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  • 聯合國溫室氣體減排項目———垃圾填埋場甲烷氣發電工程CDM項目監測系統總體設計

           該方案已經成功應用于深圳下坪垃圾填埋場(CDM數據已經通過了挪威船級社的第五次嚴格審核,Climate Change Capital Carbon Fund s.a.r.l(英國)公司已經先后三次核發溫室氣體減排量共計120萬歐元(約1200萬人民幣)),南昌麥園垃圾填埋場,武漢陳家沖垃圾填埋場等的沼氣發電項目) ,為國內的垃圾填埋場甲烷氣發電工程CDM項目提供借鑒及示范,并可帶來可觀的溫室氣體減排CDM效益   

                                

     深圳市副市長呂銳鋒視察深圳下坪垃圾填埋場沼氣發電CDM

    1、項目:計算機監控系統(包括火炬無害化燃燒及沼氣發電)

           垃圾填埋場填埋氣發電工程CDM監測系統采用集散控制技術,總線結構。系統由上位機工作站、數據采集站、現場儀表等組成。根據技術要求,現場測量儀表系統實時采集沼氣的體積流量、壓力、溫度、甲烷濃度等信號并發送給數據采集站。數據采集站對原始采集數據做初步處理,采用工業以太網方式將所有數據高速發送至上位機工作站。上位機工作站通過CDM有關方法學計算出混合氣標態流量、純甲烷標態流量、純甲烷質量流量等。上位機工作站實時將計算后的數據存入數據庫內保存。現場測量儀表、數據采集站、上位機工作站有機的結合為一個整體,構成了CDM項目監測系統。

          上位機工作站---是本監測系統的核心, 是系統的信息總匯和命令發布者, 擔負著數據計算、記錄、統計的重要任務。所有原始數據發送到上位機工作站后,監測系統采用CDM方法學對原始數據進行計算處理,得到用戶需要的CDM計量數據,并定時記錄到數據庫中。 本系統采用雙機冗余系統,每套監測系統均配備工程師/操作員站與操作員站,兩臺機器可同時監控現場設備運行情況,由工程師/操作員站負責數據計算累加,兩臺機器同時進行數據記錄。

           數據采集站---是本監測系統數據交換的中心,是連接上位機工作站與現場測量儀表的橋梁。數據采集站通過工業以太網總線將原始測量數據發送至上位機工作站做進一步處理。同時,可以采集現場設備的運行、故障信號并發送至上位機工作站,使操作員在控制室內能了解現場所有設備運行情況。

    2、監測系統硬件配置

    2.1 上位系統配置如下:

          監測系統采用工控機作為上位機,CPU:Intel 奔騰雙核,內存:2G,硬盤:160G,網卡:工業以太網卡。

    2.2 流量傳感器配置如下:

          流量傳感器采用原裝進口智能渦街流量計,共四套,表頭有液晶顯示瞬時流量及累計流量,瞬時流量按量程輸出4-20MA電流信號給流量積算儀表, 精度0.5%。

    2.3流量積算儀配置如下:

          流量積算儀表采用原裝進口WP系列積算儀,其可采集溫度,壓力及流量信號,瞬時流量及累計流量為經過溫度壓力補償后的標況流量,EXCEL報表無須再進行換算。流量積算儀通訊協議通過VB語言編寫的DDE驅動可實現遠程監控采集。

    2.4 遠程通訊模塊

    采用工業以太網100兆通訊模塊及光纖網絡與上位機通訊。

    2.5發電機組信號采集配置

           進口發電機組的瞬時電量及累計電量,運行狀態,報警信號的采集根據發電機組PLC的IP地址及寄存器地址,通過MODICON公司的專用協議進行采集,該數據只作為填埋廠CDM中心現代化可視化管理的一部分,不參與CDM報表系統。

    2.6火炬系統信號采集配置

    火炬系統信號采集燃燒溫度及火炬狀態信號,通過西門子PLC的PPI通訊協議采集。

    2.7信號的線性及濾波配置

    所有信號的線性及濾波都通過專用的信號處理器進行軟硬件處理。消除通訊系統干擾。

    2.8甲烷氣體分析儀三地采集時序控制系統配置

           甲烷氣體分析儀三地采集時序控制系統可以實現一套氣體分析儀采集三地氣體CH4濃度,節省CDM投資成本,該系統采用西門子S7系列PLC進行控制,其采集的一號二號總管;發電管道;火炬管道的CH4濃度信號通過對零壓電磁閥的時序控制實現連續測量,其中發電管道的CH4濃度信號通過信號配電分配器輸出給發電機組用于機組控制。

    3、控制柜

            本測控系統的控制柜完全按照IEC國際標準選型,結構設計考慮到合理、美觀。達到標準性、通用性、可維修性。

          控制柜配備有機架、開關電源、輸入輸出模塊和輸出繼電器,輸出繼電器采用原裝進口產品、電纜線架和端子排等。為保證系統信號隔離,配備一臺24V直流電源。為儀表和監測系統提供電源。

    4、CDM監測系統功能

    4.1 系統功能

    系統具有監測二套預處理,發電機及CDM相關數據,CDM存檔數據可保存十年以上。 

    4.2、CDM數據的計算及保存

     

    ⑴ 原始數據計算的高精確度

        本系統采用了先進的現場測量儀表,保證了原始數據的高精確度;采集模塊的高精確度A/D轉換保證了計量數據采集的高精確度,從流量積算儀讀取的現場原始數據均送到上位機工作站。⑵ 雙重數據庫數據保存的高可靠性

        本CDM監測系統采用了流量積算儀采集—高速工業以太網傳輸協議傳輸—KINGSOFT組態的高速采集系統,本CDM監測系統所有現場數據的采樣率達到每秒采樣一次,保證了氣流量累計的精確度。

     

     

          由于本CDM監測系統采用了KINGSOFT組態軟件包Industrial Data Bridge(工業數據橋)配選件包的數據記錄方式,系統可以實現雙重數據庫的高可靠性保存方式。

           在KINGSOFT系統每小時將CDM計量數據記錄到SQL Server數據庫的同時,通過Industrial Data Bridge,程序自動將CDM計量數據轉存到另一存儲路徑的MS Access數據庫中。這種雙重數據庫自動備份方式大大提高了數據記錄的可靠性和安全性,也免去了以往所有數據必須人工備份的煩瑣操作。

     

    ⑶ 系統間數據通信的高擴展性

          隨著IT技術的發展,現今的工業自動化控制領域信息化、集成化程度大大提高。單獨的現場層控制系統已不能滿足企業發展的需求,工業自動化控<

     
     
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