Сложные выбросы нефтеперерабатывающих заводов, агрессивные дымовые газы и жесткие требования к соблюдению норм могут затруднить обслуживание систем непрерывного мониторинга выбросов (CEMS). Правильно спроектированная система обеспечивает надежные данные о выбросах без постоянного поиска и устранения неисправностей.

A Система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) Система непрерывного мониторинга (CEMS) непрерывно измеряет и регистрирует загрязняющие вещества из стационарных источников выбросов. На нефтегазоперерабатывающих предприятиях система CEMS может отслеживать SO₂, NOx, CO, CO₂, O₂ и другие газы, а также контролировать поток и ключевые параметры дымовых газов.

Однако мониторинг выбросов на нефтеперерабатывающих заводах редко бывает универсальным решением. Технологический нагреватель, котел, установка каталитического крекинга, установка регенерации серы или факельная установка могут производить совершенно разные газовые потоки. Поэтому правильная система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) начинается с определения источника выбросов, требуемых загрязняющих веществ и фактических условий эксплуатации.

Какие загрязняющие вещества должна измерять система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) на нефтегазоперерабатывающих предприятиях?

Необходимые параметры системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) зависят от источника выбросов, условий процесса и применимых нормативных актов. Для многих источников сжигания на нефтеперерабатывающих заводах основную группу измеряемых газов составляют SO₂, NOx, CO, CO₂ и O₂. Для конкретных применений могут потребоваться дополнительные газы и параметры процесса.

Конфигурация системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) должна соответствовать источнику выбросов и применимым требованиям к мониторингу. Для технологического нагревателя могут потребоваться преимущественно NOx, CO, CO₂ и O₂. В процессах, связанных с серой, может быть большее значение иметь SO₂. Более сложные приложения могут потребовать дополнительных газов, таких как HCl, HF, NH₃ или H₂O.

Это различие важно при покупке системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS). Вместо того чтобы спрашивать только: «Сколько газов может измерить этот газоанализатор?», покупателям следует сначала спросить: «Какие газы этот источник выбросов действительно требует от нас измерять?» После определения целевых загрязняющих веществ следующая задача — выбор технологии CEMS, способной работать с горячими, влажными и потенциально коррозионными дымовыми газами нефтеперерабатывающего завода.

Какие технологии измерения CEMS подходят для нефтегазоперерабатывающих предприятий?

Нефтегазоперерабатывающим предприятиям не нужна одна технология измерения для каждого газа. Более эффективный подход заключается в согласовании принципа обнаружения с целевым загрязняющим веществом, диапазоном концентраций, газовой матрицей и требуемыми характеристиками измерения.

NDIR широко используется для измерения основных продуктов сгорания, таких как CO и CO₂. UV-DOAS позволяет измерять SO₂, NO и NO₂, а TDLAS — специфические газы с сильными линиями поглощения. FTIR становится привлекательным методом, когда одной системе необходимо контролировать более широкий спектр компонентов. ESEGAS использует эти технологии во всех своих решениях CEMS в зависимости от типа газа и требований к измерениям.

Однако для регулируемых применений выбор технологии должен выходить за рамки простого сравнения принципов работы датчиков. Соответствующие нормативные акты могут устанавливать технические характеристики, эталонные методы и требования к контролю качества. Например, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) приводит отдельные технические характеристики для SO₂/NOx, O₂/CO₂, CO, расхода, H₂S, летучих органических соединений и систем непрерывного мониторинга на основе ИК-спектроскопии.

Как комплексная система непрерывного мониторинга качества (CEMS) справляется с горячими, влажными и пыльными дымовыми газами нефтеперерабатывающих заводов?

Газоанализатор — лишь одна часть системы непрерывного мониторинга и контроля (CEMS). На нефтеперерабатывающем заводе газ должен сначала пройти от дымовой трубы до измерительной ячейки, не теряя и не изменяя важные компоненты. Типичная экстрактивная система CEMS следует этому пути:

Стек → Нагреваемый пробоотборный зонд → Фильтрация → Нагреваемая пробоотборная линия → Подготовка газа → Газоанализатор → Сбор данных

Горячие дымовые газы могут содержать водяной пар и конденсируемые соединения. Нагреваемый зонд и нагреваемая линия отбора проб помогают поддерживать температуру пробы выше соответствующей точки росы во время транспортировки.

Пыль может забивать фильтры и ограничивать поток пробы. Влага может вызывать конденсацию, а коррозионные или конденсируемые соединения могут загрязнять компоненты, расположенные ниже по потоку. Система фильтрации и подготовки газа может решить эту проблему.

Главный вывод прост: высококачественный газоанализатор не может исправить некачественный образец. Система отбора проб и газоанализатор должны работать как единая измерительная цепочка, например, система непрерывного мониторинга качества (CEMS).

Чем отличаются системы непрерывного мониторинга уровня выбросов (CEMS) на нефтеперерабатывающих заводах от стандартных промышленных систем CEMS?

Система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) на нефтеперерабатывающем заводе часто работает в более сложных условиях, чем простая дымовая труба. На одном предприятии могут быть котлы, технологические нагреватели, печи, установки каталитического крекинга (FCC), процессы, связанные с серой, и факельные установки, каждая из которых производит свой собственный газовый поток.

Дымовые газы нефтеперерабатывающих заводов могут различаться по следующим параметрам: температура, влажность, состав газа, концентрация загрязняющих веществ, расход, содержание коррозионных компонентов и углеводородов. В результате одна и та же конфигурация системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) может не подходить для каждой дымовой трубы. Например, для технологического нагревателя может потребоваться мониторинг NOx, CO, CO₂ и O₂, в то время как для другого процесса может потребоваться SO₂ или другие газы. В некоторых областях применения также может потребоваться мониторинг H₂O, HCl, HF, NH₃ или углеводородов.

Мониторинг выбросов на нефтеперерабатывающем заводе — это не задача, выполняемая раз в день. Системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) должны обеспечивать стабильные данные в течение длительных периодов эксплуатации, учитывая при этом калибровку, поток проб, изменения температуры и плановое техническое обслуживание.

Агентство по охране окружающей среды (EPA) определяет CEMS как полный комплект оборудования, необходимый для определения концентрации газа или твердых частиц, а также скорости выбросов, а не просто сам газоанализатор. Применимые нормативные акты также могут требовать соблюдения определенных процедур контроля производительности и качества при использовании данных CEMS для обеспечения соответствия требованиям.

Это различие имеет значение при покупке системы. Системы непрерывного мониторинга и контроля качества (CEMS) для нефтеперерабатывающих заводов следует оценивать как комплексное решение для мониторинга — газоанализатор, система отбора проб, подготовка, калибровка, сбор данных и техническое обслуживание, — а не как автономный газоанализатор.

После разработки технологии измерений и архитектуры отбора проб следующим шагом является проектирование системы непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) с учетом конкретных источников выбросов и условий эксплуатации нефтегазоперерабатывающего завода.

Как компания ESEGAS разрабатывает системы непрерывного мониторинга качества (CEMS) для нефтегазоперерабатывающих предприятий?

A нефтеперерабатывающий завод CEMS Должно соответствовать источнику выбросов, а не наоборот. Поэтому ESEGAS начинает с технологического процесса предприятия, целевых загрязняющих веществ, состояния дымовых газов и применимых требований к мониторингу, прежде чем выбирать газоанализатор и архитектуру отбора проб.

Во-первых, ESEGAS определяет источник выбросов и устанавливает, что именно предприятие должно измерять.

Далее группа рассматривает требования к SO₂, NOx, CO, CO₂, O₂, H₂O, расходу, температуре, давлению и влажности. Это важно, поскольку технические характеристики EPA охватывают различные параметры CEMS, включая SO₂/NOx, O₂/CO₂, CO, расход, H₂S, летучие органические соединения и применение ИК-спектроскопии.

Затем ESEGAS выбирает принцип измерения в зависимости от целевого газа и области применения. Например:

Система непрерывного мониторинга LX-4000 CEMS может отслеживать SO₂, NO, NO₂, O₂, CO, CO₂, HCl, HF и H₂O, а также измерять расход, давление, температуру и влажность.

Такой многопараметрический подход полезен в тех случаях, когда один нефтеперерабатывающий завод имеет несколько источников выбросов с различными требованиями к мониторингу.

Заключение

Для предприятий нефтегазопереработки надежная система непрерывного мониторинга выбросов (CEMS) преобразует непрерывные измерения газов в пригодные для использования данные о выбросах. Система может отслеживать ключевые загрязняющие вещества, контролировать изменения технологических условий и обеспечивать соблюдение применимых требований. Однако производительность зависит от всей системы в целом, а не только от газоанализатора. ESEGAS объединяет функции анализа газов, отбора проб, подготовки, калибровки и обработки данных в специализированные системы CEMS.

Если вашему нефтеперерабатывающему заводу необходима система непрерывного мониторинга выбросов SO₂, NOx, CO, CO₂, O₂ или других параметров, свяжитесь с ESEGAS, чтобы обсудить подходящую архитектуру мониторинга для вашего источника выбросов.