在线监测点（精选12篇）
在线监测点 篇1
1 背景
大海虽然为我们提供了丰富的食物和矿产,但是环境污染以及风暴潮等海洋环境的变化正在影响着海洋生物的栖息和繁衍,甚至危机着人们的生命。我国拥有18000多公里的海岸线以及300万平方公里的管辖海域,采用高新技术对海洋进行全方位检测迫在眉睫。为此,我国政府把“海洋监测技术”列入国家863计划“九五”研究计划中,此技术作为国家863计划的一个主题,对推动我国海洋检测高技术的发展具有重大意义,“九五”期间投入1.2亿元海洋检测高技术研究经费,“十五”期间投入2.4亿元,“十一五”期间为了加强海洋监测高技术研究,更加大了投入。
2 与国外监测技术差距
目前,在海洋仪器中,主要以国外仪表为主,比如应用最广泛的美国的声学海流剖面仪(ADCP)、挪威的安德拉海流计、HYDOLAB公司的Mini Sonde型多参数水质监测仪和美国SEABIRD温盐深测量系统等,他们在国际市场上有很高的占有率,都是集技术、生产、商贸为一体的产品。而国内的海洋仪器基本是研究所的产品,仅有山东省科学院海洋仪器仪表研究所立足于海洋仪器行业。研究所由于生产能力不足、企业技术素质和开发产品的能力不高,因此在现有体制下很难互补,这是海洋仪器行业存在的通病。由于海洋仪器基本属于科学仪器范畴,技术复杂、市场面窄以及批量小,加上国内元器件市场混乱,导致了国内海洋仪器缺乏竞争力。如果不从体制上进行解决,很难扭转我国目前海洋仪器仪表行业日渐衰退和产品没有竞争力的局面。
3 国内外海洋监测技术
3.1 海洋监测参数
随着海洋环境检测技术的不断创新,目前监测的物质和参数主要有:
第一,水文气象参数:风速、流速、气温、波浪、流向、水温等;
第二,物化指标参数:p H值、有机物、溶剂氧、盐度等;
第三,营养物质和毒性参数:各种营养盐、重金属、核辐射等。
海洋环境污染监测技术包括物理、化学以及生物监测技术等。长期以来在监测各种有毒有害物质时主要通过现场取样分析或取样进行实验室化学分析方法,因此缺乏实时性。面对海洋污染现状的复杂性,为了研究他们之间的函数关系以准确掌握海洋污染物的分布情况,探索海水的细微结构和海洋污染程度,要求对海洋水质污染的重要参数进行现场综合的自动、长期和连续的监测。因此,此技术的研究和应用得到了各国的重视。
3.2 海洋监测传感器的技术状况
采用海洋生态环境监测常规指标从目前国际来看,在线监测海流、溶解氧传感器以及盐度等的技术十分成熟,可靠性和精度都已经达到了相当高的水平。但是,在营养盐和重金属等毒性指标方面的化学分析技术和生物传感器技术还不过关。国内外的传感器都向着智能化、模块化以及网络化、小型化、自动化以及多功能化发展。化学和生物传感器是正在发展的载体平台自动取样分析技术的关键。
根据国际海洋环境检测技术的发展动态,结合我国现状,目前我们的总体目标具体表现为:第一,在物理、化学传感器研究方面向模块化、智能化、网络化发展,向小型化和多功能化发展;提高分析和测量的精度;环境生态自动连续监测系统的研究;与国际接轨共同开发新的分析原理和方法。第二,发展现场、连续、自动监测系统;信息采集、传输、存储和处理的模块化和集成技术;自动浮标站的研制等。
3.3 近海环境自动监测技术
近岸海域是污染和生态环境监测的重点,适合发展各种小型轻便的传感器集成平台技术,适宜在海湾、河口及浅海增养殖区的使用,形成了多种便携式水质监测仪器。目前,生物学研究、污染和生态环境检测、卫星遥感定标以及真实性检验研究等应用的传感器或仪器是发展的重点。目前,微电极和阵列电极在实验室已取得一定的研究成果,测量痕量物质的微电极已有样品,p H和溶解氧电化学传感器的性能也得到了显著改善,总体上,生物传感器还处于实验室研究阶段。模拟动物味觉和嗅觉系统由多传感器阵列组成的电子舌和电子鼻的研究也有所进展。
3.4 海洋遥感技术
在海洋和近海环境的观测和检测中,海洋监测结合传统常规的手段取得了过去常规手段无法取代的重大成果。虽然此技术能够利用海洋水色遥感探测与海洋水色环境有关的参数,但是需要借助卫星等通讯设备,不仅造价高,并且建设周期很长。遥感飞机作为监测海洋环境的遥感平台,具有全球、连续、大尺度以及费用低和实施是环境影响小等特点,此技术对于周期短和尺度小的海洋环境变化具有独特的优势,不仅在海洋环境遥感检测方面起到了巨大的作用,更为广大海洋遥感作者和管理决策部门提供了大量的科研数据和决策依据。
3.5 痕量物质测量和分析仪器
随着海洋污染物的种类越来越多,为了分析和测定重金属、有机污染物以及放射性物质等痕量物质,将大量的海水样品带回实验室进行分析测量是常规的办法。取样分析方法和微电极测量方法都在国外得到了发展,美国在便携式分析方面发展了用微电机测量Cd、Pb、Cu、Zn等重金属的方法,采用阵列微电极技术测量多种重金属成分。
3.6 营养盐现场自动分析仪
亚硝酸盐、磷酸盐以及硅酸盐等营养盐虽然是海洋生物生存的基本营养物质,但是富营养会又可能引发赤潮以及生物的病害。因此,生态环境和污染环境的必测项目就是营养盐。目前的方法,微机控制的全自动测量并使其微型化的方法代替了原来的人工操作的实验室分析方法,即在现场建立一个全自动的微型营养盐分析实验室,一般采用实验室的化学分析流程。
3.7 多参数水质监测仪
海洋监测设备多讲究小型化、多功能化和多参数化,小型多参数海洋环境浮标监测核心是水质传感器。该水质传感器选用美国YSI公司的6600V2型多参数水质监测仪,水质传感器的外观如右图所示。
4 结论
海洋监测作为一门技术含量高且作为一个独立的专业,刚步入社会时,总会遇到各种困难,如:技术人才不足、技术集成环境差、市场容量有限以及外国技术市场垄断等,而民族海洋检测技术作为一个海洋大国,必须发展自己独立的海洋经济、海洋管理以及海洋服务和海洋军事。我国的海洋监测与国外相比,还有很多的差距,主要体现在监测能力、监测设备和监测技术方面,想要在海洋监测中立足,必须要有自己的新技术,目前最欠缺的技术就是重金属污染物、有机污染物、石油类污染物和营养特征污染物的在线实时监测技术,如果在这些方面有所突破,必然会给海洋监测带来很大的技术变革。
参考文献
[1]张云海.海洋强国的召唤.水雷兵器技术与发展学术研讨会,2006,9.
[2]赵进平,朱光文.海洋监测仪器设备成果标准化.北京:海洋出版社,2004.
[3]唐原广,王金平.SZF型波浪浮标系统[J].海洋技术,2008,27(2):31-33.
在线监测点 篇2
上海市污水处理厂在线监测系统
安装指导意见（试行）
上海市环境保护局
目
次 总则....................................................................1 2 规范性引用文件..........................................................1 3 监测项目................................................................3 4 建设要求................................................................3 5 安装指导意见............................................................4 附件
在线监测系统设备安装图（推荐）.....................................8
上海市污水处理厂在线监测系统
安装指导意见 总则
1.1 污水处理厂在线监测系统建设是贯彻落实国务院《批转节能减排统计监测及考核实施方案和办法的通知》（国发[2007]36号）、《建设部关于加强城镇污水处理厂运行监督的意见》（建城[2004]153号）和国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的要求，是配合节能减排工作的需要，是政府加大公共管理和服务的手段。通过污水处理厂在线实时监测、数据的远程传送和实时发布，可强化相关职能部门对污水处理厂的监管，提高行业现代化管理水平，促进各污水处理厂运行管理水平的提高，同时为政府相关部门运行调度、预警处置和管理决策服务。
1.2 本次在线监测系统建设，以国家和上海市地方在线监测相关技术标准和规范为依据，以上海市环境保护局、上海市水务局相关建设精神为指导，在结合上海市污水处理厂在线监测系统建设、运行、维护现状及经验的基础上，制定了本次在线监测系统建设要求等指导性意见。
1.3 本指导意见适用于08年底前完成在线监测系统建设的上海市污水处理厂。2 规范性引用文件
以下标准和规范所含条文，是本指导意见编制依据，当规范性引用文件被修订或重订时，应使用其最新版本。
GB 18918-2002
城镇污水处理厂污染物排放标准（2002-12-24发布，国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局）
GB 15562.1-1995 环境保护图形标志-出水口（源）（1995-11-20发布，国家环境保护局、国家技术监督局）
HJ/T 92-2002
水污染物排放总量监测技术规范（2002-12-25发布，国家环境保护总局）
HJ/T 91-2002
地表水和污水监测技术规范（2002-12-25发布，国家环境保护总局）HJ/T 353-2007
水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）（2007-7-12发布，国家环境保护总局）HJ/T 354-2007
水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）（2007-7-12发布，国家环境保护总局）
HJ/T 355-2007
污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）（2007-7-12发布，国家环境保护总局）
HJ/T 356-2007
污染源在线监测系统数据有效性判别技术规范（试行）（2007-7-12发布，国家环境保护总局）
上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 设备和安装（试行）（2007-4-20发布，上海市环境保护局、上海市水务局）
上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 通信（试行）（2007-4-20发布，上海市环境保护局、上海市水务局）
上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 数据有效性判别（试行）（2007-4-20发布，上海市环境保护局、上海市水务局）
上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 验收（试行）（2007-4-20发布，上海市环境保护局、上海市水务局）
上海市城镇污水处理厂在线监测技术规程 运行与考核（试行）（2007-4-20发布，上海市环境保护局、上海市水务局）
HJ/T 212-2005
污染源在线自动监控（监测）系统数据传输标准（2005-12-30发布，国家环境保护总局）
HJ/T 15-1996
超声波明渠污水流量计（1996-07-22发布，国家环境保护总局）JB/T 9248-1999
电磁流量计（1999-08-06发布，国家机械工业局）
HJ/T 96-2003
pH水质自动分析仪技术要求（2003-03-28发布，国家环境保护总局）HJ/T 377-2007
化学需氧量（CODCr）在线自动监测仪（2007-12-03发布，国家环境保护总局）
HJ/T 104-2003
总有机碳（TOC）水质自动分析仪技术要求（2003-03-28发布，国家环境保护总局）
HJ/T 101-2003
氨氮水质自动分析仪技术要求（2003-03-28发布，国家环境保护总局）
HJ/T 102-2003
总氮水质自动分析 仪技术要求（2003-03-28发布，国家环境保护总局）HJ/T 103-2003
总磷水质自动分析仪技术要求（2003-03-28发布，国家环境保护总局）
HJ/T 372-2007
水质自动采样器技术要求及检测方法（2007-11-12发布，国家环境保护总局）
GB 50093-2002
自动化仪表工程施工及验收规范（2003-01-10发布，国家建设部、国家质量监督检验检疫总局）
GB 50168-2006
电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范（2006-07-20发布，国家建设部、国家质量监督检验检疫总局）
GB/T 17214.1-1998
工业过程测量和控制装置 工作条件 第1部分:气候条件（1998-01-02，国家技术监督局）3 监测项目
本次污水处理厂在线监测系统建设的监测项目包括流量、CODCr、pH值、温度、氨氮、总氮、总磷。
本次污水处理厂在线监测系统建设分为进水口和出水口两部分。
其中，污水处理厂进水口处必测项目为流量、CODCr、pH值、温度；出水口处必测项目为流量、CODCr、pH值、温度、氨氮、总磷，出水口必须安装自动采样器（超标留样专用）。已安装的TOC、UV设备，若要利用，其监测数据应转化为CODCr且精度必须满足验收要求；新安装的有机物指标监测设备必须为CODCr。
对于黄浦江上游水源保护区执行GB18918-2002（城镇污水处理厂污染物排放标准）一级A、一级B排放标准的污水处理厂和3座规模较大的污水处理厂（竹园第一污水处理厂、竹园第二污水处理厂、石洞口污水处理厂、白龙港污水处理厂），出水口必测项目还包括总氮。4 建设要求
4.1 本次在线监测系统建设污水处理厂进、出水口安装的在线监测仪表类型必须按照本指导意见监测项目要求实施。
4.2 本次在线监测系统建设，污水处理厂进、出水口新建的采样系统、在线监测仪器、数据采集仪表、监测站房等应符合相关规范及本指导意见要求；在线监测系统设备安装建议参照推荐安装图（详见附件一）。4.3 本次在线监测系统建设，对污水处理厂进、出水口已安装的采样系统、在线监测仪器、数据采集仪表、监测站房等，原则上可予以利用，但应符合相关规范及本指导意见要求，否则须按要求整改或新建。另外，可利用的在线监测设备（流量计、在线水质监测仪表等）必须提供由具备相应项目检定资质的法定或授权计量检定机构出具的检定证书，在得到环保主管部门批准后，方可接入在线监测系统。.4.4 本次在线监测系统建设，污水处理厂进、出水口在线监测仪表必须安装在监测站房内。
4.5 污水处理厂出水口处流量计未安装或不符合相关规范及本指导意见要求，且由于场地条件限制无法改造或新建流量计量设施的，在向环保主管部门提交厂区水量平衡表和相关情况说明且得到批准后，可将进水口运行正常的流量计替代出水口计量设施接入监测系统，但发布的排放量数据必须依据水量平衡表进行修正（扣除中水回用等水量）。5 安装指导意见 5.1 采样点设置和管理
采样点设置应保证所采集水样具有代表性。5.1.1 进水口采样点设置
污水处理厂进水口采样点应设置在沉砂池之前的进水汇流处，建议设置在进水提升泵之后。
当污水处理厂有多路进水且无汇流点或汇流点由于构筑物结构限制无法安装取样系统时，每路进水应单独设置采样点，相应的取样系统、在线监测设备、监测站房等设施也应单独设置。
5.1.2 出水口采样点设置
污水处理厂出水口采样点应设置在处理工艺末端出水口处，应能满足采样系统的安装要求，且便于人工采样。
当污水处理厂有多个出水口时，每个出水口应单独设置采样点，相应的取样系统、在线监测设备、监测站房等设施也应单独设置。5.1.3 采样点管理
5.1.3.1 采样点应设置明显标志，应执行GB15562.1-1995标准。采样点位一经确定，不得随意改动；由于工艺改造等原因要改变采样点位置时，应向环保主管部门提交申请，经批准后按照本规定要求重新设置采样点。5.1.3.2 设置的采样点应建立采样点管理档案，内容包括采样点性质、名称、位置、编号、在线监测仪器等，便于采样点相关情况查询和管理。5.2 采样系统安装
5.2.1 采样系统管路长度应尽量短，宜小于30m。
5.2.2 采样管路材质应采用PPR热水管，管径应不小于DN25，连接方式采用热熔连接，管道承压应不低于1.0MPa，应有必要的防腐措施。
5.2.3 采样管道敷设应整洁、美观。室外管道敷设形式以暗管为主，若采用明管敷设形式，应采取必要的保温措施；室内管道敷设形式根据现场情况确定，若采用明管敷设形式，应安装在管架上，若采用暗管敷设形式，应安装在管道沟内。
5.2.4 采样系统管路设计应具有自动冲洗功能，冲洗方式可采用压缩空气冲洗、加压水冲洗或气、水联合冲洗。对于新建采样系统，建议采用气、水联合冲洗方式，其中，冲洗水压力应不低于0.2MPa，反冲洗气体流量应不小于100l/min。采样系统完成采样后，宜先用空气吹干采样管路，再用加压水冲洗，然后再用空气吹干。吹干、冲洗次数视管路使用情况而定。采样管路应定期用臭氧、二氧化氯或加氯水冲洗，冲洗周期视水质情况、环境条件确定，原则上应保证采样管路对水质无影响。
5.2.5 采样泵的类型和规格应根据采样点场地条件、安装条件、采样流量、采样系统水头损失等情况合理选用。对于新建采样系统，建议选用自吸泵。
5.2.6 采样泵应设有安全防护装置，为保证采样系统运行可靠，采样泵应设有备用泵。5.2.7 采样系统应设有过滤装置以防止杂物和粗颗粒物损坏采样泵，应在取水头部安装滤网、采样泵后安装Y型过滤器等过滤装置。过滤装置应能保证在维护周期内采样泵、监测仪器的正常运行，且便于清洁、维护。
5.2.8 氨氮水质分析仪的采样系统与仪器之间的输送管道应尽可能短，以减少水样在管道中的留存时间，减少附着在管壁上的硝化菌对氨氮检测结果的影响。
5.2.9 氨氮水质分析仪进水应经过膜过滤预处理，过滤膜孔径应小于0.45μm，以减少颗粒物对氨氮水质测试的影响。
5.3 在线监测仪器安装要求
5.3.1 在线监测仪器安装高度应便于日常操作和查看显示面板。5.3.2 在线监测仪器周围应留有足够的空间，以便于日常维护、检修。5.3.3 各种电缆和管路应加保护管安装在管沟或通过管桥架设，排放整齐。5.3.4 在线监测仪器工作所必需的高压气体钢瓶，应稳固固定于监测站房的墙壁。5.3.5 监测设备产生的有毒和强腐蚀性废液应单独收集，收集容器应可靠固定，定期检查、处理。
5.3.6 此处未提及要求参照仪器说明书内容，在线监测设备的安装还应符合GB50093-2002的相关要求。
5.4 数据采集系统安装要求
5.4.1 为确保在线监测系统建设的公正性和监测数据的准确性，在线监测仪器的流程控制应符合本指导意见要求，详见附件二“在线监测仪器流程控制说明”。
5.4.2 能实时采集在线监测仪器及其它辅助设备的输出数据，具备对采集的数据统计、分析、存储（保存至少一年的监测数据）等功能。
5.4.3 对流量计、CODCr、氨氮、总氮、总磷的数据采集必须通过数字接口，对其他监控数据的采集可通过模拟或数字接口。
5.4.4 具有远程控制功能，可远程控制在线监测仪器和设置相关参数；在线监测系统主控权在环保主管部门，业主无控制权。在线监测系统预留监测数据输出接口供业主读取（RS485，Modbus通讯协议，只读或只写）监测数据，为污水处理厂运行管理提供参考。5.4.5 对在线监测设备的数据采集，能实现定时采样功能、随机采样功能、实时采样功能、直接采样功能、事件触发采样功能。
5.4.6 具备故障报警、显示和诊断功能，具备进入人员身份识别功能，并能将相关信息传输到环保主管部门监控平台。
5.4.7 具备对监测站房环境参数（包括室温、空调、电源等）的监控和上报功能。5.4.8 具备本地数据、图形显示功能，数据采集仪显示屏应结合监测站房操作显示屏（见5.5.3条要求）一并考虑建设。
5.4.9 数据采集系统和外界数据传输采用GPRS方式，应支持双通道GPRS通讯，监测数据同时传送至两个监控平台。
5.5 监测站房
5.5.1 监测站房在外观上应统一标识、颜色；在结构上应为独立、密封结构，门窗应具有隔热、防腐、节能等功能。
5.5.2 监测站房面积应保证在线监测仪表、仪器的安装、操作和维护空间，进水口处监测站房面积应不小于7m2，出水口处站房面积应不小于12m2，站房主要走道宽度应不小于1m。5.5.3 监测站房应安装LCD操作显示屏与小型键盘（或触摸屏），屏幕尺寸应不小于6英寸。操作显示屏（或触摸屏）凭密码操作，密码由环保主管部门管理，并可通过环保主管部门监控平台修改。管理、维护、检修在线监测仪器必须通过操作显示屏（或触摸屏）进行，操作记录应保存至少1个月时间，并可供环保主管部门监控平台查阅。在线监测仪器的状态（调试、运行、维护、维修等）应在操作显示屏（或触摸屏）实时显示并上传到环保部门监控平台。
5.5.4 监测站房应安装防盗门锁，加装门磁等设备，配合数据采集仪识别进入人员身份。5.5.5 监测站房应安装空调，应具备断电后自动恢复功能，以保证室内温度、湿度等符合要求。
5.5.6 监测站房内应有安全合格的配电设备，应配置稳压电源，能提供足够的电力负荷，不小于5kW。
5.5.7 为防止意外断电事故，监测站房应配备UPS应急供电设备。UPS主要对数据采集仪供电，应保证数据采集仪至少连续工作1小时。
5.5.8 监测站房内应有合格的给、排水设施，应使用自来水清洗仪器及有关装置。5.5.9 监测站房内应配备灭火器箱、手提式二氧化碳灭火器、干粉灭火器等。5.5.10 监测站房、在线监测设备均应设置避雷设施，监测站房不能位于通讯盲区。
附件
输电线路在线监测系统研究 篇3
关键词：输电线路；在线监测系统
中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)35-0015-02
1研究背景概述
随着社会经济的高速发展，各行各业对电力供应的质量和数量提出了更高的要求，由于电网中输电线路所处环境的不确定性，使线路运行是否安全已成为电网可靠性的一项重要指标。
由于输电线路纵横延伸几十甚至几百千米，处在不同的环境中。因此高压输电线路受所处地理环境和气候影响很大，每年电网停电事故主要由线路事故引起。
以前，输电线路检查主要靠运行人员周期性巡视，虽能发现设备隐患，但由于本身的局限性，缺乏对特殊环境和气候的检测，在巡视周期真空期也不能及时掌握线路走廊外力变化，极易在下一个巡视未到之前由于缺乏监测发生线路事故。因此，线路在线监测系统应用而生，其通过无线(GSM／GPRS／CDMA)传输方式，对输电线路环境温度、湿度、风速、风向、盐密度、泄漏电流、覆冰、雷电流、周围施工情况、杆塔倾斜等参数进行实时监测，提供线路异常状况的预警，通过对线路各有效参数的监测，能够提高对输电线路安全经济运行的管理水平，并为输电线路的状态检修工作提供必要的参考。
2系统工作原理
系统由两部分组成，分别是数据采集前段(太阳能接收板、通讯系统、采集系统、抗干扰系统等)和后台收集系统组成。采集前段是一台高性能的嵌入式计算机，其主供电源为太阳能接收板，可以全天候作业。通过预先设定的程序定时对周围的各种数据。比如温度、湿度、风向等进行分析收集，视频探头可以不间断对周围环境进行实时监测，前台系统对所收集数据进行处理后，通过无线(GSM／GPRS／CDMA)传输方式可以及时传输至后台控制中心。后台接受终端可以对所收集的相关数据进行分析，根据分析结果有针对性地对相关杆塔采取防范措施，降低线路事故的发生。
3输电线路在线监测系统的组成
该系统可以采取积木式结构，针对不同地理环境和气候监测不同的线路参数，监测中心服务器采取统一的软件平台，便于综合分析、比较。现对常用的几种监测仪进行分析：
3.1微气象监测系统
输电线路由于其分散性特点，所处环境变化较多，极易由风偏、雷击、污秽等引起线路故障，特别是局部环境的变化及时掌握更需要在线数据的监测。
微气象监测系统主要对输电线路走廊微气象环境数据进行在线监测等，能将所测监测点温度、湿度、风速、风向、气压、等气象参数及严密数据进行分析。通过定期数据传送，使线路技术人员根据数据曲线能及时掌握线路运行环境的气候变化规律，以便采取相应的措施(比如：雷区安装氧化锌避雷器、污秽区采取调爬等)防止线路发生停电事故。
3.2无线视频监控系统
由于经济发展，各种建筑施工改造频繁。另外处在荒郊野外的杆塔线路极易受到外力的破坏，由此引起的线路跳闸事故逐年增加，传统的巡视方式已不能满足现有的安全需求。
因此，在电力行业，急需一种有力的监控、监测手段对输电线路周边状况及环境参数进行全天候监测，使输电线路运行于可视可控之中。架空输电线路危险点远程监控系统采用先进的数字视频压缩技术，通过无线通讯实时将线路周围情况传至后台监控中心，并可设置程序对危及线路安全的行为进行报警。采取红外探测技术对输电线路高危地区杆塔进行全天候监测，将事故隐患及时消除。有效地减少由于线路周围建筑施工等外力破坏引起的电力事故。在巡视人员不易到达地区，大大减少巡视次数，为输电线路的巡视及状态检修开辟了新思路。
系统软件强大的查询、比较、分析功能。可及时了解设备及环境变化信息，为事故预防及事后分析提供事实依据。
3.3输电线路覆冰监测
通过在易覆冰区域的铁塔上安装覆冰自动监测站。通过在线测量绝缘子垂直负荷的变量，建立在一个垂直档距单元内导线自重、风压系数、绝缘子倾斜角、绝缘子垂直负荷和导线等值覆冰厚度的数字模型。适时检测在一个垂直档距单元内等值覆冰厚度的变化，在根据线路设计标准，為用户提供预警值。还能够对现场的覆冰情况进行扪照，通过GPRS／CDMA无线通讯网络将照片、环境参数传往监控中心，在监控中心即可随时掌握线路的覆冰情况。通过对照片的比较分析可判断积冰速度，综合各种气象条件，作出相应的处理措施，防止大范围停电事故的发生。
3.4杆塔倾斜仪
由于一些朴塔处在采空区和易冲刷地段，为防止由于杆塔倾倒而引起倒杆断线事故的发生，就需要及时掌握杆塔倾斜发展情况，以便及时采取相应的措施。
杆塔倾斜仪通过自身设备，程序设计传输时间间隔，定时将朴塔顺线路及垂直线路方向的倾斜角度数据传输至后台控制中心，通过对传输同数据的曲线分析，可以及时判断杆塔倾斜的发展趋势，在达到报警状态时及时处理，是矿由开采及雨水朴刷较多地区进行在线监测的一种有效手段。
3.5输电线路防盗报警系统
输电线路近年来被盗事件逐年上升，据不完全统计，中国由于塔材被盗、导线被割引起的经济损失达上亿元之多。由于输电线路分散在野外，距离长、分散性大，一直以来没有有效的安全防范措施。
在电力线路上安装一种探测器，此探测器主要感应振动和热能，当有人靠近杆塔进行偷盗时，仪器感应发出报警，通过无线网络短信传送至相关人员手机上及信息中心。同时还可根据需要开发图像功能，在启动报警同时。启动图像功能将图像传至监控中心，保留相关视频已做为犯罪证据以供警方确认。
4项目意义
连杆早期裂纹在线监测测点优选 篇4
关键词：故障监测,动力传递组件,灵敏度,柴油机,多体动力学
0前言
目前, 国内外对发动机机的状态监测及故障诊断已经非常普遍, 并取得了许多成果, 也开发了相关的监测仪器设备, 监测手段包括振动、噪声、油样、温度、压力等, 但对发动机机的动力组件裂纹故障的在线监测则受到其在交变载荷下高速运动的特性限制, 在工程上较难实现[1~3]。为了防止发动机连杆产生裂纹导致疲劳断裂对人员造成损害和造成整机报废的严重后果, 对连杆的受力状态进行实时监测尤为必要, 而目前能够实现的办法只有在连杆上布置应变片来监测连杆的受力情况。理论上讲, 应该将测点布置在连杆所承受的最大交变应力处, 因为这个地方最容易发生疲劳断裂, 但由于监测手段的局限性, 对连杆内部所受的应力大小目前尚无法直接测量, 因此, 通过监测连杆表面点受力情况的变化来判断连杆早期裂纹的产生是一种可行的方法。本文要研究的是如何选择最佳的测点。
1 连杆的有限元力学分析
作用于连杆的外载荷是通过活塞销和连杆轴颈作用于连杆的小头的。活塞销与销孔的接触载荷分布则与小头衬套的刚度、间隙及油膜压力分布有关, 为简单起见, 本文在对连杆受力分析时认为作用于连杆两头的载荷呈180度均匀分布[4~6]。对连杆作力学分析时, 以气缸中的爆炸压力曲线作用于活塞后, 换算成连杆两头的时间作用载荷, 其中, 连杆小头, 连杆大头。由于β较小, 可认为cosβ≈1。虽然, 连杆实际上的受力必须考虑活塞惯性力、连杆本身惯性力以及曲柄惯性力的影响, 但作为应力监测而非设计而言, 忽略这些作用力对测点的选择是没有太大的影响的。
连杆在实际的工作过程中, 主要以传递活塞销和曲柄销的压力为主, 仅在进气冲程受到拉力作用 (增压柴油机可能仅承受压力) , 为了全面反映连杆的受力状态, 计算分为以下四种情况:a.连杆小头固定, 大头受压力作用;b.连杆小头固定, 大头受拉力作用;c.连杆大头固定, 小头受压力作用;d.连杆大头固定, 小头受拉力作用。
本文以TBD234型柴油机的连杆为研究对象, 利用solid 45单元建立连杆的有限元模型如图1所示, 共用单元73977个, 节点15854个, 模型中材料参数的取值为:E=2.05×105 N/mm2, μ=0.3, ρ=7.8×10-6kg/mm3。气缸爆压的时间曲线如图2所示。
对图1所示的连杆有限元模型施加图2所示的气缸爆炸压力曲线经上述公式转换后得到的载荷, 计算得到连杆在上述四个工况下连杆受最大应力时刻的应力分布云图如图3至图6所示。图3和图4显示, 连杆大头受到压力或拉力时, 最大应力发生在节点2785处;其应力最大值分别为700MPa和697MPa.图5和图6显示, 连杆小头受到压力或拉力时, 虽然最大应力发生在节点连杆小头的油道处;但在连杆大端的断面与连杆杆身过渡处均有较大的应力集中。
2 动力传动组件的刚柔混合模型计算
从连杆的有限元力学分析中可以看出:连杆小头与杆身两侧的过渡处及连杆大头与杆身过渡的上下边缘在连杆的工作过程中可能会产生较大的应力值, 若要实时监测连杆的工作状态, 这些点可以考虑作为传感器的布置点, 但由于空间位置的限制, 必须从这些点中优选出一个最能反映连杆工作状态发生变化的布点。为此, 本文通过建立“完好连杆”和“带裂纹连杆”的柴油机动力传动组件的刚柔混合模型, 计算获得额定工况, 80%负荷工况, 50%负荷工况三种工况下连杆上这些可能测点的应力最大值, 通过比较在同一工况下连杆产生裂纹前后, 各测点应力最大值的变化程度来判断其对裂纹产生的敏感度。“完好连杆”与“带裂纹连杆”的刚柔混合模型通过由ANSYS软件计算得到的模态中性文件导入到由PRO/E软件及ADAMS软件联合建立的多刚体动力学模型中得到。
由ANSYS生成的连杆模态中性文件如图7所示。多刚体动力学模型是利用PRO/E与多体动力学分析软件ADAMS之间的无缝接口软件M/PRO转化得到的。柴油机整机有上千零部件, 在建立多刚体模型时对其进行了简化。文章将整个机组简化为包括曲轴、机体、活塞、连杆、平衡轴、凸轮轴、气缸盖、电机转子、机座、主轴承、机脚等在内的46个刚体 (不包括大地) , 然后根据柴油机的实际运行方式, 对整个柴油机动力学模型添加合适的运动学约束如:
圆柱副、旋转副、球铰副、滑移副、固定副、点线副、齿轮副等, 另外根据各缸发火次序添加不同相位缸内爆炸压力曲线作为模型的驱动约束。具体的约束添加方式如图8所示, 其中存在大量的固定副, 文章没有列出。实现连杆刚柔替换后的柴油机动力传递组件刚柔混合模型如图9所示, 为了清楚的显示连杆等运动组件, 图中隐藏了机体、缸盖以及其它外挂件等。
在ADAMS中, 对上述柴油机动力传递组件刚柔混合模型分别施加额定负荷、80%负荷、50%负荷三种缸内压力爆炸曲线以及扭矩, 计算得到连杆上各可能测点的应力最大值如表1、表2和表3所示。三表中S1至S6分别对应连杆上的六个可能测点的应力最大值, 对于“完好连杆”, 其节点号分别为:12, 20, 640, 700, 2785, 2810;对于“带裂纹连杆”, 其节点号分别为:12, 20, 532, 556, 677, 713。
从上三表中的计算结果来看, 三种工况下测点6所对应位置的应力最大值对产生裂纹最为敏感, 适合作为监测柴油机连杆受力状态的测点。即在柴油机的工作过程中, 若发现测点6的应力最大值发生的较大变化, 就应该及时停机进行检查, 确认是否是连杆已经产生了早期裂纹。
3 结论
本文在对连杆进行有限元力学分析的基础上, 通过建立柴油机动力传递组件的刚柔混合模型, 计算了在额定工况、80%负荷工况以及50%负荷工况下连杆上各可能测点的应力最大值在产生裂纹后变化的敏感度, 结果表明, 连杆小头与杆身过渡的侧面对连杆产生裂纹后的应力变化最为敏感, 适合作为衡量连杆受力状态的传感器布置点, 本文的结论为进一步研究柴油机动力组件的裂纹故障状态监测提供了支持。
参考文献
[1]汤建华, 马善伟, 刘世生, 等.舰船柴油机智能化在线监测及故障预报技术研究[J].舰船科学技术.2009, 31 (11) :34-36.
[2]苏志忠, 戴凤涛, 陈峰, 等.远程在线监测系统监测与诊断功能的完善[J].石油化工设备.2011, 40 (8) :65-68.
[3]张锡清.机电设备的状态监测与故障诊断[J].山东煤炭科技.2011, 3:71-72.
[4]陈大荣, 船舶内燃机设计[M].北京:国防工业出版社, 1995.
[5]袁兆成, 内燃机设计[M].北京:机械工业出版社, 2011.
烟气在线监测安全规程 篇5
1、在线监测严禁非专业人员检修和保养。
2、现场监控室严禁非工作人员进入，无公司职能部门批准任何人不得对系统参数进行查看修改。
3、现场检查时注意监测室内空气的气味，发现异味，马上打开门窗通风并检查管路是否泄漏，电器元件是否有过热和烧损现象。
4、经常检查站房内的各线路，防止用电超负荷或电源短路。
5、在线监测系统属精密仪器，禁止用湿抹布擦拭。
6、为防止因故障导致数据上传失常或信号中断，岗位人员应定时重启设备运行监测系统，重播DTU电源。
烟气在线监测岗位责任制
1、严格遵守安全操作规程，严格执行巡检制度，做到“四防一坚守”防盗窃、防破坏、防雨水、防雷电，坚守岗位。
2、每日对在线监测的各项浓度、温度、压力、流速、湿度等参数认真检查，并按时做好机器运行，检查数据台账。
3、保持监测房内环境整洁，对电源控制器、空调等辅助设施，进行检查，保证检查房内温度、湿度满足仪器正常运行的要求。
4、值班人员在发现烟气监测装置，出现死机时要立即向生产技术科或运营商巡查人员汇报。
5、经常检查测量元件的工作状况，是否正常，各测量参数（如SO2、NOX、烟尘）有无异常，数据异常时及时向生产技术科报告。
6、认真做好交接班记录、巡检记录、按交接班制度进行交接。
污染源在线监测系统管理制度
为加强污染物控制和环境保护治理，提高区域环境质量，保护生态平衡，进一步明确污染控制目标，强化各部门治污责任，加强对烟气（在线）监测系统的维护和管理，确保安全稳定运行，特制定本管理制度：
一、燃除车间设置在线监测岗位，负责本系统的日常运行和维护管理，岗位人员要确保系统中采样管线的畅通，严格按规定程序操作，定时对烟气成分的监测参数进行认真记录。
二、每天将24小时汇总报表交车间，生产技术科及主管经理，运行中发现监测数据出现误差问题是，要及时采取有效措施查明原因，无法恢复时要及时向车间或有关部门报告，不得延误和记录假数据。
三、生产技术科要充分发挥监督职能作用，加强对在线监测的日常监督检查，要求岗位人员严格遵守安全操作程序，严格执行巡检制度，做到“四防一坚守”（防盗窃、防破坏、防雨水、防雷电、坚守岗位），每日对在线监测提供的各项温度、浓度、压力、流速、湿度等参数进行认真检查，发现有高于或低于指标趋势，要及时组织各部门、车间召开专题会议，分析原因，采取有效措施并组织实施或及时下发污染治理通知单，烟气整改并检查验证，同时对责任部门及责任人进行严肃处罚并通报批评。
四、生产技术科每季度要请县环境监测站对烟气排放成分进行一次全面比对监测，通过对监测报告中发现的问题，要及时组织各部门召开专题会议，要查明原因，采取有效治理措施，并组织实施，确保在线监测安全稳定运行。
五、电气车间仪表工负责污染源在线监测系统中电气，仪表系统的日常维护保养工作并做好记录，做到“早发现、早处理、早汇报”，确保监测系统稳定运行。
六、在线监测系统严禁非专业人员检修保养，现场端监控室严禁非工作人员进入，无有关部门批准任何人不得对系统参数进行查看修改。
烟气在线监测系维护制度
为了保证我公司烟气在线监测设备的正常运行，防止因故障或维护不当导致数据上传失常，要求值班人员本着及时发现问题及时处理的原则，做好如下工作：
一、每天要求值班人员对烟气在线监测设备进行每小时巡回检查一次。
二、值班人员要认真检查各测量元件的工作状况是否正常，测量参数有无异常，如果测量参数异常（如SO2、NOX的示值为0，或烟尘的示值明显偏大，说明角反射接受到污染，需要清洁）要立即向生产技术科汇报，通知运营商巡查人员对镜片进行清洗，每次巡检完要在巡检记录薄上记录巡检事件，各参数值及设备的工作情况。
三、要求运营商巡查人员每周对烟气监测装置各元件进行一次例行检查，发现问题及时处理，特别是角反射镜片，如果积尘多，要立即组织人员对镜片清洗，；另外还要对站房卫生（设备外观、地面）、风机过滤器、工控机风扇过滤网进行清扫，检查完毕后，检查人员要在理性检查记录薄上做好记录，并亲笔签名。
四、运营商巡查人员每月对烟气监测装置角反射镜片进行一次例行清洗，在例行检查记录薄上做好检查记录，并亲笔签名。
五、值班人员在发现烟气监测装置出现死机时，对于不能处理的问题要及时与生产技术科或运营商巡查人员汇报。
六、运营商巡查人员在处理故障过程中，对于不能处理的问题要及时与生产技术科科长沟通，并汇报环保部门领导。
电能质量在线监测技术浅谈 篇6
但是，随着现代科学技术的迅猛发展，一方面，由于电力电子设备的应用领域越来越广，特别是各类冲击负荷和非线性负荷容量的不断扩展，使得电网中电压波形发生畸变，电压波动、闪变和三相不平衡等问题时有发生，严重地影响了电能质量;另一方面，由于人们越来越多地使用精密和复杂的电子设备，如计算机、通信设备以及各种过程控制系统来处理和管理工作过程和事务。这就要求高质量和高可靠性的配电系统，以提供与之相适应的电能。
而且，随着电力工业的飞速发展以及电网的不断扩大，电力运行对电力调度自动化水平的要求和安全性的要求越来越高，电力调度需要各种功能更为齐全、操作更为简便的各种电力检测仪器仪表。但是，目前为止用于监测电网用户端电能质量的仪器仪表并没有普及使用，而且随着电力工业的发展和电能质量概念的逐步深化，电能质量监测发生了新的变化。
随着电力行业的发展，随着经济的发展，供电公司要提高自身的竞争力，其中一个最重要的部分就是提供高质量的电能。那么，提供高质量电能意味着需要对整个电网进行动态实时的监测，这种监测是分散的，是多点监测的。
并且随着因特网的发展，电力企业更加要求监控具有多点成面的效果，能够构成全网的实时监测与全网监测信息的共享，在这个情况下，引进了分布式的概念，从而使得电能质量的监测也具有分布式的效果，完全符合电力企业的要求。
1.推广应用及市场前景
近年来，国际上非常重视电网的智能化运行和控制，自美国提出2030年智能电网规划后，掀起了智能电网的研究热潮。2006年，美国IBM公司与全球电力研究机构、电力企业合作开发了“智能电网”解决方案。电力公司可以通过使用传感器、计量表、数字控件、分析工具来自动监控电网、优化电网性能、快速恢复供电，同时加强与消费者的互动 ，以便让他们对电能的使用和管理更加了解。意大利埃奈尔能源公司与凯捷咨询合作启动了世界上最大的智能电表安装项目大约2700万用户安装了智能电表，这些电表具有双向通信、高级计量和管理能力，并通过IP实现数据的分层传输控制。
从发展规律来看，智能电网是电力系统发展到一定阶段后必然形成的，体现如下：电力系统信息系统的耦合性增强;复杂大系统的理论框架和理论与电力系统运行控制的结合空间增大;输配电领域与发电、用电侧的互动性增强。
从研究特点上看：在信息捕捉和应用上，要体现信息感知的敏锐性、信息筛选的精细化、信息预测的精确化。在智能理论和方法与电力系统技术的结合上要体现决策模型的高效化，优化决策的全局化，控制决策的过程化和结果展示的可知化。
我国智能电网的中长期发展目标和支持原则：
1）智能电网的自愈技术
包括数据的采集和监控系统，精密的测量单元，故障的诊断技术。
2）智能电网互动技术
配电网的与用户的电能双向互动及交易，用电信息的实时查询和用电实时管理平台。
3）智能电网高质量及其支撑技术
定制电力技术，电能质量技术。
4）制冷电网兼容理论与方法
考虑分布式能源的系统规划，考虑不确定因素的电网灵活规划（如没预料到的严重自然灾害）。
2.国内外相关概况、水平和发展趋势
美国、欧洲等发达国家己进行了多年的研究，获得了大量的数据，并取得了重要的理论和应用成果。我国对电能质量的研究正处于起步阶段，但也取得了较大的进展。早期的电能质量问题主要局限在频率偏移和电压偏移两个方面。但是，二十世纪八十年代以来，随着新兴负荷的出现对电能质量的要求更高，还需要设法解决诸如失去电压、电压跌落和开关暂态等多方面的电能质量问题。
目前，国内在电能质量监测方面的研究大多局限在谐波问题的研究。也提出和开发了一些监测和改善电能质量的电能质量补偿装置，包括各种有源电力滤波器、动态无功补偿装置、电能质量综合补偿装置，以及动态电压恢复器等，与国外的差距是非常明显的。
①电能质量监测的基础理论研究
电能质量监测的基础理论研究，包括统一的畸变波形下电能质量的含义，电能质量的界定方法、评价体系的研究，各功率成份的定义及物理意义研究等。目前为适应不同需要提出了许多功率成份的定义方法，在其数学表达式、物理意义及实施方面各有所长，但距离理论上和实际上的统一的并易于接受的表达式尚有一定的差距。
②测量方法及各种电能质量检测仪器和设备
各种电能质量指标均应有合理的计算分析方法，特别是针对不同干扰源的预测计算方法及其误差估计等，建立电能质量指标计算分析程序和数据库，同时还应建立起电能质量控制装置的系统仿真模型。
③积极采用数字化控制技术
随着高速数字信号处理器为基础的实时数字信号处理技术的迅速发展，并得到广泛应用，采用模拟量控制的电能质量控制置正用数字量控制代替。这有如下优点：可以程序控制，改变控制方法或算法不必改变控制电路;提高了系统稳定性、可靠性和灵活性，系统不受温度影响;可重复性好，易调试和批量生产;易实现并联运行和智能化控制。
3.其它情况
当前小、微电网的电能质量监测系统的设计解决方案层出不穷，以单片机、DSP、ARM、Nios II嵌入式处理器等为开发的系统均是较好的解决方案，之所以看中Nios II 软核处理器作为我们的设计开发核心，关键有以下一些考虑：
首先，SOPC是Altera公司提出的一个灵活、高效的SOC解决方案。它将Nios II处理器、存储器、I/O口等系统设计需要的功能模块集成到一个FPGA上，构件成一个可编程的片上系统。具有灵活的设计方式，提供了许多可用的IP核，可裁减、可扩充、可升级的功能。同时其高速的性能为该系统的复杂参数计算提供了很大的便利。
其次，Nios II属于软核嵌入式开发，具有灵活性、高性能、低成本、生命周期长等特点，并提供了大量的开发技术文档和实例，只要有能力，结合FPGA可以做出来任何想象的到的东西，其创造能力是强大的，这就是Nios II乃至其他所有软核CPU的最大的意义所在。Nios II支持MicroC/OS-II、uClinux等多种实时操作系统，支持轻量级TCP/IP协议栈，支持*.zip的文件系统，Nios II处理器允许用户增加自定义指令和自定义硬件加速单元，无缝移植自定义外设和接口逻辑，在性能提升的同时，方便了用户的设计。
再次，Altera在FPGA上开发嵌入式系统的研究一直走在前列，我们选择Nios II来开发这个系统，正是看中了这点，而且软核嵌入式的开发技术的发展正处于上升阶段，尽早掌握这项技术，可以使我们开发人员尽早占领嵌入式系统开发的前沿阵地。
综合上述的考量，设计面向用户终端设计，可自行操作，具备联网功能的分布式电能质量监测系统是很有必要的。
烟气在线监测系统分析 篇7
关键词：烟气,监测系统,应用,异常分析
随着我国进入二十一世纪以来经济发展带动各个领域的发展, 工业领域也随之发展起来, 同时环境问题也成为了我国工业实现现代化的最大阻碍, 空气污染是环境污染中应该研究的首要问题, 为了减少二氧化硫、氮氧化物的排放, 为我国能够在环保的前提下实现又好又快发展, 研究火电行业的烟气监测问题责无旁贷, 在采集到参数的基础上进行污染管控是现代火电行业管理的首要问题。
一、烟气在线检测系统介绍
烟气在线监测系统是利用特定的仪器对固定污染源颗粒物浓度和气态污染物浓度以及污染物排放总量进行连续自动监测, 同时各种相关的环保设备如脱硫、脱硝等装置也依靠烟气在线监测系统进行监控和管理, 从而实现控制污染的情况。烟气在线监测系统由气态污染物检测子系统 (用于对烟气中气态污染物进行连续监测) 、烟气参数监控子系统 (用于对烟气温度、压力、流速等状态参数进行测量) 以及颗粒物检测子系统 (主要用于烟尘浓度进行实时测量) 、数据采集和处理子系统 (主要用于烟气数据处理及传输) 四个主要部分组成。火电行业监测的气态污染物通常为二氧化硫和氮氧化物, 二氧化硫与氮氧化物漂浮在空气中, 会造成一系列的环境问题。污染源废气排放的监测是环境保护的数据来源和基础工作, 也是衡量环境污染程度、进行污染的控制的重要依据。
二、烟气在线检测系统中常见问题
1) 采样系统堵塞。采样系统堵塞是烟气在线监测系统中的常见问题, 采样系统堵塞主要是指采样探头、采样管或过滤滤芯出现堵塞现象, 造成烟气在线监测系统数据不稳定, 从而不能够作为烟气控制的标准。出现上述的问题容易造成参数偏高, 采样系统堵塞一旦出现会给污染测量工作带来实际的影响, 因此在烟气在线监测系统实际工作当中要注意对过滤滤芯、采样探头以及反吹系统进行定期的检查, 来保证烟气在线监测系统的每一个环节的工作都能尽善尽美。检测的方法具体为:通过烟气流速前后的差异进行分析, 观察泵前与泵后的采样系统是否畅通, 并且进行合理化的管理。
2) 采样系统泄漏。采样系统漏气具体表现为氧气浓度偏高, 稀释了空气中的氮氧化物、二氧化硫的参数, 造成一定的数据偏差。导致数据采样系统漏气的原因在于压力系统的崩坏, 压力系统是保证烟气在线监测系统正常工作的一个重要环节, 通过对泵前与泵后的压力进行观察, 并且结合烟气流量变化能够衡量烟气在线监测系统是否漏气。泄漏检查方法具体为:系统在取样分析状态下, 将烟气进口管拆下, 堵住样气的进口, 如果在约1分钟左右的时间之内, 样气流量计不能降低到0L/min, 说明系统机柜之内存在泄漏点, 对可能出现漏点的部分进行一一排除, 保证烟气在线监测系统及时恢复正常运行。
3) 采样管路出现液态水。出现液态水的主要原因在于伴热系统故障, 一旦伴热系统故障则会导致在线监测系统的失灵, 并且严重影响到测量的准确性, 给后续污染控制工作造成了一定的麻烦。同时除水冷凝器的故障也会影响到采样管出现液态水, 因此分析仪前需装有防水透气膜和露点保护, 防止分析仪核心部件出现严重故障, 甚至彻底损坏。
三、优化烟气在线监测系统的一些措施
(一) 定期开展烟气在线监测系统的更换更新工作
烟气在线监测系统的定期更换更新工作是保证烟气在线监测系统安全和稳定运行的有效保障。一般系统耗材主要包括采样部件 (采样泵及泵膜、蠕动泵及其胶管等) 、过滤部件 (探头过滤器滤芯、保护过滤器、系统细过滤器等) 、预处理部件 (伴热管线、冷凝液等) 等。耗材更换更新工作依据设备使用规定结合现场实际情况建立定期工作表, 同时做好详细准确的记录, 做好在线监测系统预防性维护才能够有效的开展污染物控制工作。
(二) 建立质控实验室和运维设备维修实验室
为了对烟气在线监测系统进行流动管理, 建立质控实验室是保证采样准确性的有效途径, 通过对在线监测系统进行优化, 能够增加烟气在线监测系统测量的稳定性, 并且保证在实际的工作当中, 也同时进行质量管理工作, 这是保证烟气在线监测系统的技术保障。由于运维设备维修实验室的建立, 能够在第一时间发现在线监测系统的故障问题, 并且及时进行质量问题排除工作, 既保障了烟气在线监测系统工作的连续性, 又能够提高烟气在线监测系统的可靠性。
(三) 建立烟气在线监测设备数据库
为了应对烟气在线监测系统设备的突发性问题, 建立烟气在线监测设备数据库是开展动态设备管理工作的有效途径, 能够在短时间内排除烟气在线监测系统的故障问题, 并且对老化的设备进行定期的维护, 通过建立烟气在线监测设备数据库能够有效对烟气在线监测的仪器进行维护管理, 增加烟气在线监测系统的准确性与可靠性, 对于更换下来的故障部件进行维修后又能够再次的投入使用, 节省了烟气在线监测工作的成本。
四、结语
随着我国现代化的进程加快, 对环境问题的重视也提上了日程, 为了保证环境保护工作能够在科学化的数据的保证下顺利进行, 进行烟气在线监测工作具有重要的现实意义, 因此本文在分析了烟气在线系统的前景的基础上, 对火电行业烟气在线监测工作容易出现的问题进行了深入的探讨, 并且在长期的实践中, 为优化烟气在线监测系统提供了宝贵的意见, 以供相关从业人员参考。
参考文献
[1]杨威.烟气在线监测系统 (CEMS) 在环境管理中的应用研究[D].大连理工大学, 2013.
[2]吕传明.基于DOAS烟气在线监测系统的应用研究[D].天津大学, 2013.
[3]王琦.污染源在线监测系统的分析与设计[D].山东大学, 2008.
[4]董静.烟气排放在线监测系统研究[D].内蒙古大学, 2012.
在线监测技术的应用 篇8
1在线监测技术的缺陷以及改进
1.1在线监测技术存在的缺陷
在线监测技术在我们生活中有着十分重要的作用。通过在线监测技术我们可以对生活中各种东西进行相应的监控。但是在线监测技术也存在一定的缺陷。这些缺陷导致在线监测技术不能很好地实现自身的价值。首先就是软硬件问题。在线监测技术是利用相应的电子原件安装在需要监测的物体上, 对其运行的参数进行相应的监测。通过计算机对其数据进行分析输出结果。但是随着科技的进步生活中出现了很多种新型的事物, 我们的监测系统以及监测原件跟不上事物的发展速度。不能对其进行很好的数据分析。这让我们在监测中处在很被动的状态。监测系统跟不上事物的发展速度, 这样我们的监测系统不能很好地执行自身的功能, 不能给我们提供有效的数据, 让我们不能及时的发现机械等需要监测的事物的缺陷。同时在线监测技术没有实现面向对象的设计, 很多情况下我们只能照搬照抄其他的监测系统, 没有做到自主自主研发。这样与实际情况不完全符合的设计在一定程度上影响了我们的监测效果。
1.2利用科技对其进行相应改进
上文我们已经提出了在线监测系统存在的缺陷。我们要利用相应的技术对其进行改进。首先我们要加快硬件的发展。我们要及时对监测系统中的硬件进行更新, 让他们可以跟得上事物的发展, 做到传输数据更准确, 传输数据更迅速, 做到全方位的监测。同时我们要加快对相应的软件的发展。计算机只有通过软件与其本身快速的运算速度才能给我们提供方便, 所以仅仅有硬件的支持是不可以的我们也要重视软件的更新换代。加快运算速度, 做好核心代码的实现, 增加数据分析的准确率。这样我们才能更好的分析数据, 让人们得到直截了当的准确结果。让软硬件的发展齐头并进, 这样才能更好的完善我们的在线监测系统。
1.3根据实际情况进行设计变更
在线监测系统的应用方面是十分广泛的。并且在线监测系统是个设计方面十分广泛 (涉及到物理, 化学, 计算机, 光感系统等等) 。我们不能仅仅在一个层面上对其进行准确的定义。一个软件不能适用所有的监测系统。所以我们在对待不同的监测物体时我们要进行不同的设计。我们要让我们的在线监测系统是面向对象的, 而不是面向过程的一个系统。通过改变相应得硬件, 再利用软件的复写, 结构化的编程, 在不改变核心代码的情况下加装扩展包, 做出适合外部环境的在线监测系统。根据实际情况的不同我们建立不同的在线监测系统, 这样有助于我们充分的了解所要监测的事物。让监测结果更准确。
2在线监测技术的应用
2.1在供电方面应用
在线监测系统的应用方面是十分广泛的。由于应用十分广泛我们不能一一介绍, 我们只对三个主要的类别进行介绍。首先我们介绍在线监测系统在供电方面的应用。供电系统对于我国是十分重要的。由于供电系统的规模很大, 我们不能通过人力对其进行充分的监控, 所以我们采用了在线监测系统。首先在发电时, 我国运用的发电方法有火力发电与水力发电, 我们通过在发电机上加装监测设备, 实时的监测发电机的运行情况, 同时如果是火力发电我们通过在加料, 监测, 废料排除等方面进行实时的监控, 一旦有数据的异常我们可以及时对其进行处理。同时我们将在线监测系统与控制系统相结合, 通过智能软件的分析测试, 通过在线监测系统的返回数据进行充分分析, 直接利用控制系统对其进行加料等生产操作。这样可以很好地实现全自动化。在输送电力时我们在输送的铁塔以及电缆中可以假装监控器, 这样我们可以了解输送的过程是否顺利, 在发生故障时可以及时知道故障发生处, 及时的进行检修, 减少经济损失。
2.2城市管理方面应用
另一方面我们介绍在线监测系统给城市监管带来的好处。城市监管是个十分重要的活动, 我们想要城市安定以及更好的发展我们就要做到对城市全面的监管。我们可以通过在线监测系统对城市的各项事务进行统一的监测。我们利用相应的监测装置在给排水, 供水管道, 城市的道路情况, 桥梁安全, 人们出行情况, 以及各种管道等方面进行监控, 竭力创建一个智慧化的城市。通过这样的在线监测系统我们可以聊到整个城市各个方面的情况, 我们可以及时的处理突发事件, 或者及时的发现城市发展中的不足之处, 并且快速的讨论出解决方案。现在的百度公司实现了大数据的处理, 我们可以将我们的监测系统中传回来的数据上传云端进行大数据分析, 从中得出有用的信息, 通过对海量数据的分析我们可以更好地管理我们的城市中的事情, 加快我们城市的发展。
2.3对机械的监控作用
在线监测系统对机械的监控作用是很大的一方面, 随着科技的发展以及经济规模的发展, 很多企业中机械有很多, 如果一一进行监测是十分麻烦并且是不切实际的事情, 所以我们采用类似编程中多线程的方式, 实现多个机器同时进行监测。通过这样的监测方式我们清晰的了解每个机械的工作状况, 如果机器发生故障我们也可以及时定位故障机器以及故障部件, 及时的检修, 减少我们的经济损失。所以通过在线监测系统我们可以更好地对企业中机械的运行情况进行监测。
结束语
在我们生活中在线监测技术给我们的生活带来了方便与快捷。同时在线监测技术也可以很好地避免相应的器械的损坏, 可以让我们即时的对损坏的设备进行相应的检修工作。通过上文我们可以知道在线监测技术涉及方面很广, 在线监测技术也存在着相应的问题。所以我们需要通过相应地科技对其进行改进。成本“标准化”微型化“硬件安全”网络安全等方面, 这也需要多个领域的技术共同推进发展。通过改进在线监测技术我们对于机械, 城市的管理都会有更好的发展。
参考文献
[1]杨振涛, 李晓, 东李晓.管道沉降监测与应用研究[J].上海地质, 2006, (2) :45-47.
设备在线监测及功能应用 篇9
1.1 在线监测范围分析
智能变电站对站内设备实现广泛的在线监测, 使得设备状态检修更加科学可行。在智能化变电站中, 可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置的故障和动作信息及信号回路状态;智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元, 在设备状态特征量的采集上没有盲区。
但就目前的在线监测发展水平来看, 尚不具备实现囊括所有设备在内的全面在线监测的可能性, 市场可提供的在线监测的产品也没有包括变电站内所有设备。实际上, 对于那些结构简单、可靠性高、故障影响小的设备, 实现在线监测的价值不大。特别是目前在线监测技术本身的可靠性还不很高, 情况更是如此。
1.2 三类在线监测系统简介
1.2.1 主变油色谱在线监测
正常情况下, 油浸式电力变压器内会产生少量的各种低分子烃类及二氧化碳、一氧化碳等气体溶在油中, 但这是一种比较缓慢发展的过程。当变压器内部存在潜伏性过热或放电故障时就会加快这些气体的产生速率。溶解在油中的气体组份和含量与变压器内部故障的类型及故障的严重程度有十分密切的关系。因此分析变压器油体组分和含量是变压器等充油设备的潜伏性故障判定的重要手段。
1.2.2 HGIS/GIS SF6气体微水、局部放电在线监测
1) SF6气体微水在线监测。检测SF6气体压力 (含温度修正) 是GIS设备和SF6断路器基本的自检测项目之一。SF6气室内气体压力与绝缘强度密切相关, 同时也是密封状态的重要信息。为了保证设备的安全可靠运行, 对SF6气体压力进行检测是十分必要的。目前该项技术较为成熟, 选择具有4-20m A模拟输出的气体密度继电器, 可以定量检测SF6气体压力。推荐选择准确级为0.5级或以上。有更高精度需求时, 也可以选择独立的高精度压力和温度传感器, 根据气体压力、温度与气体密度的变化规律, 经换算间接测得气体密度值。
2) 局部放电在线监测。HGIS/GIS局部放电是HGIS/GIS最常见的故障模式, 国内外电力设备制造企业和专业诊断技术研究机构都十分重视HGIS/GIS局部放电的检测, HGIS/GIS设备局部放电也适宜在运行状态下检测。局部放电在线检测方法大体上可分为四类, 即声测法、化学法、脉冲电流法及超高频法。超高频法因具有抗干扰能力强、灵明度高、实时性好且能进行故障定位、已成为目前局放检测技术中主要方法。HGIS/GIS中发生的局部放电, 其信号的频谱很宽, 放电过程可以激发出数百甚至数千兆赫兹的超高频电磁波信号, 此电磁波由安装在HGIS GIS本体盘式绝缘子外侧的传感器获取, 传感器的输出一般为4-20m A, 接入相应的数据处理服务器处理。
1.3 现有在线监测系统存在的问题
1.3.1 系统兼容性差。
由不同供应商提供的各类在线监测系统通信规约一般不兼容, 不利于与自动化系统连接及信息远传。
1.3.2 管理维护工作量大。
三类在线监测系统均需专门管理维护, 对厂家依赖性大, 考虑到将来其他类在线监测系统的增加, 管理维护工作量将成倍增加, 且要求维护人员需熟悉多套系统或增加维护人员数量。
1.3.3 经济性较差。
设置多套在线监测系统, 投资较高。
1.4 在线监测系统一体化的目的
在线监测系统一体化是为了优化在线监测系统配置、简化运行管理, 同时将其作为一个整体纳入到智能化变电站的网络体系中。一体化需要达到的目的包括:
1.4.1 减少在线监测系统后台设备的重复设置, 允许将来更多类在线监测业务的接入;
1.4.2 共享各类在线监测信息, 通过IEC-61850规约与在线监测后台系统通信。
2 基于在线监测的状态检修及发展
2.1 状态检修
随着电网的发展, 电气设备数量不断增加, 现有设备的运行时间不断增长, 使得维修工作量不断加大。而用户对电力的质量和供电的连续性要求不断提高, 且希望获得更低的电价。
以时间为基础的维修需要人工对设备状态进行综合分析, 由于设备数量庞大、专业性强, 一般一年进行一次, 评价不是实时的。而且, 据我们了解, 对于绝大多数供电公司, 在进行设备状态综合评价时并没有考虑海量的在线监测数据, 因此, 评价也不是动态的。因而不具有设备状态实时和动态可视化的智能特征。
2.2 基于可靠性的维修
状态检修是建立在在线监测系统基础上的预测性维修, 适用于复杂元件, 它们可能出现多种和随机的故障模式。对于在确定的周期内需检查、清洁、润滑或更换的元件 (主要是简单元件) , 则更适用于预防性维修。而冗余配置的或不大可能失效的较小元件, 或者其故障的影响不大, 可以在其故障后进行维修, 即适用修复性维修。
预测性维修、预防性维修、修复性维修整体构成了以可靠性为核心的维修 (Reliability Centered Maintenance, 以下简称RCM) 的概念。RCM是一种确定系统中设备维修要求的结构方法学。它根据设备故障危害度的估算、故障的概率和故障对整个系统可靠性的影响来作出维修决策。RCM有三部分维修任务, 以及如果没有经济有效的维修任务时采取计划性的“运行直至故障”方案。
3 结论
本文通过规范传感器的输出, 实现在线监测信息采集的标准化, 并进一步利用智能单元强大的输入/输出功能, 将在线监测信息通过智能单元采集、处理、传输, 在此基础上将站内不同类型在线监测需求整合到一套一体化的在线监测系统, 继而实现变电站一次设备的状态检修。如得以实施, 将可取得很好的经济效益并提高一次设备运行可靠性。
摘要：采用在线监测技术, 不仅能够及时发现电气设备的早期缺陷, 防止突发性事故发生, 同时可以减少不必要的停电检修, 将某些预试项目在线化, 避免传统试验对电气设备“过度检修”所造成的巨大损失, 实现对设备运行状况的综合诊断, 促进电力设备由定期试验向状态检修过渡, 有效延长设备使用寿命。
关键词：在线监测,智能传感器,油色谱,局部放电,状态检修
参考文献
[1]刘剑锋.基于虚拟仪器和IEC61850标准的变电站设备在线监测系统的研究[D].武汉:华中科技大学, 2008[1]刘剑锋.基于虚拟仪器和IEC61850标准的变电站设备在线监测系统的研究[D].武汉:华中科技大学, 2008
输电线路在线监测系统设计 篇10
关键词：输电线路,风偏,微风振动,气象参数
0 引言
由于我国工农业生产对电力需求量的不断增加,电力供不应求的矛盾日益突出。解决矛盾的方式有很多种,其中提高输电线路的可靠性是一种经济和快捷的方式。输电线路在线监测系统可以对输电线路进行实时的、动态的监控,是输电线路稳定、安全运行的保证,能够提高输电线路的可靠性[1]。
输电线路振动、风偏、杆塔倾斜及气象在线监测系统包括微风振动、风偏、杆塔倾斜和气象4个子系统以及后台专家分析软件系统,通过监测线路导线振动幅度、振动频率、导线和绝缘子风偏角、杆塔倾斜角及现场气象参数等运行状态和环境参数,实现监测数据的统一接收、显示、在线分析和决策,为输电线路生产管理和运行维护提供统一的数字化管理平台,为全面、准确地分析与评估输电线路安全运行状态提供实时有效的数据依据和科学保证。
1 系统的设计要求
输电线路振动、风偏、杆塔倾斜及气象在线监测系统设计本着合理、实用、可行、可靠的原则,为了使系统扩容方便、标准开放、功能全面,采用当今先进、成熟的技术设备,力求软硬件系统具备最高的性能价格比。系统的设计具体要求如下:
(1)设计目标:系统应在任何时候能对输电线路振动、风偏、杆塔倾斜及气象等数据进行智能分析和监测,以便及时了解线路的运行情况;
(2)通讯方式:系统应能兼容3G EVDO/WCDMA通讯网络,只要有3G EVDO/WCDMA信号的地方均可使用,不用自建和维护通讯网络,通讯距离不受限制;
(3)供电方式:采用太阳能及蓄电池电源供电;
(4)数据采集:系统可以采集现场的各种数据,通过无线公网传输到监控中心,并作出分析判断;
(5)系统安装:系统应能不停电即可安装,安装地点灵活方便,装置拆卸方便,在该测点不需要监控时可自行安装到其他监控点;
(6)抗高、低温:系统自身能在低温条件下工作;
(7)电磁兼容:系统安装在线路塔基上,可以抗电磁干扰,电磁兼容强;
(8)防雷设计:室外设备要具有防雷设计;
(9)防水防腐:室外设备要具有防水防腐蚀设计。
2 在线监测系统的总体方案
整个系统由主站、子站、各种监测仪以及电源系统组成。
在输电线路导线上安装振动监测仪测量导线振动幅度、振动频率,在绝缘子串和耐张塔跳线中间位置安装风偏监测仪测量绝缘子及导线风偏角,在杆塔上安装杆塔倾斜监测仪和气象观测装置测量杆塔倾斜角及现场气象参数,然后将这些测量的线路运行状态和环境参数由监测仪通过通信电缆或433 M/Zigbee无线通信方式传送到安装在杆塔上的子站,再由子站通过GPRS或者3G方式将数据传送到主站系统。
主站系统遵循先进、实用、经济、高效的原则,基于开放性结构,充分满足系统的维护、扩容和升级等方面的要求,支持第三方标准模型插件。在数据接收、数据处理、数据转发环节满足数据完整性和准确性要求,保证信息、分析结果的正确性。系统平台充分考虑系统安全的要求,遵循电力二次系统安全防护的要求,并提供详细的操作、运行日志,以便于发现应用系统的安全隐患。
子站是安装于塔上的一种采集单元,由主控制单元、通信单元、电源控制单元、机箱构成。子站主控制单元主要由数个功能模块构成,每个模块采用标准化设计,根据监测需求可以灵活配置及扩展。子站单元的结构如图1所示。
子站通信单元主要由子站与监测仪、子站与主站通信两部分组成,其中子站与监测仪通信采用通信电缆或433 M/Zigbee无线通信方式[2];子站与主站通信采用公网(GSM/GPRS/CDMA/3G)或者电力专网(OPGW复合光缆配合WIFI/MESH技术)。
子站电源控制单元采用太阳能+蓄电池方式,具有以下功能:对电源电压监测功能;低电压保护功能;过电流保护功能;自动休眠的功能;具有智能电源管理功能。
根据系统设计要求,系统结构如图2。
3 无线通信网络解决方案
输电线路在线监测系统的子站与主站之间的通信主要采用目前先进的3G无线公网。在3G未覆盖区域,可以用GSM/GPRS或者电力专网传输数据。
3G无线公网数据传输技术是第三代移动通信技术的简称,是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,包括TD-SCDMA、W-CDMA、CD-MA2000[3]。目前在南方一般采用中国电信的CD-MA2000(3G-EVDO)网络,在北方一般采用中国联通的WCDMA网络。该技术是一项全新的网络技术,可以为在线监测系统同步实现数据的远程采集、传输、储存和处理功能,具有传输距离远、速度快、抗干扰能力强、无需铺设电缆、投资成本低等优势。数据传输原理如图3所示。在移动3G信号覆盖区域内,充分利用3G公共网络通信平台,实现中心对多点的数据传输;在无移动信号覆盖区域外,可以借助无线数传电台,通过无线与无线的接力,实现数据传输。
4 系统设计中采用的关键技术
(1)低功耗及新能源应用技术
由于监测设备安装在野外杆塔或者导线上,并需要对线路状态进行长年24小时不间断监测,所以设备供电是一个难题。目前主要有以下几种方法。
一是使用高能锂电池,但实际上由于锂电池既不耐高温也不耐低温,故锂电池在野外恶劣条件下的使用时间不长,不能满足输电线路设备长期无故障工作要求。
二是以太阳能电池对蓄电池进行浮充的供电方式,采用微处理器对电池特性进行检测,按照蓄电池充放电特性曲线进行充电控制。杆塔倾斜监测仪、气象观测装置和子站系统采用这种方式供电。
由于安装在输电线路野外现场的监测装置没有可供使用的交流电源,为此必须借助能量收集技术,开发独立的供电装置。目前在高压输电线路监控项目主要利用太阳能电源装置,以此解决监测装置的供电问题。
太阳能电源由太阳能电池板、蓄电池及充放电控制器。充放电控制器的功能是将太阳能电池板供给的电压转换成稳定直流电压,给监测装置供电,并给蓄电池充电,完成电能的存储。在夜晚无法供给太阳能或阴天等气候情况太阳能供给不足时由蓄电池继续给监测装置供电。
三是高压线路的导线取能方式,这种高压导线感应取电的方式,给安装在线路导线上的在线监测仪供电,使用起来非常方便。振动监测仪和风偏监测仪采用这种方式供电。
(2)无线通信及抗干扰技术
监测设备处于野外强电场环境中,工作条件恶劣,对整个系统的稳定性、可靠性和抗干扰能力要求较高,尤其是对通信链路信道的可靠性要求更高。
采用具有状态监测及自动重连功能的底层通信模块,实时监测线路状态。一旦发现线路异常中断,立即从信道路由表中查找新的链路进行自动重连,提高了远程通信系统的可靠性和灵活性。系统应用底层通讯模块开发远程数据通信软件,完成数据自动通信功能。
在高电压、大电流的强电场环境中,以微电子线路为主体的微处理器、计算机及网络等监测装置常受到强电磁辐射、雷电冲击、高频噪声和谐波干扰等,引起系统可靠性降低,产生误动作,甚至“死机”。为解决抗干扰问题,系统在硬件和软件方面采用了相应措施。
在硬件方面,除少数传感器外,数据采集单元都置于完全屏蔽的屏蔽盒中。传感器的输入接口,采取防渗、防串扰等措施,确保接口的可靠性;采用屏蔽盒内多层隔离的方法,防止大信号串入烧坏核心电路;采用冗余设计,确保单个传感器失效时,仍能正常工作。
在软件方面,微处理器软件除设置有常用的看门狗、防飞指令外,还设置有大量的错误陷阱及标志,一旦程序出现问题,系统都能采取复位、自动纠错等方式自行维护,保证软件正常运行。另外,对于一些重要数据和标志,设备还采用多重备份的方式进行保护。
(3)传感器探测技术
传感器是系统的首要部件,是能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。传感器应准确、快速地响应被测量的各种各样的变动,主要通过其两个基本特性——静态特性和动态特性来反映被测量的这种变动性。
系统有微风振动传感器、倾角传感器、杆塔倾斜传感器、风速风向传感器、温湿度传感器和雨量传感器,主要采集振动幅度、振动频率、绝缘子及导线风偏角、杆塔倾斜角、风速、风向、温度、湿度和雨量等数据。
(4)信号处理及诊断技术
对传感器采集信号进行处理分析的目的是抑制干扰和提取信号特征,其方法可分时域分析、频域分析等。
诊断技术的发展趋势是传感器的精密化和多维化、诊断理论与诊断模型的多元化、诊断技术的智能化。其中,智能诊断方法有模糊逻辑、神经网络、进化计算和专家系统等;以特征量性质的诊断方法有阀值诊断、时域波形诊断、频域特征诊断和指纹诊断等。
(5)监控中心服务器软件管理技术
控制中心的设计相对于监测站的设计开发来讲较为简单,硬件设计少,除了普通微机(或工作站、工控机)外,还需要网络接入设备。控制中心的设计开发主要集中在应用软件的设计开发上,一般是基于Windows操作系统的。当前用于此类软件开始、调试的工具较多,且功能强大,给控制中心软件的设计带来便利。
5 结论
系统的软、硬件设计完成后,在实验室进行了联合调试,基本上达到了系统的设计要求。在线监测系统的监测数据除了本系统涉及到的振动、风偏、杆塔倾斜及气象外,还有视频、覆冰、污秽等等。要做到输电线路在线数据全面监控,还有许多工作要做。
参考文献
[1]岳保梁,田中兴.送电线路实用技术[M].北京:中国科学技术出版社,1994.
[2]郑亚茹,黄曙,王焱.基于无线传感器网络的高压输电线监测系统研究[J].广东电力,2010,23(12):78-82.
电厂阀门内漏在线监测研究 篇11
关键词：
阀门内漏量； 传热原理； 等效焓降法； 在线监测
中图分类号： TK 268文献标志码： A
面对国家日益严格的节能减排要求，电力企业越来越关注发电机组的节能减耗和发电成本的降低.减少电厂阀门泄漏量是节能减耗的重要手段.
阀门是电厂广泛使用的热力设备，作为流体管路的控制装置，其基本功能是接通或者切断管路介质的流通，改变介质流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路和设备正常运行[1].对绝大多数阀门而言，泄漏是其最主要的破坏形式，也是影响阀门安全运行的首要问题.由于密封性能差或者密封寿命短而产生的流体外漏或内漏，不仅造成系统压力损失，流体浪费，更会影响发电企业的经济效益.阀门在电厂管道系统中所处的位置不同，其泄漏的几率和对机组经济性影响的大小也不同.汽轮机主蒸汽管道、高压缸排汽管道、再热段蒸汽管道、高压缸本体等位置的疏水阀门，因工作环境恶劣，产生泄漏的可能性较大.据文献[2]报道，在某300 MW机组旁路系统中针对阀门内漏对机组经济性影响的计算结果表明，当高压旁路门前疏水门、后疏水门、低压旁路疏水门分别泄漏1 t·h-1时，机组供电煤耗分别升高0.42、0.30、0.37 g·（kW·h） -1.
阀门泄漏可分为内泄漏和外泄漏.对于阀门外漏，检测技术和手段较为成熟，可采用人体感观检查、化学气体检查、质谱分析等多种检测手段.阀门内漏一般较难发现，检测也较为困难，目前阀门内漏检测的主要方法有：压力法、声学法[3]和温度检测法[4].压力检测法的原理是在管道沿线和阀门处设置压力传感器，把采集到的压力信号汇总后组成系统整体压力分布图，根据压力曲线的变化特性确定泄漏位置和程度；声学法的检测原理是一旦阀门发生内漏，流体通过缝隙泄漏时会产生喷流噪声，喷流噪声通过阀门壁面传播，利用传感器可接收到这种应力波，再根据频谱分析，确定阀门泄漏程度和流量；温度检测法主要用在被测流体温度比环境温度显著高的场所，利用安装在固定表面的热电偶测量发生泄漏的阀门处温度，从而计算泄漏流量.电厂各管道内大多数是高温高压蒸汽，温度差异较大，所以较适合采用温度检测方法计算电厂阀门泄漏量.本文研究了基于传热学原理的阀门泄漏检测方法以及经济性影响计算方法，结合电厂现场测量实例，给出了一套适合电厂阀门内漏量检测的在线系统.该系统能定量计算阀门内漏量以及内漏量对机组经济性的影响.
1阀门内漏量计算原理
当电厂蒸汽管道旁路阀门或疏水阀门发生内漏时，管道内就有温度高于周围环境温度的蒸汽或水流动.其传热过程如图1所示，其中：t0、t1、t2、t3、ta分别为工质、管道内壁、管道外壁、保温层外壁、周围空气的温度.管道内流体通过管壁与管外保温层向外散发热量.若阀门内漏量不变时，传热过程趋于稳态，则散发热量和管壁温度维持在一定值.传热过程为：管道内流体通过对流换热将热量传递给管道内壁，再通过热传导从内壁传递至外壁，再以热传导方式由管道外壁传递至保温层外壁，最后进行对流换热，将热量传递至周围空气.管道内工质通过管壁和保温层依次以对流换热-热传导-热传导-对流换热向外传热，通常认为这四种方式传递的热量Q相等[5].若t2、ta、管内流体压力p和t0已知，则可计算因工质流动导致的散热损失，从而计算出管道内流体的流速和流量，即得阀门的内漏量.下文将分别对以上四个传热过程进行分析，得出阀门内漏量的计算流程和方法.
式（1）、（5）、（6）、（7）、（8）中，t2、ta可通过热电偶测量得到，其它相关参数可通过计算或者测量得到.通过计算最终得到的参数为Q、tc、V、t1、t3.
不同位置阀门的内漏量对机组经济性的影响也不同.本文采用等效焓降法[7]计算不同阀门内漏量对机组经济性的影响，主要分为两个步骤：首先根据选取工况下热力系统各部分的热力参数计算出机组新蒸汽的变热量等效焓降和各个级段的抽汽等效焓降，以及相应的抽汽效率；然后以第一步的计算结果为基础参数，同时假定补水从凝汽器补入，求出各个负荷工况下，不同阀门泄漏点处，每内漏1 t·h-1工质使机组经济性下降的相对变化量，最终可得到各个阀门热经济性相对变化量与负荷之间的相互关系.
2监测系统硬件布置与软件连接
被监测阀门一般为高温高压阀门，主要为主蒸汽管道、再热冷段蒸汽管道、汽机高低压旁路等关联的疏、放水阀门，隔离阀门等，选取的阀门因工作条件恶劣，内漏的可能性较大，对机组经济性影响也较大.按照理论计算的要求，需在选取的监测阀门上游安装两个壁温测点，下游安装一个壁温测点，阀门附近安装一个环境温度测点，通过电缆将信号与布置在控制室的计算机进行数据通讯，同时需要将相关运行压力、温度数据通过数据接口接入计算机.具体数据采集流程图如图2所示.
数据采集包括阀门各处温度采集和机组运行参数采集.被监测阀门上、下游安装的热电偶穿过保温层焊接在管道外壁，热电偶信号就地采集，通过网线将数据送入位于集控室的工控机中.由于各电厂的实时数据库类型各不相同，因此利用应用于过程控制的对象连接与嵌入技术（简称OPC）对电厂实时数据库运行数据进行采集.
3试验结果分析
为了验证阀门内漏在线监测系统的准确性和可靠性，在上海某电厂300 MW机组上安装了该系统.在电厂配合下进行了一次对比验证试验.试验从被监测的24个阀门中选取了热段A疏、抽一逆前疏、抽一逆后疏阀门，在机组稳定工况下，对应其关闭和开启状态，分别测定机组热力系统热耗率以及影响煤耗情况，进而和利用阀门内漏在线监测系统得到的经济性计算及影响煤耗情况进行对比验证.
一般情况下，试验阀门打开时，很难通过某种测量仪器或手段直接测得蒸汽流量，因此将测量得到的阀门内漏量与该监测装置测量结果直接进行对比存在困难.但是阀门内漏量直接影响机组经济性和煤耗情况，所以可以通过两者经济性的比较验证阀门内漏量在线测试系统的计算准确性.
试验过程分三段：第一阶段为电厂常规运行，时间为9：30～10：35，机组平均负荷为280.057 MW；第二阶段打开热段A疏疏水阀门，时间为10：40～11：00，机组平均负荷为276.347 MW；第三阶段再打开抽一逆前疏和后疏阀门，时间为11：05～11：25，机组平均负荷为275.198 MW.表1给出了对比试验的数据.
图3分别给出了开启阀门期间，热段A疏、抽一逆前、后疏阀前、后温度随时间的变化.随着阀门开度的增加，阀前、后温度不断上升，最终随着阀门内漏量逐渐稳定，阀前、后温度趋于稳定，并且两者的差值亦趋于稳定.热段A疏阀前温度稳定在490 ℃附近，阀后温度稳定在464 ℃附近，两者差值稳定在26 ℃.抽一逆前、后疏阀前温度分别稳定在300、340 ℃，阀后温度分别稳定在287、328 ℃，两者之间相差13 ℃和12 ℃.
将测量到的温度和采集得到的实时数据输入内漏量计算模型，得到该阀门处的内漏量，并通过等效焓降法计算该内漏量对于机组经济性的影响，最终得到发电煤耗影响水平.表2给出阀门内漏在线监测系统与热耗试验数据对比计算结果.
4结论
本文对电厂阀门内漏监测技术进行了研究，从计算原理和软硬件设备上介绍了阀门内漏在线监测系统，主要结论如下：
（1） 基于传热学原理的阀门内漏检测技术可以定量计算阀门内漏量，并可利用等效焓降法计算内漏量对于机组经济性影响.
（2） 阀门内漏在线监测系统包括数据采集硬件和数据处理软件系统，其中数据采集系统包括阀前、后温度采集和电厂实时运行参数采集.
（3） 基于传热学原理的阀门内漏在线检测系统具有非接触式、在线、实时测量等优势，计算得出的阀门内漏量值可以为电厂运行人员提供检修、检漏的依据和参考.
参考文献：
[1]王超.基于DSP的无线阀门泄漏检测装置的研究[M].上海：华东理工大学，2011.
[2]李江海，崔培强.国产引进型300MW机组旁路系统阀门内漏对机组经济性的影响[J].华中电力，2003，16（4）：49-53.
[3]张颖，戴光，赵俊茹，等.阻塞流下阀门内漏率的声学检测与计算[J].化工机械，2006，33（5）：296-299.
[4]孙宝芝，姜任秋，姚熊亮，等.基于传热原理的高温蒸汽流量测量研究[J].计量学报，2005，26（4）：326-328.
[5]袁镇福，吴骅鸣，浦兴国，等.基于传热原理的电厂阀门泄漏量计算方法[J].动力工程，2004，24（5）：725-728.
[6]杨世铭，陶文铨.传热学[M].北京：高等教育出版社，2006.
高压输电线路的在线监测技术 篇12
输电线路是电能传输的基本通道, 它的正常运行直接关系到电力系统的设备安全和电力系统运行的可靠性。配电线路呈网络状结构, 传输距离比较长, 电力线路常常发生短路故障、接地故障、雷击、过流等情况, 往往会因为线路分布地形复杂、路途遥远, 常用的电力自动化监测控制系统难以准确地指示出故障点, 从而造成故障查找困难、停电时间比较长等不利局面。
智能化输配电线路的在线监测系统, 利用高压监测技术、GSM短信技术对线路进行实时监测。当输配电线路发生故障时, 该系统能够及时报警, 并能根据故障监测端设备编号准确显示故障位置, 从而自动发送短信, 把相关信息及时发送到运行维护人员的手机上, 极大地节省了故障查找时间和成本。
通过输配 电线路的 在线监测 系统, 可以及时发现故障隐患, 及时排除, 从而达到安全供电的目的 ;还可以了解线路电能输送裕度、线路损耗, 为整个电力系统的管理和电力调配提供科学全面的参考数据, 对输配电线路的运行和维护起到积极的作用, 具有很好的经济和社会效益。
2 在线监测系统的具体应用
2.1 输电线路视频监测
输电线路视频在线监测能够对绝缘子串、导线 (导线金具、导线弧垂) 、地线 (地线金具、地线羊角) 、杆塔 (塔身、塔基及对面杆塔) 等进行全方位无盲点监视, 并且可以监测到输电绝缘子闪络弧光情况, 以高灵敏度的红外报警启动即时拍摄监控现场视频录像, 以及即时抓拍监测现场图片等, 将现场情况以高清晰图文信息数据的形式, 连同其他现场辅助信息数据, 通过3G无线网络即时传送至监控中心监测平台, 实现线路实景信息的采集、传输、处理和人机互动的一体化功能。
输电线路视频在线监测系统, 是由GPRS/CDMA 1X无线网络、Internet互联网技术、视频采集传输系统、工业摄像机、中心接收基站和信息处理软件等共同组成。可应用于各种自然和地理环境, 通过固定终端按照设定的工作方式自动拍摄、发送现场视频或图片, 还可以远程操控固定终端摄像机查看细节, 使运行维护人员在监控中心就可以获取包括对输电导线、输电绝缘子、输电铁塔、输电走廊间隔环境、线路设备运行状态以及人员施工等现场的实时视频图像, 可以替代人力巡线, 改变输电线路的巡视方式, 使输电线路的巡视更加方便快捷, 解决了恶劣天气条件下无法开展电力线路巡视的困难。
2.2 输电线路故障定位监测
输电线路 故障定位 监测, 可在线准确监测线路各类故障发生的位置, 包括接地、短路、断路等故障。利用在各相线路上安装的电流互感器采集信息, 利用高速采集前置电路来收集线路的故障信息和工频信息。在高速数据采集电路捕捉到暂态数据信息后, 通过系统软件进一步分析处理, 实现高精度故障定位, 并及时发送故障信息和输出报警等。
2.3 输电线路雷击定位监测
目前, 输电线路 雷击定位 在线监测系统, 主要使用综合雷击故障定位、行波故障定位和逐个杆塔安装的故障定位等三种方式。该系统可以根据不同的监测信息特征辨识雷击故障与非雷击故障, 能辨识绕击故障与反击故障 ;该系统具有数据采集、测量和通信功能, 采集的信息通过通信网络传输到后端综合分析软件系统中进行及时处理 ;该系统还能够记录线路上通过的雷击电流、定位雷击点和统计雷击次数, 能迅速准确地判定故障点, 及时发现绝缘隐患, 帮助排除输电线路故障。
2.4 微风振动监测
微风振动监测通常采用弯曲振幅法和加速度测量法。
弯曲振幅法是通过测量线路上两个固定点之间的相对振幅来实现监测的, 取导线或地线上距线夹 (悬垂线夹、防振锤线夹、间隔棒线夹、阻尼线夹等) 出口89mm处为一个参照点, 测量导线或地线相对于线夹的弯曲振幅, 以此值大小来计算导线或地线在线夹出口处的动弯应变量, 作为确定导线或地线微风振动的标准方法。
加速度测量法是利用传感器内质量体的惯性运动与运动加速度特征之间的不一致性原理实现测量的, 是一种运动惯性测量。依据速度与加速度的物理模型, 通过测量加速度来测量物体的运动状态, 并对加速度进行实时监测, 通过速度与加速度、位移的微分与积分关系, 来测量线路运动参照体的运动速度, 进而运算求得位移的改变, 间接地获得导线微风振动的振幅。
2.5 输电线路气象监测装置
输电线路微气象在线监测, 是专门为电力企业和重要用户提供的特别技术服务, 是区域小气候观测、流动气象观测、季节性生态监测等多要素的自动气象站。气象在线监测系统可以对线路所处的环境温度、空气湿度、风速风向、降雨量、大气压力、光辐射等参数进行实时监测, 利用线路微气象区的气象数据, 能够在紧急状况下根据当时的气象条件制定合理的防范或处理措施。
微气象监测系统的技术结构主要由信息监测单元、通讯单元和信息处理单元三部分组成, 其中信息监测单元安装在线路的铁塔上 ;通讯单元安装在信息处理中心, 负责接收处理各监测点的数据以及下发命令 ;分析查询系统 (信息处理单元) 安装于监测中心计算机中, 负责存储、分析、查询各种数据信息。该系统可以使运维人员及时了解线路所在区的气象数据, 通过长时间对线路气象条件数据的观测和分析, 可以为后期线路运行维护和其它新线路设计投运提供数据参考。
2.6 输电线路导线弧垂度监测
输电线路 导线弧垂 度在线检 测, 主要使用的是接触类导线弧垂度智能监测和非接触类导线弧垂度智能监测方法。
接触类导线弧垂度智能监测, 是利用安装在导线上的导线弧垂度采集单元, 通过测量线路与地面的倾角和测量导线的温度, 或者利用雷达或激光测距等方法实现对导线弧垂度的测量。
非接触类 导线弧垂 度智能监 测, 是利用安装在杆塔或地面上的导线弧垂采集单元, 通过张力测量法、图像法等方法对导线弧垂度进行测量。
输电线路导线 (金具) 温度在线监测及动态增容系统, 能够测量输电线路导线的温度、固定导线金具的温度、环境温湿度以及风速风向。该系统利用采集的数据可以计算出线路实际的动态容量和导线弧垂。运行维护人员可以根据这些数据, 及时对输电线路的热稳定负载进行调整, 最大限度地发挥输电线路的输送能力。
总之, 上述各种方法能够测量出输电导线对地距离及变化, 利用导线倾角、导线温度、线路张力、现场图像等信息, 通过信息监测采集处理平台进行分析, 获得线路的弧垂度信息。
2.7 输电线路覆冰在线监测
输电线路 覆冰在线 监测, 是指通过全天候地采集输电线路运行状态下的绝缘子串拉力、绝缘子串风偏角、绝缘子串倾斜角、风速、风向、环境温度、空气湿度等特征参数, 数据处理中心根据所监测的数据, 结合导线覆冰数学模型、模糊逻辑诊断等方法计算近似覆冰厚度和预测覆冰发展趋势, 方便用户对输电线路覆冰程度进行定性定量分析, 实现对线路冰害情况的提前预测, 及时向运行管理人员发送报警信息, 以利于提前做好应对紧急情况的措施和准备, 有效减少线路冰闪、舞动、断线、倒塔等事故的发生。
3 总结
输电线路故障的发生在多数情况下是不可避免的。当输电线路发生故障时, 需迅速查明故障, 并及时排除或尽快找到故障点加以处理, 因为故障排除时间的长短直接影响到送电保障和系统的安全运行。排除时间越长, 停电所造成的损失越大, 对整个系统稳定运行的冲击也越大。