدًا بين أخذ العينات التمثيلية وتكييف العينات المستقر وتحليل الغاز الموثوق به والحصول على البيانات وأجهزة الإنذار ووظائف المعايرة والوصول إلى الصيانة. يجب أن يكون التكوين النهائي مطابقًا دائمًا للتركيبة الفعلية لغاز المداخن، ودرجة الحرارة، والضغط، ومستوى الرطوبة، وتحميل الغبار، والتآكل، وموقع التثبيت، والمتطلبات المحلية المعمول بها.
ما هو نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت في الوقت الفعلي؟
يعد نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت في الوقت الفعلي أحد حلول المراقبة المستمرة لتحليل غاز المداخن المرتبط بعمليات التحكم في ثاني أكسيد الكبريت.
اعتمادًا على التطبيق، قد يقوم النظام بمراقبة ثاني أكسيد الكبريت، والأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، وأكاسيد النيتروجين، وأول أكسيد الكربون، والرطوبة، ودرجة الحرارة، والضغط، والتدفق، والظروف المتعلقة بالجسيمات. عادةً ما يكون ثاني أكسيد الكبريت هو الغاز الرئيسي المثير للقلق في تطبيقات إزالة الكبريت لأنه مؤشر رئيسي على احتراق الوقود المحتوي على الكبريت وأداء معالجة غاز المداخن.
يمكن تركيب النظام في أعلى وحدة إزالة الكبريت من غاز المداخن، أو في أسفل وحدة المعالجة، أو في مواقع متعددة. تساعد مراقبة المدخل المشغلين على فهم حالة الغاز غير المعالج. تساعدهم مراقبة المخرج على تقييم حالة الغاز المعالج ومراقبة كيفية أداء العملية بمرور الوقت.
لماذا تعتبر المراقبة في الوقت الحقيقي مهمة لإزالة الكبريت
رؤية أسرع في تغييرات العملية
يمكن أن تتغير ظروف غاز المداخن بسبب تكوين الوقود، أو حمل الغلاية، أو كفاءة الاحتراق، أو معدل تغذية الكاشف، أو أداء جهاز الامتصاص، أو درجة حرارة التشغيل، أو حالة المعدات.
تسمح البيانات في الوقت الفعلي للمشغلين بتحديد هذه التغييرات في وقت أقرب من الاختبار اليدوي الدوري وحده. يمكن أن يدعم هذا استكشاف الأخطاء وإصلاحها في الوقت المناسب وإدارة العمليات بشكل أكثر اتساقًا.
تحكم أفضل في عمليات إزالة الكبريت
في عمليات إزالة الكبريت من غاز المداخن الرطبة وشبه الجافة والجافة وغيرها، قد يحتاج المشغلون إلى موازنة عدة متغيرات. وقد تشمل هذه العوامل إمداد الكاشف، وحالة الملاط، وتدفق الغاز، وانخفاض الضغط، ودرجة الحرارة، وتركيز الأكسجين.
يوفر نظام المراقبة المستمرة البيانات اللازمة لمقارنة ظروف العملية مع اتجاهات تركيز الغاز. يساعد ذلك فريق التشغيل على تحديد ما إذا كان التغيير في قراءات ثاني أكسيد الكبريت مرتبطًا بالوقود أو الاحتراق أو أخذ العينات أو عملية المعالجة أو أداء المحلل.
دعم سجلات البيانات وإعداد التقارير
يمكن للمراقبة المستمرة إنشاء سجل بيانات مختوم زمنيًا للعمليات والصيانة والإدارة البيئية وإعداد تقارير الموقع. يمكن عرض البيانات محليًا، أو إرسالها إلى غرفة التحكم، أو تخزينها في منصة الحصول على البيانات، أو دمجها مع أنظمة التحكم في المصنع.
يعتمد توفر البيانات ومتوسط الفترات وطرق الحساب وشكل التقارير ومعايير القبول على الإطار التنظيمي المحلي والمنشأة المحددة. ولذلك يجب التحقق من تصميم النظام وفقًا لمتطلبات الموقع المعمول بها قبل التثبيت.
المكونات الرئيسية لنظام المراقبة
مسبار أخذ العينات
يقوم مسبار أخذ العينات بجمع غاز المداخن من القناة أو المكدس. موقعها مهم لأن العينة يجب أن تكون ممثلة لتيار الغاز الذي يتم قياسه.
يجب اختيار مادة المسبار، والترشيح، والتسخين، والتطهير الخلفي، وطريقة التثبيت وفقًا لدرجة حرارة الغاز، وتحميل الجسيمات، ومحتوى الرطوبة، وخطر التآكل، وضغط التشغيل.
في التطبيقات التي تحتوي على غبار أو رطوبة عالية، قد يؤدي استخدام مسبار غير مناسب إلى الانسداد أو التآكل أو حدوث خطأ في القياس. ولذلك يعد اختيار المسبار المناسب جزءًا أساسيًا من حل المراقبة الكامل.
خط عينة ساخنة
بالنسبة لأنظمة المراقبة الاستخراجية، تنتقل عينة الغاز من المسبار إلى وحدة التكييف والمحلل عبر خط العينة.
قد تكون هناك حاجة إلى خط عينة ساخن لمنع التكثيف قبل وصول العينة إلى نظام التكييف. يمكن أن يؤثر التكثيف على تكوين العينة وقد يؤدي إلى تلف المكونات أو تقليل موثوقية القياس.
يعتمد ضبط درجة الحرارة الصحيح على خصائص الغاز وطريقة القياس المحددة. يجب أن يكون الخط مصممًا للطول الفعلي والظروف المحيطة ودرجة حرارة الغاز ومتطلبات الصيانة للموقع.
نظام تكييف العينة
يمكن أن يحتوي غاز المداخن على الغبار وبخار الماء والضباب الحمضي والمركبات القابلة للتكثيف والغازات المسببة للتآكل. يقوم نظام تكييف العينة بتحضير الغاز للتحليل.
قد تشمل الوظائف النموذجية الترشيح، والتحكم في درجة الحرارة، وإدارة الرطوبة، وتنظيم الضغط، والتحكم في التدفق، والتعامل مع المكثفات. والغرض من ذلك هو تقديم عينة مستقرة وممثلة للمحلل دون فقدان أو تغيير مكونات الغاز المستهدف.
يعد تكييف العينة مهمًا بشكل خاص في تطبيقات إزالة الكبريت لأن غاز المداخن الموجود في أسفل معدات المعالجة الرطبة يمكن أن يحتوي على رطوبة عالية وقطرات وظروف تآكل.
محلل الغاز
يقوم محلل الغاز بقياس تركيز المكونات المستهدفة مثل ثاني أكسيد الكبريت أو الأكسجين أو أكاسيد النيتروجين أو أول أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون.
تعتمد تقنية التحليل المناسبة على مكونات الغاز، ونطاق التركيز، وموقع القياس، وظروف الرطوبة، ومتطلبات وقت الاستجابة، ومخاطر التداخل، وأهداف جودة البيانات.
يجب اختيار النظام وفقًا للتطبيق الكامل وليس لمواصفات واحدة فقط. على سبيل المثال، يمكن أن يختلف نطاق المحلل الصحيح ومسار العينة ومبدأ القياس وطريقة المعايرة بين نقاط مراقبة المدخل والمخرج.
الحصول على البيانات والاتصالات
تقوم وحدة الحصول على البيانات بجمع إشارات المحلل، وتسجيل القياسات، وعرض الاتجاهات، ونقل المعلومات إلى غرفة التحكم في المصنع أو منصة الإدارة.
قد تتضمن خيارات الاتصال إشارات تناظرية، أو بروتوكولات رقمية، أو إيثرنت، أو اتصال تسلسلي، أو واجهات تحكم خاصة بالمصنع. يجب أن تتوافق طريقة الاتصال المحددة مع بنية الأتمتة الحالية ومتطلبات الأمن السيبراني للمنشأة.
يجب تحديد تخزين البيانات، وحدود الإنذار، وفترات الإبلاغ، ومعالجة البيانات غير الصالحة، وأذونات الوصول عن بعد قبل التشغيل.
معدات المعايرة والتحقق من الصحة
تساعد وظائف المعايرة في التأكد من أن المحلل ومسار القياس الكامل يعملان ضمن النطاق المقصود.
اعتمادًا على تصميم المراقبة، قد تستخدم المعايرة الغازات المرجعية المعتمدة، أو المرشحات الضوئية، أو خلايا المعايرة، أو فحص الصفر والامتداد الآلي، أو طرق أخرى معتمدة. يجب أن يكون أسلوب المعايرة متوافقًا مع النظام المثبت والمتطلبات ذات الصلة.
وينبغي تقييم المعايرة أكثر من المحلل وحده. بالنسبة للأنظمة الاستخراجية، يمكن أن يؤثر المسبار وخط العينة ومعدات تكييف العينة والمحلل ونظام البيانات على نتيجة القياس النهائية.
المعلمات الرئيسية التي يتم مراقبتها بشكل شائع
ثاني أكسيد الكبريت
ثاني أكسيد الكبريت هو المعلمة الرئيسية في تطبيق مراقبة إزالة الكبريت. ويمكن مراقبة تركيزه قبل العلاج، أو بعد العلاج، أو في كلا الموقعين.
يمكن أن تساعد مقارنة اتجاهات ثاني أكسيد الكبريت المدخل والمخرج المشغلين على فهم كيفية تغير ظروف العملية. ومع ذلك، يجب أن تستخدم حسابات كفاءة إزالة الكبريت الفعلية مواقع قياس متسقة، وبيانات تم التحقق من صحتها، وأساس الحساب المعتمد للموقع.
الأكسجين
يمكن استخدام مراقبة الأكسجين لتطبيع تركيزات الغاز، أو تقييم ظروف الاحتراق، أو دعم حسابات الانبعاثات عند الاقتضاء.
يمكن أن يتغير تركيز الأكسجين مع الهواء الزائد، وتسرب الهواء، وظروف الاحتراق، وترتيبات معالجة الغاز. وينبغي تحديد أساس القياس بوضوح لتجنب إجراء مقارنات غير صحيحة بين فترات التشغيل.
أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون
وفي بعض التطبيقات، تتم مراقبة أكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون إلى جانب ثاني أكسيد الكبريت. وهذا يمنح المشغلين رؤية أوسع لظروف الاحتراق والانبعاثات.
تعتمد الحاجة إلى مراقبة الغازات المتعددة على العملية والوقود والمتطلبات المحلية وهدف التشغيل.
درجة الحرارة والضغط والتدفق والرطوبة
يمكن أن تؤثر درجة الحرارة والضغط والتدفق والرطوبة على تفسير تركيز الغاز ومعالجة العينات وتشخيص العمليات.
يمكن أن تكون هذه القياسات ذات قيمة خاصة عندما يمر غاز المداخن عبر أجهزة غسل الغاز الرطبة، أو مجاري الهواء مع تسرب الهواء، أو معدات الاحتراق ذات الأحمال المتغيرة.
أساليب الرصد الاستخراجية وفي الموقع
الرصد الاستخراجي
يقوم نظام المراقبة الاستخراجية بإزالة عينة من غاز المداخن من القناة أو المداخن وينقلها إلى المحلل.
يمكن أن يوفر هذا النهج المرونة لتكييف العينات وتحليل الغازات المتعددة. يتم استخدامه بشكل شائع عندما تحتاج العينة إلى الترشيح أو التسخين أو التبريد أو التجفيف أو التخفيف أو أي تحضير آخر قبل القياس.
يجب أن يتم تصميم النظام للحفاظ على مكونات الغاز المستهدف طوال مسار العينة. يعد تصميم المسبار والخطوط الساخنة والتحكم في المكثفات واستقرار التدفق والصيانة الروتينية كلها أمور مهمة.
المراقبة في الموقع
يقوم نظام المراقبة في الموقع بقياس الغاز مباشرة داخل المدخنة أو القناة دون نقل عينة إلى خزانة التحليل عن بعد.
قد يقلل هذا النهج من الحاجة إلى خطوط عينات طويلة ومعدات تكييف. ومع ذلك، يجب تقييمه بعناية فيما يتعلق بالغبار والرطوبة ودرجة الحرارة وتلوث المسار البصري والاهتزاز والوصول إلى التركيب والتداخل في تكوين الغاز.
يعتمد النهج الأفضل على ظروف العملية وهدف المراقبة. لا يوجد تكوين عالمي مثالي لكل تطبيق لإزالة الكبريت.
كيفية اختيار النظام المناسب
فهم ظروف غاز المداخن
قبل اختيار النظام، قم بجمع بيانات الموقع الموثوقة حول درجة حرارة الغاز، والضغط، والرطوبة، وتركيز الغبار، والمكونات المسببة للتآكل، ونطاق ثاني أكسيد الكبريت، ونطاق الأكسجين، وظروف التدفق، وموقع التثبيت.
تؤثر هذه التفاصيل على اختيار المحلل والمسبار ومعدات تكييف العينات والمواد وخط التسخين والمرشحات وخطة الصيانة.
تحديد نقطة المراقبة
قرر ما إذا كان النظام سيقوم بمراقبة الغاز غير المعالج قبل إزالة الكبريت، أو الغاز المعالج بعد إزالة الكبريت، أو كليهما.
يمكن أن تشتمل مراقبة المدخل ومراقبة المخرج على ظروف غاز ونطاقات تركيز مختلفة جدًا. يجب تكوين النظام للموقع المحدد بدلاً من معاملته كتثبيت قياسي.
تأكيد نطاق القياس
يجب أن يتطابق نطاق المحلل مع نطاق التركيز المتوقع والتغير المحتمل للعملية.
قد يؤدي النطاق الضيق جدًا إلى قراءات متكررة فوق النطاق. قد يؤدي النطاق الواسع جدًا إلى تقليل الدقة المفيدة في ظروف التشغيل العادية. يجب أن يأخذ الاختيار النهائي للنطاق في الاعتبار الظروف الروتينية، وظروف بدء التشغيل، والأحداث غير الطبيعية، ومتطلبات بيانات الموقع.
خطة للوصول إلى الصيانة
يحتاج نظام المراقبة المستمرة إلى وصول عملي للفحص والمعايرة واستبدال المرشح وتنظيف المسبار وفحص الخط وخدمة المحلل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.
وينبغي النظر في الوصول إلى الصيانة أثناء الهندسة، وليس بعد التثبيت. يمكن أن يؤدي الوصول الجيد إلى تقليل وقت التوقف عن العمل وتحسين السلامة وتسهيل إكمال فحوصات الجودة الروتينية.
المعايرة والصيانة وجودة البيانات
يتطلب نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت الموثوق به في الوقت الفعلي وجود برنامج صيانة ومراقبة جودة مخطط له.
قد تتضمن الفحوصات اليومية أو الروتينية مراجعة الإنذار، وتأكيد تدفق العينة، والتحقق من درجة الحرارة، وفحص الصرف والمرشح، ومراجعة حالة المحلل. قد يشمل العمل الدوري المعايرة، وفحص الصفر والامتداد، وفحص التسرب، والتنظيف، واستبدال الأجزاء المستهلكة، والمقارنة مع الطرق المرجعية المعتمدة عند الاقتضاء.
لا ينبغي التعامل تلقائيًا مع انخفاض الإشارة أو القراءة غير المستقرة أو الاستجابة البطيئة أو الانجراف غير المعتاد أو التغيير المفاجئ في التركيز كحدث عملية. يجب على المشغلين تقييم ظروف العملية وسلامة نظام المراقبة.
يجب أن يعتمد جدول الصيانة على تصميم المعدات وبيئة الموقع وساعات التشغيل وحالة الغاز والمتطلبات المعمول بها.
التحديات الشائعة في مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت
الرطوبة العالية والتكثيف
يمكن أن يتسبب غاز المداخن الرطب في حدوث تكثيف في المجسات وخطوط العينات والمرشحات وأنظمة التكييف. هناك حاجة إلى التحكم المناسب في درجة الحرارة ومعالجة العينات لتقليل هذه المخاطر.
تراكم الغبار والجسيمات
يمكن للمواد الجسيمية أن تسد مرشحات المسبار، وتلوث البصريات، وتقييد تدفق العينات، وزيادة وتيرة الصيانة. وينبغي أن يأخذ تصميم العينات في الاعتبار تركيز الغبار وخصائص الجسيمات.
ظروف الغاز المسببة للتآكل
يمكن أن يؤدي غاز المداخن المحتوي على الكبريت والضباب الحمضي والكلوريدات والرطوبة إلى خلق ظروف تآكل. يجب أن يتوافق اختيار المواد وحماية النظام مع بيئة التشغيل الحقيقية.
ظروف العملية المتغيرة
يمكن أن تؤدي التغييرات في جودة الوقود، أو حمل الغلاية، أو تغذية الكاشف، أو درجة حرارة الغاز، أو تشغيل جهاز غسل الغاز إلى تغيير تركيبة غاز المداخن. يجب أن يتمتع نظام المراقبة بنطاق قياس مناسب وقدرة على الاستجابة لظروف التشغيل المتوقعة.
الأسئلة المتداولة
ما الذي يقيسه نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت؟
وهو يقيس عادةً ثاني أكسيد الكبريت وقد يقيس أيضًا الأكسجين وأكاسيد النيتروجين وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والرطوبة ودرجة الحرارة والضغط والتدفق. تعتمد قائمة المعلمات النهائية على متطلبات التطبيق والموقع.
هل نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت في الوقت الفعلي هو نفسه نظام إدارة حالات الطوارئ (CEMS)؟
يمكن أن يكون جزءًا من نظام المراقبة المستمرة للانبعاثات، والذي يُطلق عليه غالبًا اسم CEMS. يشتمل نظام CEMS الكامل عادةً على واجهة العينة والمحلل ووظائف المعايرة وتسجيل البيانات وإجراءات مراقبة الجودة ذات الصلة.
هل يمكن استخدام محلل واحد قبل وبعد وحدة إزالة الكبريت؟
ويعتمد ذلك على تصميم العملية، ونطاقات التركيز، واحتياجات وقت الاستجابة، ومسارات أخذ العينات، ومتطلبات البيانات. يمكن أن تكون ظروف المدخل والمخرج مختلفة جدًا، لذلك قد تكون نقاط القياس المنفصلة أو أجهزة التحليل المخصصة أكثر ملاءمة في العديد من التطبيقات.
ما أهمية تكييف العينة؟
يساعد تكييف العينة على توصيل عينة غاز مستقرة وممثلة للمحلل. يمكنه التحكم في الغبار والرطوبة ودرجة الحرارة والضغط والظروف المسببة للتآكل التي يمكن أن تؤثر على موثوقية القياس.
كم مرة يجب معايرة النظام؟
يعتمد تردد المعايرة على تقنية المراقبة وظروف التشغيل وإجراءات الموقع والمتطلبات المعمول بها. يجب تحديد خطة المعايرة والصيانة أثناء تصميم النظام ومتابعتها طوال فترة التشغيل.
الاستنتاج
يوفر نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت في الوقت الفعلي للمشغلين الصناعيين رؤية مستمرة لاتجاهات ثاني أكسيد الكبريت وظروف غاز المداخن ذات الصلة. عندما يتم تصميمه وتركيبه ومعايرته وصيانته بشكل صحيح، فإنه يدعم رؤية أفضل للعملية وبيانات تشغيلية أكثر موثوقية وإدارة مستنيرة لإزالة الكبريت.
ويعتمد الحل الأنسب على تركيبة غاز المداخن، ومستوى الرطوبة، وحمل الغبار، ودرجة الحرارة، والضغط، وموقع المراقبة، ومعلمات الهدف، ومتطلبات الاتصال، وظروف الصيانة.
للحصول على مساعدة في اختيار نظام مراقبة غاز المداخن لإزالة الكبريت عبر الإنترنت لتطبيقك، اتصل غاز سينزين: https://www.sinzengas.com/contact-us/
