排放系统

排放系统（精选十篇）

排放系统 篇1

污染物的排放对环境的影响引起越来越多的关注。为解决日益严重的酸雨问题,美国于1990年通过了《清洁空气法案》修正案,要求在2007年前将二氧化硫排放水平在1980年的基础上削减一半。1997年由联合国气候变化框架公约参加国制定的《京都议定书》要求将大气中的温室气体含量稳定在一个适当的水平,进而防止剧烈的气候改变对人类造成伤害。该议定书至今已获150多个国家和地区的签署,并于2005年2月16日强制生效。中国于1998年签署,2002年批准了该议定书。

《京都议定书》提供了3种弹性减排机制供签约国选择,即碳排放交易(emission trading,ET),联合履约(joint implementation,JI)以及清洁发展机制(clean development mechanism,CDM)。其中,基于市场行为的ET已得到较广泛的认可。

长期以来,化石类燃料一直是发电用的主要一次能源及温室气体的主要排放源。排放权交易不但在短时间尺度上影响不同一次能源发电的发电成本,而且影响电力系统运行,并在长时间尺度上影响整个电源结构。一方面,不论是电力系统的运行还是规划都应该得到排放权交易研究的决策支持;另一方面,节能减排政策的制定也需要充分考虑电力系统和电力市场的行为,协调好电力系统的高效运行和减排目标。

文献[1]对碳排放权交易的理论及应用研究进行了综述,剖析其基本制度和运行特征。文献[2]详尽介绍欧盟排放交易体系(EU ETS)的历史背景、减排目标、分配方式、竞争水平、投资激励及金融动态。文献[3]从政策和经济角度综述了排放权交易对电力市场和可再生能源的影响。本文则从排放权交易与物理电力系统及经济电力市场相互影响的视角,归纳了电力系统排放权交易问题。将碳信用视为一种特殊商品,从其“生产与积累”、“消费”和“流通”3个方面介绍碳排放权交易,并与电力系统中的相关问题对比,归纳其研究难点,并建议其研究方法。

1 排放权交易

1.1 排放权交易体系

排放权交易是一种以经济杠杆鼓励私人及企业致力减排的市场工具和监管方式[4]。其标的,即排放权并不是实物商品,而是向大气中排放污染气体的权证。污染气体停留在大气层中的时间相当长,同时不断扩散。由于日常的排放量主要以累积总量的方式影响环境和气候,故排放权的结算周期可以很长,而不需要实时结算,此外也不需要就地平衡。

现已弃用的交易体系有丹麦CO2排放权交易(2001—2003年)和英国排放权交易体系(2002—2006年);正在运营的体系有美国SO2排放权交易(1995—)和EU ETS(2005—)等。

1.2 排放权交易的参与者

由于经济和政策原因,强制型排放权交易的参与者往往集中在排放密集型企业。EU ETS是目前规模最大的跨国排放权交易体系,其成员为欧盟内1万多个冶金、电力、水泥等能源密集型企业,涉及欧盟温室气体排放总量的40%。美国SO2排放权交易参与者主要为电力企业,而丹麦的参与者仅为电力企业。

志愿型排放权交易则对参与者没有过多限制,任何个人和组织都可以参与排放权买卖,称为交易参与者。UK ETS有32个直接参与者,既有大型企业、银行和超市,也有伦敦自然历史博物馆这样的小规模参与者,通过自愿申报减排额度以获得政府补贴。此外,签署了英国气候变迁协议的企业也可参与UK ETS,称为协议参与者(agreement participants)。芝加哥气候交易所(CCX)是一个自愿型的排放权交易市场,其成员来自汽车、化工、电力、电子等多个行业,包括杜邦、福特、摩托罗拉这样的大型企业。

无论是强制型还是志愿型排放权交易,电力企业都是其主要参与者。

1.3 排放权交易的类型

排放权交易可按其交易模式分为:①限额—交易(cap and trade)模式,由监管机构将排放权总量及初始排放权按指定规则预先分配给各排放源主体,后者通过排放权交易保证在核算周期结束时支付不小于其实际排放量的排放权;②基线—额度(baseline and credit)模式,由监管机构制定一个排放基线,各排放源主体申报的排放量计划若低于(或高于)该基线,则会获得(需购买)相应差额排放权。

排放权交易可按减排约束的强度分为:①具有明确减排目标的强制型,大多采用限额—交易模式,例如美国SO2排放权交易和EU ETS;② 自愿申报减排承诺的志愿型,往往采用基线—额度模式,例如UK ETS。

还可按排放权交易的不同标的区分:①配额型(allowance-based)以排放权配额为交易标的;②项目型(project-based)通过投资减排项目以获得排放权,如CDM和JI。

1.4 排放权交易的要点

1.4.1 减排对象

排放权交易的对象是各种污染气体的排放权。例如:美国的SO2排放权[5],丹麦的CO2排放权,EU ETS运行之初仅针对CO2排放权,而后拓展到CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6全部6种温室气体。CCX是北美目前唯一的志愿型排放权交易市场,其减排对象也囊括了所有温室气体。

1.4.2 初始分配

排放权的初始分配方式有3种:溯往方法、基准值法、拍卖方法。溯往方法以厂商的历史年平均排放量为依据。例如:美国SO2排放权交易中,排放权总量的97.2%按发电企业在1985—1987年间的年均热能输入比例免费分配;UK ETS按企业在1998—2000年间的年均排放免费分配。基准值法基于平均排放率或最低排放率等特定准则,计算各行业的单位产能排放基准,按后者与某排放源的历史产能之乘积来分配初始排放权。拍卖方法完全通过竞标分配排放权,而不再有免费初始排放权。目前的排放权交易体系都采用前2种免费分配方式。

跨国排放权交易体系EU ETS,按各国在议定书中的减排任务,在国家间分配各阶段的初始排放权。然后各国政府在其内部分配初始排放权。在2005—2007年期间免费分配的排放权超过95%,大多数国家在内部采用溯往方法分配;在2008—2012年期间免费分配的排放权超过90%,而使用基准值法的国家正逐渐增多;在2013—2020年期间,免费分配的排放权不超过40%。

1.4.3 交易方式

图1给出排放权的3种交易方式:①企业间通过谈判达成的直接交易;②通过中间人的场外交易(over the counter,OTC),交易双方不必熟悉交易操作;③在交易中心采用集中撮合方式,其交易量从2008年开始超过OTC方式[6]。

1.4.4 核算周期

排放权交易大多以年为核算周期。各排放源应保证在周期末所持有排放权不少于在该周期内实际的累计排放量。例如EU ETS 2006年排放核算规则为:排放源需要核实其在2006年内累计排放量,在2007年3月30日前提交给主管部门,并在4月30日前提供等量的排放权,否则视为违约而受罚。

1.4.5 违约处罚

一般采用经济处罚与扣除下一周期排放权分配额相结合的方式处罚违约。在美国SO2排放权交易中,以某排放源在1990年的排放额为基准,超额排放罚金为2 000美元/t(随物价指数调整)。同时还将从该排放源下一年排放权分配额中扣除本年度超额排放的部分。在UK ETS中,对于违约的排放源将不再给予补贴,同时将超额排放量乘以惩罚因子(1.1～2.0),作为从该排放源下一年获得的排放权中扣除的数量。在EU ETS第1阶段(2005—2007年),超额排放罚金为40欧元/t,在EU ETS第2阶段(2008—2012年),超额排放罚金将上升到100欧元/t,同时还将从下一周期的排放权分配额中扣除超额部分。

2 排放权交易的横向比较

2.1 排放权交易与输电权交易

输电权是利用输电网传输电力或取得相关利益的权利[7],分为物理输电权(physical transmission rights,PTR)和金融输电权(financial transmission rights,FTR)。一个完备的输电权交易市场,可以引导市场成员合理利用输电网络,规避输电阻塞风险,并引导输电投资。

排放权和输电权都通过市场和权利界定的方式来管理。输电权可以通过竞标和投资输电线路而获得;排放权除了可以通过交易获得外,企业还可以通过投资可再生能源、清洁燃烧和植树造林等来获取排放权。

PTR为指定节点间的输电使用权,具有时间与地理位置属性。与PTR不同,FTR类似于期权,无论其拥有者是否在物理上使用了该输电容量,都会获得相应的阻塞金。排放权的效用则对时间不敏感,且与地理位置无关,其消费地与购买地可不同。

2.2 排放权交易与发电权交易

发电权是各机组发电的许可份额,其概念的提出是为了减少水电弃水,优化电源结构和促进节能减排[8]。发电权在计划模式下由政府核定,而在市场模式下则由电厂竞争获得。文献[9]指出考虑排放权交易的发电权交易能够显著提高交易效率。

在资金流动方向上,排放权交易与普通商品交易相同,卖方的申报价是希望从买方收取的费用。发电权交易支付方向则与普通商品相反,卖方的申报价是其愿意支付给代替它发电的买方的费用。因此,发电权交易的撮合次序与普通商品相反:卖方报价高者交易优先,买方报价低者交易优先[10]。

发电权是一种硬性的实时约束,成交后的买方必须严格按照合同规定的时间发电。排放权交易的双方都只需保证在每个结算周期末,其持有的排放权不小于该周期内累积的排放量,而在其间则允许短期透支。

发电权交易的结果会直接改变电网的潮流,故交易必须受制于电力系统的安全稳定。排放权交易则间接地影响潮流及安全稳定性。

2.3 排放权交易与可再生能源发展

出于对化石类能源消耗殆尽及气候变化的担忧,全球对可再生能源越来越关注,至今至少有64个国家实施了推动可再生能源发展的政策。2008年对可再生能源的投资已达1 200亿美元,是2004年的4倍。但可再生能源的发电成本较高,其本身缺乏市场竞争力。

排放权交易给常规发电引入排放成本,从而相对提升了可再生能源的竞争力并激励其投资和研发。但仅靠目前排放权价格的推动,其效果仍然有限,还需要与其他扶持政策相结合。例如:政府为可再生能源制定较高的收购价格,对投资进行补贴,强制要求一定比例的可再生能源发电量等。

目前的相关研究集中在排放权交易与可再生能源推动政策之间的关系[11],包括:①直接方式,例如征收碳税;②间接方式,例如排放权交易和征收用电税;③交易方式,例如绿色证书可以转换为排放权交易。文献[12]研究了可再生能源配额标准、绿色定价及排放权交易三者的互动。

排放权交易和可再生能源推动政策可能发生重复管制和重复计算问题,需要深入研究综合效果的优化。

3 碳交易

3.1 碳信用

《京都议定书》涉及的6种温室气体中,CO2是人类活动产生温室效应的主要气体。因此,排放权交易被统称为“碳交易”,其标的是碳信用(carbon credit),泛指各种可交易的温室气体排放权。为了统一评估整体温室效应,按各种温室气体对温室效应的影响程度折算为对应的CO2当量(CO2-e)。

3.2 碳信用的获取与积累

政府及企业的碳信用可以通过减排配额获取现货形式的碳信用,或通过执行减排项目来积累期货形式的碳信用。企业也可以通过减少产量或技术改造来降低自身的排放量,并将多余的排放权作为碳信用出售。

3.3 碳信用的流通

碳信用以电子证书形式在电子市场中流通:当买方在市场上购得碳信用后,清算部门将卖方账户的碳信用转入买方账户。目前国际上有CCX、欧洲气候交易所(ECX)、北欧的Nord Pool等。它们支持碳信用的现货、期货和期权交易,保证碳信用的商品流通性,并帮助交易者规避风险。

3.4 碳信用的消费

排放权交易体系内的企业在每个结算周期末,必须支付(消费)与当期实际排放等量的碳信用。

3.5 碳足迹

碳足迹(carbon footprint)是指在某一过程或商品的生命周期中所引发的各种温室气体,折算为CO2-e的总排放量[13]。一般采用生命周期评估(life cycle assessment,LCA)法。

电力商品与一般商品的碳足迹都包含原料采购、生产过程、运输销售、消费环节,以及厂区和设备的修建及维护等,但前者没有消费之后的后处理问题。由化石类能源转换的电力商品,其碳足迹集中在发电过程;可再生能源的电力商品,其碳足迹小得多,主要由厂区和设备的修建和维护引起。减少电力商品碳足迹的途径包括:采用低碳的一次能源;提升发电、输电、配电、变电、用电等环节的流通效率。

4 电力系统排放权交易的研究现状

排放权交易不但影响不同类型发电的成本及电力系统的运行,从长期看还影响电源结构。目前的研究集中在经济和体系设计,从不同视角出发的研究有不同的侧重。

对发电厂商,排放权交易引入的额外成本(或机会成本)将影响其报价策略[14]和运行规划[15],从而改变机组出清顺序及上网电价[16,17,18,19,20]。发电厂商需要在电力市场及排放市场间协调使其收益最大化[21,22]。排放权交易下的发电投资决策行为也有较多研究[23,24,25,26]。

调度机构关心的问题包括排放权交易下的机组组合[27],将排放作为约束或加入优化目标的经济调度[28],以及排放权交易下的需求侧管理[29]。

体系设计者关注排放权交易机制对电力系统的影响[30,31],包括排放权的初始分配方式的短期及长期影响。

关于排放权交易对电力系统广义阻塞的影响问题则研究很少。文献[20]基于区域电价简单介绍了ETS对欧盟国家之间联络线静态阻塞的影响,发现德国与荷兰的联络断面上的输电静态阻塞被缓解,而法国与荷兰之间则有所恶化,是一个受负荷水平、电源分布和组成、电网拓扑及排放权价格等因素影响的实证问题。动态阻塞往往比静态阻塞更苛刻,但排放阻塞与输电动态阻塞的交互影响研究却未见有报道。

现有的研究使用常规的解析或博弈均衡仿真或多代理仿真方法,没有解决不同时间尺度仿真之间的交互问题,故只能孤立地分析排放权交易及电力系统可靠性,不能反映其交互影响。而在研究排放权交易体系时,不能真实反映环境阻塞的累积量约束本质及策略交易行为[22]。

5 研究难点

5.1 不同领域之间的交互

文献[32]设计了电力系统与电力市场的技术、经济交互仿真方法,以研究经济系统与物理系统、参与者与数学模型之间的交互关系。排放权交易则进一步增加了问题的复杂性,使物理领域的电力系统、技术领域的运行与控制、经济领域的电力市场和排放市场,以及政策领域的节能减排紧密耦合在一起。需在同一平台上研究它们的动态行为与交互影响。

5.2 多时间尺度动态的交互

电力工业中同时存在毫秒级的物理暂态、小时级的现货交易、日月级的电力合同、月年级的扩容建设、非同步的排放权交易、累积方式的排放约束、不同时间尺度的系统备用。研究中需要反映这些不同时间尺度动态的交互。

5.3 更多、更强的不确定性

电力系统的运行和包含排放阻塞在内的各种广义阻塞,都受到大量不确定性的影响。可再生能源的发展、电力市场中的博弈及排放权交易又引入了新的不确定性。短期运行和长期投资的决策都必须充分规避不确定性带来的风险。

5.4 愈发复杂的博弈策略

市场参与者面对着实时、日前、合同、期权等不同时间尺度的市场,以及容量、辅助服务、投资等标的不同的市场。其风险决策为非常复杂的资产组合问题,而各类广义阻塞也可能引入新的市场力。排放权交易引入新的累积量约束与博弈,发电商需要跟踪电力价格和排放价格的动态,协调发电量和排放量。他们可以利用排放的累积量约束特性,制定更为灵活的跨领域多级市场交易策略。

6 将排放权交易放在广义阻塞框架中研究

文献[33]综合电力系统的物理流程、广义阻塞、市场力与广义市场力概念,提出广义阻塞与市场力的模型框架。该框架反映了各环节之间,以及各种广义阻塞之间的复杂交互。

广义阻塞的仿真涉及物理、经济、环境、社会等不同领域的模型和博弈,需要强有力的仿真平台的支持,包括组织仿真场景、处理数据、提取知识、优化决策。已开发成功的电力市场与电力系统动态交互仿真平台(dynamic simulation platform for power market & power system,DSPMPS)具有灵活开放的平台架构,支持实验经济学研究、跨领域多时间尺度的动态交互仿真、风险定量分析,以及多目标和多控制手段的决策支持[34],也是研究排放权交易的有力工具。

7 结语

本文归纳了排放权交易体系,特别是碳排放权交易的进展。探讨其与发电权交易、输电阻塞与可再生能源的关系,指出研究的难点在于多时间尺度的动态仿真,技术、经济、政策的跨领域交互,更多的不确定性因素,广义市场力及复杂的博弈策略。建议在广义阻塞理论的框架中,通过实验经济学方法深入研究。

摘要：从减排对象、体系成员、初始分配和排放核算等方面介绍排放权交易的现状和发展;归纳碳交易体系中碳信用的积累、流通和消费。讨论排放权交易与电力系统物理规律及电力市场经济特性的交互关系。指出多时间尺度动态、大量不确定性、多方博弈及多领域交互等因素在排放权交易研究中引入的难度,并强调在广义阻塞的框架中采用实验经济学方法的研究思路。

工业污水排放远程自动监测系统设计 篇2

摘要：为了实现远程实时监测工业污水的.排放,研究设计出一种通过电话网络传输DTMF信号进行远程控制的智能监测系统.该系统是以单片机AT89C51和DTMF解码电路MT8870为核心元件.给出了主要硬件电路设计,验证了系统的可行性.作 者：张玉林 镇桂勤 王蒙 ZHANG Yu-lin ZHEN Gui-qin WANG Meng 作者单位：张玉林,镇桂勤,ZHANG Yu-lin,ZHEN Gui-qin(西安通信学院,陕西,西安,710106)

王蒙,WANG Meng(西安筑路机械有限公司,自控部,陕西,西安,710032)

排放系统 篇3

（清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京，100084）

随着汽车保有量的不断增加，空气质量问题越来越引起人们的重视，同时排放法规日益严格，这些都要求汽车发动机在运行过程中具有良好的排放性能。因此，在发动机标定过程中，实时获得不同转速、负荷下的各项排放数据，将有助于发动机排放性能的优化。

LabVIEW是一种工业标准图形化编程工具，具有数据采集与分析、信号发生与处理、输入输出控制等功能［1］。在LabVIEW中开发的程序被称为VI（虚拟仪器），包含前面板、程序框图以及图标三部分。其中，前面板是图形化用户界面，该界面上有交互式的输入和输出两类控件，用于数据输入和观察量输出的设置；程序框图是实现VI逻辑功能的图形化源代码；图标/连线端口用于将程序定义为子程序，以利于在其他程序中调用［2］。

本文以LabVIEW作为编程工具，设计开发燃气发动机排放数据采集系统。

1 试验硬件系统

试验用燃气发动机为东风汽车有限公司生产的EQD210N－20单点电控天然气喷射发动机。

电控系统采用实验室自己设计的ECU，具有传感器信号处理、工况判断、运算处理、执行器控制信号输出等功能，完全满足发动机运行需求。

排放测量采用的是HORIBA公司生产的排气分析仪 MEXA-7100FX， 可以测量 CO、CO2、THC、CH4、NOx等。其测量精度较高，可选择量程范围广，响应快速稳定［3］。

数据采集采用NI公司的USB-6009多功能数据采集卡。其有8路模拟输入通道（14位分辨率，48 KS/s）,2路模拟输出通道 （12位分辨率，150 KS/s），12条数字I/O线，32位分辨率计数器。可采集排放仪输出的模拟信号，通过USB口传输到上位机，供LabVIEW程序进行处理。试验硬件系统构成如图1。

2 程序设计模式

在LabVIEW程序设计中，常用的程序设计模式有： 状态机 （State Machine）、主/从结构（Master/Slave）、生产者/消费者结构（Producer/Consumer）、队列消息结构 （Queued Message Handler）、启动界面（Launcher）等［2］。 本文将以 Anthony Lukindo 改进的队列状态机［4］为架构，进行系统软件的开发设计。

2.1 状态机

状态机是LabVIEW程序设计中最常使用的设计模式之一，可以清晰地实现任何状态图之间的转移，常用在“决策”算法中，例如监测、控制和诊断等。状态机包含三要素：状态、事件和动作。

状态机程序框图，主要有一个主循环和一个Case结构组成，并利用移位寄存器来实现状态间的转移［2]。其中，主循环为While循环，用于维持状态机的运行，主循环里面包含一个条件结构，用于对各个不同状态进行判断，实现状态间的转移［5］。

2.2 生产者/消费者结构

生产者/消费者结构主要用于数据的处理，循环之间通过队列来传递数据。

数据采集系统，一般包括数据采集、数据分析和结果显示三个步骤。若通过数据流直接将这三个步骤连接起来,即每进行一次采集数据都要经过数据分析及显示后才能开启第二轮采集，则数据分析引起的时间延迟有可能增大数据采集的周期，更有甚者造成数据的丢失或重复利用等问题。采用生产者/消费者结构的数据采集系统,通过并行的方式实现多个循环。其中一个循环不断地采集数据(生产者),另一个循环不断地处理数据(消费者)，这两个循环通过消息队列进行通信,彼此之间不产生干涉，从而可以很好地解决这些问题［5]。

2.3 队列状态机

队列状态机是把所有要执行的状态存在队列中，并将状态名与状态机的每个状态进行一一对应,以达到控制状态转换顺序的目的。当某一状态执行完成，其状态名称将会从队列中删除，同时依据运行时状态的动作或触发的事件，新的状态名将会被添加到队列中［6］。本文采用Anthony Lukindo改进的队列状态机［4］，其结构示意图如图2所示。

从图中可以看出，该队列状态机由事件结构2、状态结构3和并行运行的子程序4.1-4.3组成，并通过队列引用1相互连接。具体的实现步骤：1.1获得子程序4.1-4.3的状态引用；1.2为通过 “元素出队列”VI获取队列中的第一个元素，并将该元素从队列中删除；1.3为通过 “按名称解除捆绑”VI获得状态名和数据；1.4为将获得的状态名与 “EXIT”的比较，相同时则停止循环；1.5为队列管理子VI；2.1为前面板动作产生的指令，将所需跳转至的状态名称添加到队列中；3.4为条件case结构；3.5为程序代码；3.6 为下一个状态序列［6］。

3 软件设计

软件部分具有数据采集、实时显示、数据保存等功能，并采用模块化的编程思想，利于程序的拓展。

3.1 数据采集

为了能够测量不同转速和负荷下的发动机排放数据，需要分别设计转速、进气歧管绝对压力、排放数据三部分的测量方案。

3.1.1 转速测量

为了能够测量发动机的转速，一般都在曲轴上安装一个齿盘和一个曲轴转角传感器。本实验使用的天然气发动机采用的是22个7°的齿，齿与齿之间的间隔有21个为8°，剩下一个为38°。

本文采用可变磁阻式曲轴转角传感器，主要参数输出电压幅值/转速为400 mV/60r/min。经过实验室自己设计ECU的信号处理，可将转速信号处理为0～5V的方波。用USB6009测量时，使用其32位计数器功能，下降沿触发，就可对方波个数进行计算。通过计算单位时间内收到的方波个数就可以计算出发动机当前转速。测量方案如图3所示。

采用LabVIEW进行编程，转速采集程序如图4所示，因共有22个齿，故采用移位寄存器的方法实现第1齿和第22齿的时间记录，每当前后齿数相差等于22时，进入转速计算结构中，容易得到转速n=（r/min）

3.1.2 进气歧管绝对压力测量

采用进气歧管绝对压力传感器来测量进气歧管的压力，ECU根据此信号判断进入发动机的空气量和发动机的负荷，本实验采用的传感器可测量的压力范围为20～200 kPa，压力传感器的输出范围在0～5 V范围内，经滤波后可以直接被USB6009的AD转换口接收，从而计算出发动机负荷状态。

3.1.3 排放数据测量

MEXA-7100FX排气分析仪在对发动机尾气分析过程中，会输出相应的电压信号 （0～5 V），使用USB6009进行AD采集，即可完成对排放数据的采集。

3.2 程序功能实现

由于转速、进气歧管绝对压力、排放均能由USB-6009完成采集，因此将其封装成子VI，采用基于队列状态机进行编程。如图5所示，主程序接受数据采集子VI传递来的数据，并实现数据实时显示、数据保存功能，而数据(转速、压力、排放)采集封装在子VI中。

在数据采集子VI中，如图6，将DAQ采集到的数据和状态一起捆绑成簇，当保存按钮为假时，只以队列的形式将数据和“Get the Data”状态传送至主程序，实现数据的实时显示；当保存按钮为真时，采用顺序结构，依次将 “Get the Datas”和 “Save the Datas”状态传送至主程序，从而实现数据的实时显示和保存功能。前面板如图7。

3.3 数据的保存

由于实验中需要实时保存转速、进气歧管压力、排放（HC、CO、NOx）等数据，通道多，数据量较大，为方便数据保存和管理，采用TDMS(Technical Data Management Streaming)文件格式保存数据。TDMS文件，采用二进制数据格式，具有占用磁盘空间小以及支持数据流高速写盘的特点，是NI公司近年来重点开发的测试测量数据存储格式［7］。其有三层结构:文件、组和通道，每个文件下可以设置多个组，每个组可以设置多个通道。在文件、组和通道上，都可以定义相应属性以及添加若干附加信息，利于数据查询和管理［6］。

在本系统数据存储中，每次只有一个文件，以采集的次数为组名，以转速、压力以及HC、CO、NOx分别为通道名；数据读取时，以组名依次读取每个通道的数据。

3.4 数据处理

在数据处理过程中，采用基于动态链接库DLL的TDMS文件的Matlab处理方法。为了更好地推广TDMS文件，NI公司提供可供Matlab调用并处理TDMS文件的DLL动态链接库。首先通过Matlab中loadlibrary函数载入动态链接库nilibddc.dll和头文件 nilibddc_m.h［8］，接着通过 uigetfile 函数选取需要读入Matlab的TDMS文件，然后通过calllib函数调用DDC_GetDataValues函数可以得到TDMS文件中的原始采集数据，并可将其读入到Matlab环境中，最后就可以运用Matlab强大的数据分析功能进行相关数据分析[7］。TDMS文件导入Matlab的NOx排放分析图，如图8所示。

4 结语

本文以LabVIEW队列状态机为主体结构，设计开发了发动机排放数据采集系统。该系统能够实时采集发动机转速、负荷及排放数据，并具有数据显示、保存的功能，响应速度快，且可以避免采集数据的丢失，为发动机标定提供完整的数据。在后续数据处理过程中，采用基于DLL文件的Matlab读取TDMS文件的方法，不仅发挥了TDMS文件的优势，而且便于利用Matlab进行数据处理。

［1］杜娟,邱晓晖,赵阳等.基于LabVIEW的数据采集与信号处理系统的设计［J］.南京师范大学学报，2010，10（3）：7-10.

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［3］陈仁哲.燃气发动机电控系统的软硬件开发［D］.北京：清华大学，2011.

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［5］果实,薛磊,朱朝旭.基于LabVIEW队列状态机的铁路信号电缆故障检测系统 ［J］.电脑知识与技术，2011（29）：7228-7229.

［6］叶枫桦，周新聪，白秀琴等.基于LabVIEW队列状态机的数据采集系统设计 ［J］. 现代电子技术，2010，4（315）：204-207.

［7］陈宏希.TDMS文件及其 Matlab读取方法［J］.兰州石化职业技术学院学报，2010，10（4）：28-30.

谈虹吸式雨水排放系统 篇4

目前屋面雨水排放形式, 主要分为外排水及内排水两种方式, 内排水系统又分为重力式雨水系统及虹吸式雨水系统。当前国内对于屋面雨水内排水主要采用重力式雨水系统进行排放, 而对于虹吸式雨水排放系统的应用就相对很少。在此主要针对虹吸式雨水排放系统的优缺点及应用进行简单的探讨。

2 虹吸式雨水排放系统发展的历程

自从1968年世界第一个虹吸雨水系统在瑞典得到应用以来, 经过40年来的发展, 虹吸雨水系统已经成为相当成熟的排水系统, 现在全世界有超过2亿万m2的屋面采用虹吸雨水系统。在国内最早的虹吸式雨水系统是由清华大学设计的首都国际机场, 但是由于缺乏专用的管道和雨水斗, 整个系统运行情况并不理想。真正意义上的虹吸式雨水排放系统是在1989年, 由欧洲的一家专业公司应用在北京凯宾斯基饭店, 到目前全国有超过1 000个工程项目, 大约1 000万m2屋面面积采用了虹吸式雨水系统, 最近, 2008年奥运主赛场、奥运会水上项目场馆 (水立方) 都采用了虹吸式雨水系统。

3 虹吸式雨水排放系统综述

虹吸雨水系统主要应用在大面积屋面结构以及对屋面荷载有较高要求的建筑上, 比如机场、车站、码头、厂房、仓库、大型卖场等公共建筑以及船舶上。

虹吸式雨水排放系统是按虹吸满管压力流原理进行设计, 管道内雨水的流速、压力等可有效控制和平衡的屋面雨水排放系统。

虹吸雨水系统工作过程分以下几个阶段:

1) 虹吸雨水系统管道在无雨时不积水;

2) 当刚开始下雨时, 屋面积水浅, 系统处于重力流状态, 为重力排水状态, 水流速度平均较慢;

3) 当雨水积水达到一定深度时, 系统在虹吸式排水状态和重力式排水状态交错, 为间歇式虹吸系统。此时有少量空气进入管道, 水流为波浪式;

4) 雨水量加大, 积水较深时形成完全虹吸状态, 满管水流排水。实际上此时管道系统中还是有气体存在, 主要是溶于水的气体在系统的负压区从水中析出造成;

5) 当雨量过大时, 屋面积水过深, 虹吸雨水系统设计排水能力不足, 多余水量从溢流系统流出。

虹吸雨水系统的关键在于降雨初期, 即屋面积水深度很小的时候就产生虹吸现象, 实现高效率的排水。在系统形成虹吸时, 系统的水流能量转换可以用伯努利方程来描述, 如图1所示。屋面积水的重力势能经过虹吸雨水系统的转化, 除去水流与管道之间摩擦损失的能量和剩余势能, 其他能量全部转化为管道中水流的动能, 虹吸雨水系统可以高效的使水头的势能转化为动能, 使水流高速排出, 达到高效率排水的目的。

虹吸式雨水排放系统与传统重力式雨水排放系统相比, 首先, 传统的屋面重力式排水方式的原理是基于利用屋面结构上的坡度, 水自然流入屋面上的雨水斗, 然后, 水以汽水混合的状态依靠重力作用顺立管而下, 因此, 重力式雨水排放系统需要大量的雨水立管和埋地管道, 占用建筑物内部空间, 需要大量的土方开挖, 加大了整个系统的施工量。而且传统重力式排水系统水平管段充满度只有50%, 而立管中的水只占管段面积的1/3, 且水沿管壁螺旋下降, 排水效率较低。水在管中的流速仅为0.75 m/s～3.0 m/s, 为达到排水目的, 需要增加雨水斗, 相应增设排水立管, 并且需要较大管径管材。

而虹吸式雨水排放系统则不同, 在最初的一段时间里, 该系统与重力式雨水排放系统差不多, 都是利用重力进行排水。当屋面上的水位达到一定高度时, 雨水斗会自动隔断空气进入雨水斗内, 从而产生虹吸效果, 系统充满度达到100%, 系统也转变成为高效的排水系统, 因而只需要较小管径的管材就可以满足大流量的排水需求。

通过以上的论述可以看出, 虹吸式雨水排放系统管道管径小、水流速度快, 相比传统重力式排水系统, 虹吸雨水系统有以下的优点:

1) 整个系统使用较少的雨水斗, 控制较大的汇水面积;

2) 适用于各种屋面结构, 安装时不改变建筑结构, 不影响美观;

3) 整个系统水流是利用水流自身重力和管道内部的压力差作用形成的有压流, 水平管段不需要设计坡度, 管道管径较小。而且排水是满管有压流排水, 效率高, 水流速度快, 可达1.0 m/s～10 m/s, 高速水流冲刷管道, 使整个系统具有自净防淤的功能;

4) 整个系统立管少, 减少管道, 增加了建筑物的使用面积, 且管路走向没有要求, 可以根据建筑物的实际情况选择最经济高效的线路, 便于雨水的收集再利用;

5) 缩短了埋地管线, 减少土方开挖量和雨水窨井数量, 节省开支;

6) 采用HDPE管道, 管道质量轻, 预制安装, 方便快捷, 减少施工量。

而对于虹吸式雨水排放系统来说, 安全性和高效性是对虹吸式雨水排放系统的基本要求, 必须防范渗漏的问题。因为系统一旦发生故障, 其后果是雨水不能迅速排离, 增加屋面负荷, 严重者更可导致屋面结构坍塌, 造成重大人身财产损失。因此, 对于虹吸式雨水排放系统来说, 系统的水力计算, 采用的产品, 雨水斗的设计布局, 以及系统的整体安装, 必须要有很高的质量保证。

4 虹吸式雨水排放系统的组成及应用

4.1 虹吸式雨水斗

虹吸式雨水斗是屋面雨水排水系统的始端, 也是整个系统的核心, 主要用途是汇集雨水并将雨水导入系统。虹吸式雨水斗的斗前水深是衡量虹吸式雨水排放系统运行效率的重要指标, 也是衡量系统技术含量的重要依据。因此最大斗前水深应严格控制, 确保屋面水位限定在合理高度以下, 否则屋面上累积过重的雨水会导致屋面结构的破坏, 重者造成人身财产损失。可以看出, 在保证设计雨水排放量的前提下, 斗前水深越小, 排水效率越高, 屋面结构造价就相对越低, 同时发生事故的可能性也越低。虹吸式雨水斗应完全符合《虹吸式屋面雨水排水系统技术章程》CECS183:2005 (以下简称为《章程》) 的要求。

4.2 管道系统

根据《章程》的推荐材料之一, HDPE (高密度聚乙烯) 是一种性能卓越的环保型排水管道, 并且在欧洲国家已成为屋面雨水排放管道材料的首选, 其独特的性能主要体现在, 安装方便、可预制, 防腐蚀, 抗冲击、耐高压及耐腐损。此外, HDPE管道还是一种新型的无毒环保型管材, 在遇到明火时高密度聚乙烯管道不会像其它含有卤素的管道释放出有毒的气体。

4.3 固定系统

固定系统指固定管道的支吊架系统。由于雨水水流在不同雨水量、在降雨的不同历时、不同阶段, 在管道系统内流动时会有不同的流态。在此同时, 管内受力状态也随之变化, 有重力流、压力流和虹吸流不同状态, 虹吸流也有脉冲式虹吸流和连续式虹吸流的变化。管壁受力有时是正压, 有时是负压, 管道在压力的作用下, 会有振动、变形和位移, 因此在虹吸式雨水排放系统中必须强调固定系统的重要性。

在设计中对于固定支架的位置、间距、固定方式等应予严格要求, 当然活动支架也不能忽略。安装固定系统应包括与管道平行的方形钢导轨, 管道与方形钢导轨间的连接管卡 (根据不同的管径, 每隔0.8～1.6 m布置管卡) 。

由于布置了与管道平行的方形导轨, 所以整个系统的热胀冷缩引起的变化能自行传输给方形导轨, 从而无须伸缩节, 也完全杜绝了漏水的可能, 并且只要很简单的工具就可以进行操作, 整个管道的固定装置安装方便、牢固。

4.4 水力计算

虹吸式雨水排放系统中, 其管道系统的表象是在长度已定的情况下确定管径, 其核心问题的实质是水力平衡, 手段是精确计算。在设计中精确的水力计算是虹吸式雨水排放系统获得虹吸作用的要素。

精确计算是使每一个水流汇合点或水流交汇点前的分支管道, 其水头损失值应相等或大致相等。只有做到了这点, 不同位置的雨水斗排水量才能基本相等。因此, 精确计算不仅计算管道沿程水头损失, 而且还应计算局部水头损失。水力计算时必须注意在管道内没有气团存在, 但在实际的排水情况下还是有溶解在管道内的空气, 从而形成汽水混合流态。为确保计算的精确性, 此时还应当考虑溶解在流体内空气占管道排水总断面的份额。

物理参数条件下的水力状况必须平衡, 故应准确确定管内水流的流速值以及系统的密封性, 确保无渗漏。在配件的连接时, 不能采用橡胶密封承插的方式进行, 这样做因为气密性无法得到保证很容易导致水的渗漏。从雨水斗到管道系统的整套排放系统必须是一体的, 紧密相连。与普通水流相比, 管道内的气液两相流的水力特性是完全不同的 (一般的公式只考虑层流或紊流的状态, 而没有考虑混合流) , 因此, 在设计计算时必须考虑到压力的损失。

对上述分析可以知道, 雨水排放系统的安全是最重要的, 但要在保证安全的同时达到经济合理, 尽量节省投资, 使得维修管理方便, 还要在设计当中认真考虑, 细心比较, 这样才能把工程做得更完善。

参考文献

[1]CECS183-2005, 同济大学建筑设计研究院.虹吸式屋面雨水排水系统技术规程[S].

[2]聂梅生.建筑和小区给水排水[M].北京:中国建筑工业出版社, 1999.

排放系统 篇5

基于GPRS的分布式无线工业污水排放监测系统

我国大城市工业污水排放点多、分布广,监测困难,为此设计一套基于GPRS的.分布式无线污水排放监测系统.该系统不受复杂环境、气候等诸多因素影响,可实现对城市工业污水排放的信息采集、传输和处理自动化.

作 者：周建国 孙全庆  作者单位：核工业北京化工冶金研究院,北京,101149 刊 名：中国仪器仪表 英文刊名：CHINA INSTRUMENTATION 年，卷(期)： “”(6) 分类号：X7 关键词：GPRS   无线监测   通信技术   数据库  

排放系统 篇6

目前召开的北京市餐饮行业节能环保和清洁生产工作会议上，北京节能环保中心相关负责人表示，随着北京市《2013-2017年清洁空气行动计划（实施方案）》的落实，餐饮企业必须按要求安装油烟净化装置，实现达标排放。违规排放油烟的企业将受到罚款乃至停业整顿的处罚。

中国科学院大气物理研究所曾经发布的一篇文献中提到，“油烟在北京PM2.5中占10%至15%。”据介绍，油烟对大气造成污染的原因是我国厨房设备主要作用是排污，而没有消除油污。

据北京节能环保中心、北京烹饪协会介绍，餐饮行业清洁生产基本要求包括：废水、锅炉废气、餐饮油烟、噪声等污染物排放达到国家和地方排放标准；采用符合国家规定的废物处置方法处置废物；不使用国家和地方明令淘汰的落后装备等。目前北京和合谷、嘉和一品、金百万餐饮公司已经率先通过了清洁生产审核并已安装设备。

业内专家表示，国家治理餐饮业应从几方面入手：首先明确餐饮业排污标准，在某些餐饮业污染排放比重较高的区域，严格限定排放标准值；其次是加强监管，对餐饮业排污工作实行检查；最后是加大处罚力度，提高违法成本，倒逼企业选择效果更好的消除污染的设备。

北京铁路局：学生暑期返家火车票即日起开售

日前，从北京铁路局获悉，暑期返家的学生们即日起可以购票。

根据往年暑期客流分析，每年7月中下旬是大中专院校集中放假时间，按照客票预售期最长60天计算，广大学生从即日起就可通过网络和电话订购7月24日（含24日）以内的火车票了。学生们可通过12306网站、95105105订票电话、手机客户端、车站售票窗口（代售点）和自动售票机购买车票，并提前做好出行安排。

为方便学生返家，铁路部门还提供行李托运服务。有需求的学生，可以拨打12306或95306铁路客户服务中心电话咨询相关事宜，为学生就近提供行包业务。

远程污水排放监控系统研究 篇7

关键词：污水监控,实时数据,数据处理

随着时代的发展和科学技术的进步, 人们对信息交换和处理的要求也越来越高了。计算机的这一应用到现在已经有了很好的普及, 并且已经收到了良好的效果.而使用的前台开发工具又以Borland公司开发的Delphi应用最为广泛。

这套环保数据监测处理子系统是针对工业污水排放的监测系统而发的。包括实时数据的写入, 实时数据的面板, 曲线, 表格显示, 查询历史数据等功能的管理。

一、数据需求分析

综合的信息管理系统的优点之一就是系统的各部分之间可以共享数据, 从而达到减少工作量和保持数据一致的目的。

1. 流量计编号

流量计编号是污水排放信息管理必不可少的数据。

2. 污水排放信息的维护

污水排放信息的维护, 即当有新的数据写入时, 首先应把该数据加入污水排放实时数据表中, 按指定的格式排列好, 这样就方便了查询。污水排放信息是按照流量计编号、监测时间、监测日期、水位、流速、瞬时流量、累计流量这些方面排放的, 不仅省时又省力, 方便了用户的查询。主要目的是将26个工厂的流量计的数据实时采集到上位机的数据中, 并且要实时测试超标数据, 以便监控。所以将数据库建立成实时数据表、日数据表、月数据表、年数据表、参数范围数据表、超标数据表、拨号号码数据表、工厂代码数据表、查询表。

二、模块组成和基本流程

1. 首先数据存储要求准确、详尽。

即信息管理必须准确表示每一个基本属性, 如污水的流量计编号、监测时间、监测日期、水位、流速、瞬时流量、累计流量等。最后, 污水排放信息的存储必须方便查询, 也就是说在考虑到各种特殊情况时, 一定要兼顾存储上一般与特殊的统一, 否则, 对污水排放信息的查询将变得极其复杂、效率极低, 甚至将使查询变成实际上的不可行。

2. 实现对污水排放信息的各种查询

对污水排放信息的查询是信息管理中使用最频繁的功能, 主要要求是符合用户的需求。对污水排放信息的查询操作主要有:按流量计编号、水位、流速、瞬时流量、累计流量, 时间进行查询。

3. 必要信息的输出

虽然污水信息的自动化管理可以使许多操作由计算机实现从而减少了许多中间报表, 有一些资料必须按一定的格式输出

4. 排放指标设置设计

上面程序中调用了Config单元, Config单元设计界面如下图4.5所示。本单元主要是对Config表进行运行期间设置, 根据需求分析, 每年各测点的排放标准是不同的, 故而允许操作人员动态修改。在这里可以修改的数据为最高水位、最低水位、最大流速、最小流速、最大瞬时流量、最小瞬时流量、最大累计流量、最小累计流量, 可以根据具体的需要在这里进行具体的数据修改。

5. 实时数据设计

由于要求几种显示方式达到同步, 所以要求他们用的数据源要相同, 都是Data MD.Datasource。

三、系统测试

在编制调试阶段完成后, 系统并没有完成, 而是转入了系统的测试阶段, 这个阶段在开发软件时占相当大的比重。系统测试的主要任务就是控制系统的运行, 并以多种角度观察程序运行时的状态。

测试采用的是先单元后系统的测试方法, 单元测试指的是各模块的测试。完成全部界面设计和代码编写工作后, 就可以运行工业污水排放监测系统了, 运行时应该首先看到的是flash启动画面, 然后进入系统主界面, 开始进行对测点测试, 在测试之前, 系统需要对每一个测点进行拨号测试, 如果拨号测试成功, 则在测点处以小图标形式提示, 表示此测点工作正常, 可以进行数据采样。主要点:

对测点测试完成后将进行拨号, 系统开始对26个测点进行数据收集。在工业污水排放监测系统的实时数据中, 可以实现对数据信息的面板显示、表格显示、曲线显示和报表显示。在系统的主界面中, 单击“历史数据”按钮, 就可以进行历史数据的查询, 在历史数据的查询中, 可以改变流量计编号来查询各个测点, 也可以按你想查询的日期进行查询, 在历史数据的查询界面中可以实现曲线显示和报表对数据进行查询。

在对各个模块测试后应对集成各个模块的系统进行整体测试, 从系统的开始到系统的结束, 自始至终进行一遍, 测试模块之间的调用是否正常, 若发现错误, 应仔细分析模块之间的调用关系找出可能存在的错误, 更正后, 在调用进行测试, 周而复始, 直到达到理想为止。

参考文献

[1]李文池, 王佳祥.Delphi程序设计基础.2006年8月第一版.中国水利水电出版社, 2006:69～89

[2]陈秋劲.Delphi数据库编程与应用.2007年1月第一版.机械工业出版社, 2007:321～350

烟气排放连续监测系统的配置 篇8

1 CEMS的分类

虽然目前国内外的CEMS厂家和集成商很多, 但其测量方法和工作原理大都相似。按样气预处理方法来分, 可以分为稀释采样法、直接抽取法采样法和直接测量法。

稀释采样法, 就是在抽取污染样气的同时, 用零空气以一定的比例加以稀释, 稀释比一般不超过1:250。稀释采样法抽取的烟气量很少, 一般0.5L/min就可以满足测量要求。稀释后进入分析系统的样气中烟尘含量、气态污染物含量非常低, 可以减少烟尘过滤装置的堵塞和气态污染物对测量系统的腐蚀, 延长系统的使用寿命, 减少日常维护量。因为被测烟气的压力、温度等参数变化以及环境参数的变化可能影响到稀释比例的准确性, 从而直接影响测量结果的准确度, 所以稀释采样法对稀释探头控制稀释比的精度要求较高, 取样探头相对复杂。

直接抽取法通过采样探头直接抽取待测烟气, 并过滤掉烟气中的烟尘, 通过加热管对抽取的已除尘的烟气进行保温, 保持烟气不结露, 输至干燥装置除湿, 然后送至分析单元, 分析气态污染物浓度。采样流量需大于2L/min, 流量误差小于±0.1L/min, 伴热管温度大于130℃小于160℃。直接抽取法的取样探头结构较稀释采样法简单, 并且不需要另外的零空气制备系统, 所以系统也比较简单易于控制。但是由于直接抽取法抽取的样气量较大, 烟尘过滤器容易堵塞, 影响测量。而且由于采样管线需要伴热, 系统的功耗增加, 采样点至分析仪的距离不能过远。另外样气除水过程中会有少量的SO2等气态污染物的损失, 同样影响测量结果的准确性。

除上述两种方法外, 还有直接测量法。即不需要从排放烟气中抽取氧气, 而是直接把分析仪表安装在烟道上, 通过红外或紫外光谱分析直接测量烟气中气态污染物的含量。这种方法系统简单, 测量数据准确可信, 但造价很高, 标定困难, 且对于烟气中烟尘、水分等偏高等场合不是很适用。

2 CEMS的组成

对于一套排放监测的CEMS, 系统应由烟尘监测子系统、气态污染物 (SO2、NOX、CO等) 监测子系统、烟气排放参数 (烟气温度、压力、湿度、流量和含氧量) 监测子系统和数据采集子系统 (DAS) 组成。

2.1 烟尘浓度监测子系统

烟尘是重要的大气污染物之一, 烟尘浓度监测子系统负责测量烟气中含尘量。烟尘浓度监测方法有浊度法、光散射法等。浊度法原理是调制光通过含有烟尘的烟气时, 光强因烟尘的吸收和散射作用而减弱, 通过测定光束通过烟气前后的光强比值来定量烟尘浓度。光散射法原理是经过调制的激光或红外平行光束射向烟气时, 烟气中的烟尘对光向所有方向散射, 经烟尘散射的光强在一定范围内与烟尘浓度成比例, 通过测量散射光强来定量烟尘浓度。烟尘浓度监测子系统一般由光发射、接收装置单元, 信号调理单元, 密封风单元组成。

2.2 气态污染物监测子系统

烟气排放连续监测中需要监测的气态污染物有SO2、NOX、CO等。上面已经介绍目前主要应用的烟气采样方法有为稀释采样法和直接抽取采样法。通过烟气采样系统对样气进行预处理, 然后用分析仪进行在线分析, 最后得出分析结果以4~20m A信号或通讯方式传送给DAS系统进行数据分析处理。需注意的是, 现在的分析仪大多是模块化多功能的, 即一台分析仪可以通过配置相应的硬件就可以分析多个气态物组分含量。如SICK/MAIHAK的气体分析仪S710可同时分析样气中的SO2、NOX、CO、O2含量, 用户可以根据需要配置。

2.3 烟气排放参数子系统

烟气排放参数子系统中监测排放烟气的温度、压力、流量、含氧量和湿度。因为排放数据要最终转换成标准状态下 (273K、101.3k Pa) 的干烟气数据, 所以这些排放参数必须准确测量。烟气温度和压力的测量:测温选择温度损失较小的地方用热电阻测量;压力用普通的压力/差压变送器测量。由于要在烟气条件下工作, 热电阻一般选用防腐耐磨型套管;压力/差压变送器安装时要注意采用防堵取压装置和反吹扫装置, 防止取压管路堵塞;此外烟气取压管路还要作伴热处理, 以防止结露腐蚀管线。

烟气排放流量的测量:对于大管径气体流量的连续测量, 一直以来就是测量的难点, 特别是火电厂烟气的排放, 在经过烟气脱硫以后的烟道直管段长度很难满足流量计的安装要求。CEMS集成商推荐的测量方法有:皮托管法、热平衡法、超声波法等。前两者测量的是烟道内的一点或数点的烟气流速, 后者测量的是烟道内斜截面某一线的烟气平均流速。由于烟气截面各点流速并不稳定, 所以如果以以上的测量方法测得的流速乘上烟道截面得出的流量值, 则流量误差很大, 必须用速度场系数修正。速度场系数需要由参比方法测定断面烟气平均流速和同时间区间流速连续测量系统测定断面某一固定点或测温线上的烟气平均流速按固定的公式计算得出, 其系数的精确性直接影响测量结果的精确。

2.4 数据采集子系统 (DAS)

数据采集子系统 (以下简称DAS系统) 负责收集CEMS各监测量的实时数据, 并对数据作存储、计算、分析、显示、报警、统计、报表、通讯等处理。因此, DAS系统是CEMS的核心组成部分之一。

DAS系统包括的软、硬件有:工控机、打印机、数据采集模块、通讯接口模块、UPS电源、组态软件等。现场的各种传感器和分析仪表测得的数据送到DAS系统后, 将进行数据的转换处理, 然后存储在数据库中。报表系统根据数据库中的数据形成烟气排放情况的日报表、月报表和年报表和曲线图表。通讯接口模块可以将CEMS系统与网络相连, 需要监视该监测点的实时排放值和CEMS的运行情况的单位可以通过授权得到监测数据。

3 配置CEMS的要点

CEMS系统作为精密的烟气分析系统, 不但价格昂贵, 投入正常运行后维护保养费用也很大。如果系统得不到很好的维护, 那系统将很难正常运行甚至会瘫痪。因此, 配置CEMS应遵循以下一些原则:

3.1 符合国家环保规范对于CEMS配制要求的标准。

所配置的系统必须是通过国家环保局鉴定的产品, 否则安装后很难通过环保部门验收。

3.2 子系统按工程实际需要配置, 留有扩展余地。

CEMS分为多个模块化的子系统, 应该按照工程实际需求配置。如DAS系统, 作为环保监测用的CEMS就必须配备, 以完成数据报表、联网等功能;而如果作为脱硫系统效率监测用的CEMS, 则不需要配置DAS系统, 所有信号进入脱硫控制系统即可。但是为适应发展需要, 系统必须留有足够的扩展余地, 特别在烟道上, 应预留将来可能要增加测点的接口。

3.2 结合工程特点选择合适的测量方法。

对于CEMS来说, 并不是越贵的产品就越好, 应该根据每个工程特点, 特别是排放烟气的温度、压力、湿度、浊度等以及烟道的安装条件来选择合适的测量方法。

3.4 分析小屋应能保持一定的温、湿度且有良好的接地系统, 以保证分析系统的正常运行。

分析小屋与测点的距离越近越好, 一可以减少取样管线的长度, 二可以减少系统反应时间。特别是FGD进出口的CEMS, 有条件的话, 分析小屋可以由系统厂家一起设计和供货。

摘要：文中介绍烟气排放连续在线监测系统的配置要求和方法, 包括湿法脱硫部分监测脱硫效率的CEMS装置的配置。

关键词：CEMS,烟气脱硫 (FGD) ,DAS

参考文献

[1]《火电厂烟气排放连续监测技术规范》 (HJ/T 75—2007) .

“零排放”系统可在沙漠中养殖海鱼 篇9

这套设备是基于以色列科学家约西·陶和希伯莱大学教授加凡·瑞恩的技术开发的,他们将其称为“零排放”系统。其关键部分是利用生物过滤器和一种特殊培养的细菌,处理养鱼过程中产生的废水。使用时只需向养鱼的水箱中加入该公司研发的这种混合微生物,即可处理养鱼过程中产生的氮和其他有机废料,对环境没有影响,也不会造成任何浪费。

人工养殖海鱼通常都存在废水排放的问题。一些临海养鱼场将养鱼废水排入海中,再从海中引入新鲜的海水,一旦这些含有大量氮和其他有机物的废水在浅水区聚积扩散不出去,就会对周围的鱼构成威胁。现在,研究人员通过生物方法有效地解决了这一问题。该公司首席执行官巴尔·诺伊表示,他们研发的养鱼技术,可以使鱼在理想、稳定的温度下生长,期间不必换水或进行其他化学处理,也不会受气候条件的影响,鱼的味道更鲜美。另外,处理养鱼废水用的微生物价格低廉,使用简便,成本上完全可以和近海养殖场竞争。

据称,该系统可以在任何地方,包括离海数千英里的沙漠中使用。目前,以色列已在几个地方安装了这种系统,每立方米水能养100 kg鱼,从而为在内陆养殖海鱼开辟了一条新途径。

排放系统 篇10

1 湿法脱硫除尘系统现状

目前, 我国的燃煤火力电厂的烟气治理主要使用的典型工艺就是先脱硝, 再电除尘, 最终湿法脱硫, 清洁尾气烟囱排放, 如图1所示。脱硝的过程主要是去除NOx, 然后电除尘的阶段主要负责大气的烟尘颗粒物的筛滤及捕捉, 最终的湿法脱硫的阶段主要是用来去除SOx污染物。然而, 由于脱硝阶段的催化剂原因, 会发生SO2污染物氧化为SO3的反应, 从而使得整个湿法脱硫排放尾部的烟气SO3明显变多。并且脱硝还原剂氨气在使用中会有部门侧漏逃逸的现象。现行传统的脱硫脱硝除尘工艺中, 三氧化硫以及泄露的氨气并不能够得到合理的控制和去除。在湿法脱硫阶段, 对于控制排放尾气的污染状况, 会产生两方面作用, 首先脱硫阶段可以通过喷淋除雾系统的洗涤作用除去部门大颗粒的颗粒污染物, 另一方面, 也会有部分浆液会随着雾化不完全形成夹带, 并且导致脱硫的产物再次析出, 最终导致PM2.5空气污染。脱硫系统并不能有效的去除三氧化硫空气污染, 吸收塔的设计的除雾及喷淋系统其对污染物的去除效果非常有限。大量SO3污染物的存在, 最终通过烟囱排放, 部分处于酸露点以下的SO3尾气, 会直接在烟囱内冷凝, 最终导致烟囱的腐蚀。由于现使用的湿法脱硫脱硝除尘系统的治理汞、SO3以及PM2.5的能力非常有限, 从而会造成烟囱排放风向地下游区域会经常出现石膏雨、酸雨等恶劣天气现象。

2 湿法脱硫除尘系统提效措施

2.1 后置湿式电除尘

目前, 在我国的烟气治理传统典型工艺流程中, 在湿法脱硫之后并没有对最终脱硫系统所产生细小的悬浮空气颗粒污染物进行严格的控制, 而是直接走尾部的烟囱直接排出, 完全处于一种未经任何封闭处理, 完全自由开放情况。因而, 我们在脱硫系统之后, 再增加一道湿式电除尘的阶段, 将其作为最后一道环保技术把关。

湿式电除尘的工作原理与干式电除尘器的原理相似, 湿式电除尘在工作时, 主要是水雾使粉尘凝并, 并与粉尘在电场中一起荷电, 一起被收集, 收集到极板上的水雾形成水膜, 水膜使极板清灰, 保持极板洁净。同时由于烟气温度降低及含湿量增高, 粉尘比电阻大幅度下降, 因此湿式电除尘器的工作状态非常稳定。由于湿式电除尘器采用水流冲洗, 没有振打装置, 不会产生二次扬尘。根据国外相关文献, 湿式电除尘器对酸雾、有毒重金属以及PM10, 尤其是PM2.5的微细粉尘有良好的脱除效果。所以, 可以使用湿式电除尘器来控制电厂SO3酸雾, 同时还具有联合脱除多种污染物的功能。湿式电除尘器能够解决湿法脱硫带来的石膏雨、蓝烟问题, 缓解下游烟道、烟囱的腐蚀, 节约防腐成本。其性能稳定可靠、效率高, 可有效收集微细颗粒物、重金属、有机污染物等, 烟尘排放可达5mg/m3以下, 实现超低排放, 彻底解决烟囱排放问题, 达到“一劳永逸”的效果。

2.2 除雾及喷淋系统的改进

2.2.1 除雾系统的改进

加强除雾系统的级数, 通过管式与屋脊式二级混合联用或进行三级甚至多级叠加运用的方式, 来改善除雾系统的除雾效果。管式除雾器能够快速筛滤粒径在500μm左右的雾滴, 置于除雾系统的最前端, 一方面可以将大粒径颗粒除去, 缓解后续下级除雾器的负担, 另外一方面可以起到均衡系统气流流速的作用, 确保后续精密除尘系统的工况稳定运行, 从而提高整体的除雾效率。对于多级除雾系统, 如三级除雾系统, 也可类似于上述二级联用除雾系统进行运作, 对各级各阶段的除雾器进行主要去除对象进行区分, 达到首先对系统中的粗大颗粒依次去除, 再到最终的精细小微颗粒的去除, 从而提高最终除尘效果。根据相关调查显示, 通过增加除雾器级数的方式, 能够使最终的雾滴浓度达到50mg/m3以下。其次, 也有相关研究学者通过改进除雾器在脱硫吸收塔内的布置方式, 使得吸收塔内的雾滴能够无死角的经过除雾器, 同时, 也有研究发现, 适当增加除雾器与上层烟气出口以及下层喷淋层的距离, 可以在一定程度上提高除雾的效率。

2.2.2 喷淋系统的改进

湿法脱硫的除尘效率和吸收塔内的喷淋系统也有很大的关联, 喷淋系统主要是用来截留并捕捉吸收塔内的烟尘, 因而, 提高吸收塔内的喷淋效果可以很大程度上降低上层烟气出口处的烟尘浓度。目前, 最常用的两种解决方案就是增加喷淋系统喷嘴和改进喷嘴结构。增加喷嘴主要是通过增加喷淋系统的喷淋点位来提高系统的喷淋密度, 从而提高了系统烟尘被浆液捕捉的几率, 最终改善系统的除尘效率;改善喷嘴结构主要是采用了覆盖面比较广的喷嘴头, 提高每个喷嘴与烟尘的接触面, 从而提高系统的除尘效率, 但是一般价格都比较昂贵。同时, 我们也可以考虑在系统的喷淋层底部通过设置聚气环、合金托盘等措施, 来增加气液接触的概率, 以缓解吸收塔内烟气不经喷淋层直接贴壁逃逸的现象, 从而提高湿法脱硫系统除尘效率。

3 结语

要实现燃煤电厂“超洁净排放”的宏伟目标, 必须进行传统湿法脱硫系统的升级改造。一方面, 通过改善吸收塔内的除雾喷淋系统, 提高吸收塔除尘洗涤作用, 另一方面在吸收塔后增设湿式电除尘器, 将其作为电厂烟气排放的最后一道环保技术把关, 从而得以最终实现环保超洁净排放, 全面解决烟尘、石膏雨、PM2.5、汞、SO3、二恶英、多种重金属、及多环芳烃等多种大气污染物严重问题, 最终为治理我国大气空气雾霾等污染问题做出突出有价值的贡献。

摘要：近年来, 我国大气环境不断恶化, 如雾霾等恶劣天气状况频频出现, 已严重影响到人类的居住环境健康安全。而火力发电厂由于大量的使用煤炭成为大气污染的最主要来源, 因而环保部门对其烟气排放的要求越来越严格, 尤其是近几年颁布的“超洁净排放”标准, 这对传统火电厂提出了烟气排放系统“超洁净”改造升级的要求, 本文主要阐述了我国现普遍采用的湿法脱硫系统的烟气治理现状以及实现“超洁净排放”的改造措施。

关键词：湿法脱硫系统,除尘,超洁净排放,改造

参考文献

[1]周长丽.湿法烟气脱硫除尘实验研究[D].南京理工大学, 2006.