أولا. أصل CEMS
"CEMS" هو اختصار لنظام مراقبة الانبعاثات المستمر، وهو جهاز يرصد باستمرار تركيز وإجمالي الملوثات الغازية والجسيمات الدقيقة المنبعثة من مصادر تلوث الهواء، وينقل المعلومات إلى الجهات المختصة آنيًا. ويُسمى "نظام مراقبة غازات المداخن التلقائي"، ويُعرف أيضًا باسم "نظام المراقبة المستمرة لانبعاثات غازات المداخن" أو "نظام المراقبة الإلكترونية لغازات المداخن". ويُسمى أيضًا "نظام المراقبة الآلية لغازات المداخن"، ويُعرف أيضًا باسم "نظام المراقبة المستمرة لانبعاثات غازات المداخن" أو "نظام المراقبة الإلكترونية لغازات المداخن".
يستخدم نظام CEMS التقليدي لغاز المداخن بشكل أساسي في صناعات الطاقة الكهربائية والكوك والأسمنت والبتروكيماويات والكيميائيات والحديد والصلب وما إلى ذلك. ووفقًا لطرق أخذ العينات المختلفة، يمكن تقسيم نظام CEMS التقليدي لغاز المداخن إلى ثلاث فئات وفقًا لطريقة القياس: نظام مراقبة الاستخراج ونظام المراقبة في الموقع ونظام القياس عن بعد.
II. مبدأ تشغيل نظام CEMS
يُسحب الغاز من المدخنة باستخدام طريقة الاستخلاص الحراري (طريقة الاستخلاص بالتكثيف) ويُنقل إلى وحدة المعالجة المسبقة، التي تُرسله بعد المعالجة إلى جهاز التحليل. ومن خلال جهاز تحليل الغاز عبر الإنترنت (محلل غازات المداخن)، يتم عرض البيانات المقاسة على الجهاز، ثم تُنقل البيانات آنيًا إلى شبكة مراقبة حماية البيئة من خلال جهاز التعدين الرقمي أو الشبكة الافتراضية الخاصة (VPN).
ثالثًا. الاحتياطات اللازمة في عملية صيانة أنظمة إدارة الطاقة المتجددة (CEMS)
وحدات التدفئة والتبريد
يُعدّ جهاز التسخين والتبريد من المعدات المهمة لحماية مُحلل غازات المداخن، وهو محور الاهتمام الرئيسي في عمليات الفحص والصيانة اليومية. عادةً ما يتم التحكم في درجة حرارة جهاز التسخين عند حوالي 130 درجة مئوية، وفي حال عدم التسخين، قد تتسرب الرطوبة من غازات المداخن إلى المُحلل، مما يؤدي إلى انسداد المُرشِّح وتلف المُحلل، وما إلى ذلك، ويؤدي أيضًا إلى تكوّن ضباب حمضي في خط الأنابيب، مما يؤثر بشكل مباشر على نتائج القياس. عادةً ما يتم التحكم في درجة حرارة جهاز التبريد عند حوالي 4 درجات مئوية، وإذا وصلت درجة حرارة المُكثِّف إلى 6 درجات مئوية فقط فأكثر، فيجب صيانته أو استبداله.
فحص المضخة التمعجية
تُستخدم المضخة التمعجية لتصريف المياه من أسطوانة المكثفات في جهاز التبريد، ولإغلاق خط غاز أخذ العينات. في حال تعطل المضخة التمعجية لفترة طويلة، قد يتسرب المكثف إلى مضخة أخذ العينات وجهاز التحليل، مما يُسبب تلفًا في الجهاز.
فحص نظام النفخ العكسي
عند فحص نظام النفخ، تأكد من أن ضغط مصدر هواء النفخ ضمن النطاق الطبيعي. في حالة النفخ اليدوي، يُنقل النظام إلى حالة الصيانة. أما في حالة النفخ التلقائي، فيتم ضبط وقت النفخ في نظام التحكم PLC، مع الحفاظ على بيانات القياس لضمان عدم حدوث أي تعديلات غير طبيعية في نظام التحكم أو تلف في المعدات بسبب النفخ.
المعايرة الدورية لمحللي غازات المداخن
يجب معايرة جهاز تحليل غازات المداخن دوريًا للصفر والنطاق. محطات مراقبة CEMS مُجهزة بغازات قياسية بتركيزات عالية ومتوسطة ومنخفضة لكل عامل وسط مُقاس ونيتروجين عالي النقاء، وتُستكمل المعايرة بإدخال تركيز آخر من الغاز القياسي للمقارنة. تُجرى دورة المعايرة مرة واحدة على الأقل كل ستة أشهر. تُضبط معايرة الصفر التلقائية، وفقًا للحالة الفعلية لمعدات الحقل، على 8-12 ساعة لإجراء معايرة صفرية تلقائيًا، لتجنب انحراف الصفر، ولضمان دقة التحليل والقياس.
اتساق نطاقات المعلمات
في المحلل واختيار الغاز القياسي يجب أن نلاحظ أن نطاق المحلل يجب أن يستند إلى غاز المداخن المقاس في تركيز تصميم عامل الوسائط للاختيار، يجب ألا يتجاوز النطاق قيمة الحد المسموح به لانبعاثات مصدر التلوث مرتين إلى ثلاث مرات، لضمان أن محلل غاز المداخن لقياس دقة البيانات؛ يجب أن يستند اختيار الغاز القياسي إلى نطاق المحللين وعامل الوسائط المقاس هو عادةً التركيز المعتاد للاختيار، يجب ألا يكون مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا (80٪ -100٪ أو أقل من النطاق). (في حدود 80٪ -100٪ من النطاق). يجب أن تكون إعدادات النطاق للكمبيوتر العلوي وPLC وأداة اكتساب البيانات متسقة.
رابعا. لا يُسمح بتشغيل بيانات الكشف عن ثاني أكسيد الكبريت المهمة لحل المشكلة
ماذا لو كانت البيانات عالية؟
هناك احتمالان للبيانات العالية: إما أن المحلل يحتاج إلى إعادة معايرة، أو قد يكون هناك تراكم للغازات أو السوائل الأكثر سمكًا في خط التحليل.
(1) طريقة التقييم: أولاً، عزل غاز العينة، واستخدام جهاز التحليل لقياس الغاز القياسي مباشرةً. إذا كانت نتيجة القياس عالية، فهي تنتمي إلى الحالة الأولى، ويمكن إعادة المعايرة؛ أما إذا كانت طبيعية، فهي تنتمي إلى الحالة الثانية، ويجب فحص أنبوب التحليل.
(2) طريقة الفحص: يجب فحص الأنابيب من مدخل جهاز التحليل إلى مدخل مسبار أخذ العينات. عادةً ما تكون الأنابيب شفافة ومقاومة للتآكل، ويسهل ملاحظة تراكم الترسبات. أما بالنسبة لمقياس التدفق العائم، ومضخات أخذ العينات، والمبردات، والمرشحات، وصمامات غاز العينات، وخطوط التتبع، فإن قياس ترسبات مسبار أخذ العينات يكون أصعب.
بعد المعالجة المسبقة، تُدخل البيانات إلى جهاز التحليل. يُجرى رصد مستمر لمختلف الملوثات في غازات المداخن بواسطة جهاز تحليل الغاز عبر الإنترنت (محلل غازات المداخن)، وتُعرض البيانات المقاسة على الجهاز، وأخيرًا تُنقل بيانات الرصد إلى شبكة مراقبة حماية البيئة آنيًا عبر المجمع الرقمي أو الشبكة الافتراضية الخاصة.
ماذا لو كان SO2 منخفضا؟
غالبًا ما يصاحب انخفاض بيانات ثاني أكسيد الكبريت انخفاض في بيانات المحلل. هناك احتمالان لانخفاض البيانات: إما أن المحلل بحاجة إلى إعادة معايرة، أو وجود تسرب في خط أخذ العينات.
(1) طريقة التأكيد: أضف غازًا معياريًا إلى مدخل جهاز التحليل للتحقق من تطابق نتيجة القياس مع محتوى الغاز المعياري. إذا كانت النتيجة مطابقة، فهذا يعني وجود تسريب في خط أخذ العينات؛ وإذا كانت مختلفة، فأعد المعايرة.
(2) يتم أخذ عينات من تسربات الخطوط في خطوتين رئيسيتين: التأكد من وجود التسرب داخل الخزانة أو خارجها.
(3) طريقة الحكم: افصل مدخل صمام غاز العينة، ثم اسحبه يدويًا. في هذا الوقت، يجب أن تكون لوحة التحليل على مقياس التدفق ومقياس التدفق العائم على مستوى الصفر. لا توجد مشكلة داخل الخزانة عند الصفر، وأقل من الصفر هي مشكلة داخلية.
ماذا لو كان معدل تدفق عداد التعويم منخفضًا؟
معدل التدفق إلى الصفر هو الأرجح لمضخة التمعجية في الرماد. في حال دخول الرماد إلى المضخة التمعجية، ينخفض خرج المضخة التمعجية. يكون تدفق الهواء من مخرج المضخة التمعجية ضعيفًا، وقوة شفطها عند مدخلها منخفضة. افتح باب التنظيف.
من الضروري أيضًا التحقق من فتحة توليد التدفق، والتحقق من الأنابيب بين مضخة أخذ العينات إلى المحلل، والمعدات (بما في ذلك المرشحات، والمبردات، والمضخات التمعجية، وصمامات التدفق، وأجهزة قياس التدفق العائمة)، لمعرفة ما إذا لم يكن هناك أي تسريبات.
هناك أيضًا احتمال انسداد مخرج المُحلِّل. مهما كان ضغط مخرج المضخة التمعجية مرتفعًا، فإن انسداد مخرج المُحلِّل لن يزيد معدل التدفق. بالطبع، هذا الاحتمال أقل، ويمكن فحصه في النهاية.
ماذا لو لم يكن قياس O₂ دقيقًا؟
يعد الأكسجين محل اهتمام لأنه، من ناحية، يعد معلمة مهمة لتحويل البيانات، ومن ناحية أخرى، يمكن استخدامه لتحديد ما إذا كانت البيانات مزورة.
إذا كان جهاز التحليل ثلاثي المكونات، فإن طريقة تقييم الخطأ هي نفسها المذكورة أعلاه. أما إذا لم يكن كذلك، فخطوات التقييم هي كما يلي:
(1) تحتاج إلى إعادة المعايرة، حيث ستنحرف بيانات الزركونيا بمرور الوقت، وستكون إعادة المعايرة دقيقة
(2) إذا كانت البيانات عالية، فقد يكون هناك تسرب، والذي يتكون من حالتين: تسرب النظام وتسرب نقطة القياس. تسرب النظام هو تسرب إزالة الكبريت بالكامل أو تسرب خط أنابيب غاز المداخن، وليس من السهل التحقق منه. يحدث تسرب نقطة القياس بشكل عام بسبب عدم تثبيت الحافة بإحكام، ويمكن إحكامها.
V. لا يسمح بتشغيل عملية الكشف عن الغبار بحل المشكلة
ماذا لو كانت طريقة القياس البصري منخفضة الغبار؟
معظم معدات قياس الغبار المنزلية تعتمد على القياس البصري، ونادرًا ما تُستخدم طريقة قياس بصرية لبيانات غبار منخفضة. عادةً ما تكون المشكلة في معالجة الإشارة، أو تصحيح أخطاء معالجة الإشارة، أو حتى إعادة المعايرة.
ماذا لو كانت البيانات من طريقة القياس البصري عالية؟
السبب الأكثر احتمالاً هو انسداد العدسة بالغبار. يجب تنظيف عدسات الإرسال والاستقبال بانتظام. من المحتمل أيضاً وجود مشكلة في معالجة الإشارة، وبعد التنظيف، إذا استمرت المشاكل في البيانات، يُمكن إعادة معايرتها.
سادسا. متطلبات الإدارة أثناء التشغيل
التفتيش اليومي CEMS
يجب على وحدة التشغيل والصيانة وضع بروتوكول التفتيش وفقًا للمعيار HJ 75-2017 والمتطلبات ذات الصلة في تعليمات استخدام الجهاز، وإجراء أعمال التفتيش اليومية وتسجيلها وفقًا للبروتوكول بدقة. يجب أن تتضمن سجلات التفتيش اليومية عناصر التفتيش، وتاريخ التفتيش، والحالة التشغيلية للعناصر التي تم تفتيشها، وما إلى ذلك. يجب تسجيل كل عملية تفتيش وأرشفتها. يجب ألا تتجاوز الفترة الزمنية للتفتيش اليومي لنظام مراقبة الدخان عبر الإنترنت 7 أيام.
صيانة يومية
وفقًا لمتطلبات دليل نظام مراقبة غازات المداخن الإلكتروني، فيما يتعلق بمحتوى صيانة النظام، ودورة الصيانة، ودورة استبدال المواد الاستهلاكية، وما إلى ذلك، يجب تسجيل وأرشفة كل عملية صيانة لتوضيح الإجراءات اللازمة. في كل مرة يتم فيها استبدال قطع الغيار أو المواد، يجب تسجيلها وحفظها، مثل الاسم والمواصفات والكمية. في حال استبدال مادة قياسية مرخصة أو عينة قياسية، يجب أيضًا تسجيل مصدر المادة القياسية الجديدة وتاريخ انتهاء صلاحيتها وتركيزها. بالنسبة للأعطال أو المشاكل التي يتم اكتشافها أثناء الفحص أو الصيانة اليومية، يجب على موظفي إدارة النظام والصيانة معالجتها في الوقت المناسب وتسجيلها.
معايرة والتحقق من CEMS
ينبغي إجراء معايرات دورية.
- (1) تقوم أجهزة CEMS الخاصة بالجسيمات الملوثة والغازات الملوثة المزودة بوظيفة المعايرة التلقائية بمعايرة نقطة الصفر ونطاق الجهاز تلقائيًا مرة واحدة على الأقل كل 24 ساعة، واختبار وتسجيل انحراف نقطة الصفر وانحراف النطاق في نفس الوقت؛
- (2) يجب على أجهزة مراقبة الجسيمات بدون معايرة تلقائية معايرة نقطة الصفر ونطاق الجهاز مرة واحدة على الأقل كل 15 يومًا، واختبار وتسجيل انحراف نقطة الصفر وانحراف النطاق في نفس الوقت؛
- (3) يجب على أجهزة قياس الانبعاثات المباشرة للملوثات الغازية بدون معايرة تلقائية معايرة نقطة الصفر ونطاق الجهاز مرة واحدة على الأقل كل 15 يومًا، واختبار وتسجيل انحراف نقطة الصفر وانحراف النطاق في نفس الوقت؛
- (4) يجب معايرة أجهزة مراقبة الانبعاثات المستمرة للملوثات الغازية القابلة للاستخراج بدون معايرة تلقائية مرة واحدة على الأقل كل 7 أيام مع الاختبار المتزامن للصفر ونطاق الجهاز وتسجيل الانجراف الصفري وانحراف النطاق؛
- (5) يجب معايرة نظام CEMS للملوثات الغازية القابلة للاستخراج على مستوى النظام مرة واحدة على الأقل كل ثلاثة أشهر، مع اشتراط إصدار الغاز الصفري والغاز القياسي من محطة المراقبة، وأن يكون المسار الذي يمر من خلاله غاز العينة عبر نهاية مجسات أخذ العينات وغازات العينة (التي يجب أن تشمل خط أنابيب أخذ العينات، ومرشح الغسيل، والمنظم، وأداة التحليل، وما إلى ذلك) متسقًا مع اكتشاف الصفر وانحراف النطاق، وخطأ القيمة، ووقت استجابة النظام؛
- (6) يجب إجراء معايرة الصفر مرة واحدة على الأقل كل 24 ساعة لأجهزة CEMS ذات معدل التدفق المزودة بوظيفة المعايرة التلقائية ومرة واحدة على الأقل كل 30 يومًا لأجهزة CEMS ذات معدل التدفق بدون وظيفة المعايرة التلقائية.
