一、背景介紹
以前我國絕大部分地區(qū)采用人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析為主的大氣監(jiān)測手段,這種方式不能及時(shí)、地監(jiān)測到污染物的實(shí)時(shí)排放情況,使得環(huán)境管理人員很難在短時(shí)間內(nèi)摸清所有污染區(qū)的實(shí)際情況,使有些企業(yè)得以偷排、漏排污染物。另外對(duì)各種突發(fā)性污染源及污染現(xiàn)場,也不能做到即時(shí)的監(jiān)測和處理。針對(duì)以上情況我公司研發(fā)出無線數(shù)傳(CDMA DTU)配合工業(yè)廢氣無線監(jiān)測系統(tǒng)軟件,可對(duì)污染物濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)無線監(jiān)測。通過無線數(shù)傳將數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控中心和環(huán)境管理部門。工作人員可以在監(jiān)控中心或辦公室進(jìn)行監(jiān)測,隨時(shí)得到即時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)告,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端無人值守。
二、同類方案對(duì)比
煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)除了各種采樣、監(jiān)控和管理的軟、硬件以外,最重要的一個(gè)部分就是從數(shù)據(jù)現(xiàn)場至管理中心的通信傳輸。該系統(tǒng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求:
1、目前煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)現(xiàn)場至管理中心的通信方式是以基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)通信為主;
2、累計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸量不大,但要求在系統(tǒng)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)時(shí),傳輸?shù)难訒r(shí)和丟包率越低越好,以確保信息上報(bào)及控制指令下發(fā)的及時(shí)性;
3、因煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)現(xiàn)場的設(shè)備如監(jiān)測設(shè)備等發(fā)送控制信息,為設(shè)備的安全運(yùn)行,該系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性要求很高,必須通過專網(wǎng)的方式實(shí)現(xiàn),并和其他網(wǎng)絡(luò)的隔離,以免因網(wǎng)絡(luò)攻擊造成的事故;
4、煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)中需要監(jiān)控和管理的設(shè)備很多,因此要求通信網(wǎng)絡(luò)要有足夠的網(wǎng)絡(luò)容量,以滿足監(jiān)控點(diǎn)不斷增加的情況;
5、通信傳輸部分投資要小,開通要快,布點(diǎn)靈活,維護(hù)簡單。
無線負(fù)載控制、中壓載波方式、以太網(wǎng)、短信息以及CDMA。以下就這幾種通信方式進(jìn)行對(duì)比。
| 無線負(fù)控 | 中壓載波 | 以太網(wǎng) | | CDMA |
建網(wǎng)難度 | 困難 | 困難 | 困難 | | |
一次性投資 | 極大 | 大 | 極大 | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
三、本方案優(yōu)勢
在以上的分析中我們可以明顯看到傳統(tǒng)的方式和網(wǎng)絡(luò)連接方式已經(jīng)不能滿足企業(yè)低投入益的需求,并且已經(jīng)阻礙企業(yè)的大膽決策了。網(wǎng)絡(luò)改造迫在眉睫,但是如果采用CDMA無線方式傳輸數(shù)據(jù)則有情況就大不一樣了,具有以下優(yōu)勢:
1、安全保密性高。一方面與傳統(tǒng)有線傳輸方式相比較,無線傳輸僅僅指的是從用戶端到CDMA基站,而從基站到用戶數(shù)據(jù)中心都是通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。另一方面,由于CDMA所采用的無線通信技術(shù)也決定了較其他無線通信方式具有更大的安全保障;
2、資費(fèi)便宜,計(jì)費(fèi)合理。CDMA應(yīng)用套餐方式,由于沒有大數(shù)據(jù)量的傳輸,所以沒有必要采用資費(fèi)很高的專線(DDN等)。而CDMA可以根據(jù)通信的數(shù)據(jù)量進(jìn)行計(jì)費(fèi)。在CDMA網(wǎng)中,沒有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)是不被計(jì)費(fèi)的。所以營業(yè)網(wǎng)點(diǎn)不需要頻繁建立連接,當(dāng)然也不必支付傳輸空閑時(shí)的專線費(fèi)用,而客戶再也不用不耐煩地等待電話撥號(hào)登錄的過程;
3、設(shè)備投資低。傳統(tǒng)的DDN等專線,需要購買專線Modem,撥號(hào)方式則需要購買Modem Pool 、普通Modem、ISDN Modem等設(shè)備。而采用CDMA無線方式只需要購買無線數(shù)傳即可,投資要小得多;
4、新增和改變網(wǎng)點(diǎn)方便。如果采用了CDMA方式,用戶可隨意改變自己的營業(yè)網(wǎng)點(diǎn),而無須擔(dān)心線路的維護(hù)或在移動(dòng)時(shí)導(dǎo)致的通訊中斷。新增新的營業(yè)點(diǎn)時(shí)也無需進(jìn)行布線,埋線等牽涉多方的工作;
5、線路穩(wěn)定,永不掉線。CDMA采用的分組技術(shù),所以能夠地支持頻繁的或少量突發(fā)型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);
6、網(wǎng)絡(luò)接入速度快。CDMA登錄網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間時(shí)很短暫,相對(duì)撥號(hào)方式的1、2分鐘,它只需要5-6秒,而且一旦連接,則時(shí)刻在線,因此可以提供與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接;
7、傳輸速率高。提供高達(dá)153.6Kbps的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),可以開展無線INTERNET、無線多媒體、無線電子商務(wù)、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù);
8、網(wǎng)絡(luò)覆蓋好。由于CDMA使用是800M的頻段,它的覆蓋廣度和深度都很不錯(cuò),**聯(lián)通從2001年開始建設(shè)CDMA網(wǎng)絡(luò),經(jīng)過三年共三期的建設(shè),到2003年,CDMA網(wǎng)絡(luò)總?cè)萘窟_(dá)到5000萬戶以上,網(wǎng)絡(luò)覆蓋包括西藏在內(nèi)的全國31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的300個(gè)以上地級(jí)市,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)覆蓋到鄉(xiāng),中等發(fā)達(dá)地區(qū)覆蓋到縣。與此同時(shí)CDMA提供覆蓋全國99%地域范圍的可漫游、移動(dòng)無線數(shù)據(jù)服務(wù)。
四、 系統(tǒng)組成
1、本系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件的主站、東方訊 CDMA DTU 傳輸終端的采集器和若干個(gè)固定監(jiān)測站組成。監(jiān)測中心對(duì)各個(gè)監(jiān)測站進(jìn)行控制指揮,各監(jiān)測站采集各種污染參數(shù),兩者間的控制信息和監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線 DTU 完成。監(jiān)測中心既是各監(jiān)測站的指揮中心,又是監(jiān)測站監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯集、處理和存貯的數(shù)據(jù)庫。各監(jiān)測站可設(shè)置為自動(dòng)定時(shí)向監(jiān)測中心發(fā)送信息,也可設(shè)置為平時(shí)處于待機(jī)狀態(tài),在收到監(jiān)測中心的指令后才開始啟動(dòng)工作,將信息發(fā)送給監(jiān)測中心,各監(jiān)測站有數(shù)據(jù)采集,命令識(shí)別,數(shù)據(jù)發(fā)送的功能。
(圖一)煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)示意圖
2、監(jiān)測中心由功能比較齊全的計(jì)算機(jī)設(shè)備如顯示器、打印機(jī)、繪圖機(jī)等和與各監(jiān)測站系統(tǒng)的無線數(shù)傳系統(tǒng)組成。
(圖二)監(jiān)控中心示意圖
其中監(jiān)測中心有如下功能:
•
•
•
•
•
•
監(jiān)測站的功能為:
•
•
•
•
3、中心所需設(shè)備
•
•
•
•
•
4、數(shù)據(jù)現(xiàn)場所需設(shè)備
•
•
•
五、 結(jié)論
該系統(tǒng)和傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比,實(shí)現(xiàn)了煙氣排放量及理化參數(shù)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取和實(shí)時(shí)監(jiān)測。從經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益來說,系統(tǒng)造價(jià)不高,不需要太多的投資,企業(yè)能夠承受,便于大規(guī)模推廣。
CM-CMES-8000煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭、粉塵儀和溫壓流一體化探頭,以及置于小屋中的分析機(jī)柜,標(biāo)氣和空壓機(jī)組成。其中采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣,高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝,內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵;粉塵儀用于測量煙囪粉 系統(tǒng)由置于煙囪上的采樣探頭、粉塵儀和溫壓流一體化探頭,以及置于小屋中的分析機(jī)柜,標(biāo)氣和空壓機(jī)組成。其中采樣探頭負(fù)責(zé)煙氣采樣,高溫伴熱避免煙氣中水蒸氣冷凝,內(nèi)置陶瓷濾芯用于過濾煙氣中的粉塵;粉塵儀用于測量煙囪粉塵濃度,溫壓流用于測量煙囪內(nèi)煙氣的溫度、壓力和流速;分析機(jī)柜負(fù)責(zé)抽取煙氣,并直接高溫測量SO2、NOx、O2、濕度指標(biāo);標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表;空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣,用于對(duì)伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進(jìn)行定期反吹。 塵濃度,溫壓流用于測量煙囪內(nèi)煙氣的溫度、壓力和流速;分析機(jī)柜負(fù)責(zé)抽取煙氣,并直接高溫測量SO2、NOx、O2、濕度指標(biāo);標(biāo)氣用于校準(zhǔn)分析儀表;空壓機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣,用于對(duì)伴熱管線、采樣探頭、溫壓流進(jìn)行定期反吹。
與抽取冷凝法CEMS相比,本系統(tǒng)具有測量、性高、投資成本低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
與原位法相比,分析儀具有支持在線校準(zhǔn)、測量值波動(dòng)小、性高、設(shè)備維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
本分析儀整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,方便運(yùn)輸和安裝。
煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)(CEMS)是公司結(jié)合多年在煙氣在線監(jiān)測和工業(yè)過程氣體分析領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)研制的環(huán)保監(jiān)測設(shè)備,適用于對(duì)工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐、工業(yè)窯爐及垃圾焚燒爐等污染源排放煙道氣的連續(xù)監(jiān)測,以及冶金、焦化、水泥、化工等行業(yè)的生產(chǎn)過程氣體在線分析。