Mô tả chi tiết nguyên lý hệ thống quan trắc khí thải tự động

Hệ thống quan trắc khí thải tự động là gì? Trong hệ thống quan trắc khí thải tự động này cần lưu ý những vấn đề gì? Hãy cùng BKCEMS tìm hiểu thông qua bài viết “Mô tả chi tiết nguyên lý hệ thống quan trắc khí thải tự động”. 

I. HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ THẢI TỰ ĐỘNG LÀ GÌ?

Hệ thống quan trắc khí thải tự động là một hệ thống tự động hoặc bán tự động được sử dụng để đo lường, giám sát và ghi chép các thông số liên quan đến khí thải. Mục tiêu của hệ thống này là theo dõi chất lượng không khí, lượng khí thải được phát ra từ các nguồn khác nhau và đảm bảo tuân thủ các quy định môi trường.

Các thành phần chính của hệ thống quan trắc khí thải tự động bao gồm:

1. Các Cảm Biến Đo Lường:
   • Cảm biến Khí Thải: Đo lường lượng khí thải được phát ra từ các nguồn cụ thể. Các cảm biến này có thể đo lường nồng độ các chất như SO2 (lưu huỳnh dioxide), NOx (oxit nitơ), CO (carbon monoxide), VOCs (hợp chất hữu cơ bay hơi), và các chất khác.
   • Cảm biến Nhiệt Độ và Độ Ẩm: Để hiểu biết về điều kiện môi trường ảnh hưởng đến khả năng hấp thụ và phân tán của khí thải.
2. Hệ Thống Ghi Chép và Truyền Thông:
   • Bộ Ghi Chép Dữ Liệu: Ghi lại dữ liệu từ cảm biến theo thời gian.
   • Hệ Thống Truyền Thông: Truyền dữ liệu về các thông số khí thải đến một trung tâm giám sát hoặc trạm kiểm soát.
3. Trung Tâm Giám Sát và Quản Lý:
   • HMI (Human-Machine Interface): Giao diện người-máy giúp người quản lý hoặc kỹ thuật viên theo dõi dữ liệu trực tiếp và thực hiện các điều chỉnh cần thiết.
   • Hệ Thống Quản Lý Dữ Liệu: Lưu trữ và quản lý dữ liệu thu thập từ hệ thống.
4. Hệ Thống Kiểm Soát và Bảo Trì:
   • Hệ Thống Kiểm Soát: Đảm bảo rằng hệ thống hoạt động đúng cách và theo dõi các tham số quan trọng.
   • Kế Hoạch Bảo Trì Định Kỳ: Bảo trì và hiệu chuẩn cảm biến để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu.
5. Cảm Biến Thêm (Nếu Cần Thiết):
   • Có thể bao gồm cảm biến bổ sung để đo lường các thông số khác như áp suất, tốc độ gió, hoặc các chất khác liên quan đến quá trình sản xuất và xử lý khí thải.

Hệ thống quan trắc khí thải tự động là một công cụ quan trọng giúp các doanh nghiệp và tổ chức giám sát và quản lý ảnh hưởng của khí thải đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường.

II. MÔ TẢ CHI TIẾT CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ THẢI TỰ ĐỘNG

2.1. Hệ thống thu thập, lưu giữ dữ liệu quan trắc của hệ thống quan trắc khí thải tự động

Hệ thống quan trắc khí thải tự động sử dụng một công cụ thu thập dữ liệu có độ tin cậy cao, phù hợp cho hoạt động bình thường liên tục trong điều kiện môi trường làm việc khắc nghiệt. Phần mềm hệ thống kiểm soát thu thập dữ liệu được sử dụng để thu thập và xử lý dữ liệu từ mỗi lần từ các truyền phân tích và để thực hiện kiểm soát và xử lý thời gian thực và hiệu quả, có khả năng tương thích tốt với các máy phân tích của các nhà sản xuất hệ thống giám sát khói khác nhau.

PLC là đơn vị thu thập và kiểm soát dữ liệu của hệ thống quan trắc khí thải tự động. Không giống như các phương pháp điều khiển thông thường, PLC cung cấp một bộ chức năng phong phú hơn, độ tin cậy và khả năng mở rộng cao hơn. Trong hệ thống  quan trắc khí thải tự động, PLC cung cấp các tín hiệu đầu vào và đầu ra kỹ thuật số và tương tự khác nhau và thực hiện xử lý nâng cao thông qua phần mềm.

• Thu thập dữ liệu: Thu thập kịp thời dữ liệu số tương tự cho từng kênh khi cần thiết. Các vật được lấy mẫu có thể bao gồm SO₂, NO_x, bụi khói, lưu lượng khí thải (độ ẩm, nhiệt độ, áp suất, hàm lượng oxy)…
• Xử lý dữ liệu: Theo dữ liệu thu được khi lấy mẫu, có thể tính toán kết quả phân tích của các hạng mục đo lường khác nhau và dữ liệu thống kê cần thiết, có thể cung cấp giá trị thời gian của thành phần khí thải, giá trị trung bình trong khoảng thời gian xác định và xả thải trong khoảng thời gian xác định và có thể nhận biết được dữ liệu không hợp lệ.
• Lưu trữ dữ liệu: lưu dữ liệu sử dụng ban đầu và dữ liệu thống kê theo yêu cầu, thông số đo, kết quả đo, đơn vị đo, thời gian đo, trạng thái của thiết bị đo (đang đo, hiệu chuẩn và báo lỗi thiết bị).
• Hiển thị dữ liệu: Dữ liệu giám sát và thời gian theo dõi có thể được hiển thị trong thời gian thực.
• In dữ liệu: Có thể in bảng biểu bất kỳ thời gian nào, hiển thị nội dung, ghi chép hiệu chỉnh theo yêu cầu.
• Tính thích ứng: Hệ thống có khả năng thích ứng và hệ thống có thể thích ứng với công cụ đo lường chính bằng cách sửa đổi cài đặt hệ thống và thiết lập mẫu thử nghiệm tương ứng. Có thể thay đổi đối tượng đo bằng cách sửa đổi cài đặt hệ thống.

2.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống quan trắc khí thải tự động

• Đối với hệ thống giám sát lưu lượng, nhiệt độ, áp suất và bụi tổng các chỉ tiêu này sẽ được đo trực tiếp trên thân ống khói và truyền dữ liệu theo 2 đường: 1 đường truyền về thiết bị datalogger đặt trong tủ điện điều khiển để truyền trực tiếp về Sở Tài nguyên và Môi trường địa phương; 1 đường khác được truyền sang bộ điều khiển PLC trong tủ máy để hiển thị dữ liệu trực tiếp tại màn hình máy tính.
• Đối với hệ thống quan trắc khí thải tự động thành phần khí thải. Mẫu khí thải được trích hút trên thân ống khói tại vị trí có dòng chảy khí thải ổn định bằng thiết bị lấy mẫu và được dẫn về thiết bị phân tích khí thải đa chỉ tiêu thông qua hệ thống dây dẫn mẫu. Trong suốt quá trình dẫn mẫu về máy phân tích nhiệt độ trong ống dẫn mẫu luôn được duy trì ở nhiệt độ từ 120˚C ~ 160˚C. Ống dẫn mẫu được sưởi nóng theo hình thức gia nhiệt bằng điện. Gia nhiệt ở nhiệt độ cao trong quan trắc khí thải tự động nhằm mục đích ngăn chặn tích tụ nước trong đường ống.
• Mẫu khí thải được hút về tủ máy phân tích thông qua van điện từ hút mẫu. Khí thải sau khi được hút về sẽ đi qua bộ lọc cấp 1 (bộ ngưng tụ nước và hơi axit). Mẫu khí sau khi được tách bỏ một phần nước và hơi axit được đưa sang thiết bị làm lạnh.
• Thiết bị làm lạnh có tác dụng điều hòa mẫu khí trong các hệ thống phân tích. Hàm lượng nước trong mẫu khí được giảm xuống, điểm sương thấp hơn và nước được lắng đọng nhờ đó các thiết bị tiếp theo được bảo vệ.
• Mẫu khí sau khi bộ làm lạnh cấp 1 của thiết bị làm lạnh sẽ được hút đi nhờ bơm chân không và chuyển đến thiết bị chuyển hóa NOx. Trên đường ống dẫn từ bơm chân không đến thiết bị NOx mẫu khí sẽ được trích xả bớt ra ngoài để đảm bảo lưu lượng vào máy phân tích không vượt quá tiêu chuẩn.
• Tại thiết bị chuyển hóa NOx, mẫu khí được gia nhiệt lên đến 250˚C để chuyển hóa toàn bộ hỗn hợp khí NO, NO2, NOx thành khí NO.
• Sau khi mẫu khí được chuyển hóa thành khí NO sẽ đưa về bộ làm lạnh cấp 2 của thiết bị làm lạnh đế giảm nhiệt độ mẫu khí nhằm bảo vệ các thiết bị phía sau.
• Mẫu khí sau khi được hạ nhiệt độ sẽ được đưa về máy phân tích khí thải. Lưu lượng khí sẽ được điều chỉnh thông qua van tiết lưu để điều chỉnh lưu lượng vào máy phân tích thích hợp (lưu lượng khí cấp vào máy phân tích rất nhỏ). Mẫu khí trước khi đi vào máy phân tích được đi qua bộ lọc hấp thụ hơi độc hại và bộ lọc hạt nhỏ để loại bỏ hết các thành phần có tính chất ăn mòn gây hại cho máy phân tích.
• Máy phân tích khí khí thải trong quan trắc khí thải tự động sử dụng phương pháp quang phổ hấp thụ hồng ngoại. Phương pháp này dựa trên sự hấp thụ của những bức xạ hồng ngoại không bị phân tán. Mức độ phân tán của bức xạ phụ thuộc vào bước sóng là căn cứ để xác định nồng độ của khí. Tín hiệu đầu ra của máy phân tíchđược truyền về bộ datalogger, tín hiệu được truyền trực tiếp từ bộ datalogger về Sở Tài nguyên và Môi trường địa phương liên tục 5 phút/lần và 24/24h. Một đường tín hiệu khác truyền về bộ điều khiển PLC để hiển thị dữ liệu trực tiếp tại màn hình máy tính nằm trên tủ máy phân tích.

2.3. Mô tả thao tác của hệ thống quan trắc khí thải tự động

• Hiệu chỉnh: Thông qua cài đặt hệ thống quan trắc khí thải tự động, hệ thống có thể được định kỳ hiệu chuẩn. Nếu được yêu cầu, nó cũng có thể được hiệu chỉnh ngay lập tức trên giao diện vận hành thao tác sau khi đã xác nhận an toàn.
• Thổi ngược: Hệ thống quan trắc khí thải tự động có thể được định kỳ tiến hành thổi ngược thông qua cài đặt hệ thống. Nếu cần thiết, nó cũng có thể được cài đặt thổi ngược ngay tức thì trên giao diện vận hành sau khi đã xác nhận an toàn.
• Cảnh báo: Hệ thống quan trắc khí thải tự động có thể cung cấp các báo động vượt quá giới hạn và báo động sự cố. Tự kiểm tra: Hệ thống cung cấp một công cụ tự kiểm tra, nếu có bất thường sẽ tự động cảnh báo.
• Tính bảo mật và an toàn của dữ liệu: Quyền truy cập vào hệ thống quan trắc khí thải tự động phải được xác nhận an toàn để tránh thao tác sai hoặc bị lợi dụng và đảm bảo tính bảo mật của dữ liệu hệ thống quan trắc khí thải tự động, cung cấp khả năng sao lưu dữ liệu.
• Truyền dữ liệu: Các thông số được giám sát có thể được hiển thị tại chỗ và truyền đến trạm giám sát môi trường trong nhà máy, có cổng nối để lại giao diện truyền tín hiệu đến bộ điều khiển của bộ phận tập trung của nhà máy để hiển thị và ghi.

III. HIỂU CHUẨN, KIỂM ĐỊNH HỆ THỐNG QUAN TRẮC KHÍ THẢI TỰ ĐỘNG

Việc thực hiện kiểm soát chất lượng của hệ thống quan trắc khí thải tự động phải đáp ứng các yêu cầu sau:

– Kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị của hệ thống quan trắc khí thải tự động trước khi đi vào vận hành chính thức và định kỳ 1 lần/năm.

– Việc kiểm định hiệu chuẩn của hệ thống quan trắc khí thải tự động được thực hiện bởi một bên thứ 3 để bảo đảm tính khách quan.

– Hiệu chuẩn thiết bị của hệ thống quan trắc khí thải tự động bằng khí chuẩn: tối thiểu 1 tháng/lần.

– Quy trình thực hiện kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị quan trắc khí thải tự động như sau:

• Kiểm tra vị trí lỗ quan trắc
• Kiểm tra ống hút mẫu
• Kiểm tra ống dẫn mẫu
• Kiểm tra tính năng đo và trả kết quả theo đơn vị mg/Nm³ đối với các thiết bị quan trắc thông số ô nhiễm.
• Kiểm tra tính năng thu thập, lưu giữ và truyền dữ liệu quan trắc tự động liên tục của hệ thống quan trắc khí thải tự động.
• Kiểm tra thành phần tính năng khác của hệ thống quan trắc khí thải tự động.
• Đánh giá độ chính xác tương đối của hệ thống quan trắc khí thải tự động.

Các thông tin kiểm soát chất lượng của hệ thống quan trắc khí thải tự động được ghi chép vào biên bản theo thống tư 10/2021/TT-BTNMT.

III. GIỚI THIỆU ĐƠN VỊ THỰC HIỆN QUY ĐỊNH VỀ QUAN TRẮC KHÍ THẢI TỰ ĐỘNG UY TÍN TẠI VIỆT NAM 

BKCEMS là đơn vị tiên phong trong lắp đặt quan trắc khí thải tự động tại Việt Nam. Với hơn 5 năm kinh nghiệm thực hiện quan trắc khí thải tự động cho hơn 100+ doanh nghiệp tại Việt Nam, chúng tôi hiểu rõ đặc tính khí thải, nước thải của từng loại ngành nghề. Ngoài việc hiểu rõ từng công nghệ, thiết bị đáp ứng theo quy định về quan trắc khí thải, với lợi thế được đào tạo bài bản từ những chuyên gia hàng đầu trên thế giới, giải pháp quan trắc tự động mà BKCEMS mang lại chắc chắn là phù hợp và đem lại hiệu quả nhất, đồng thời, chi phí dành cho bảo trì, bảo dưỡng các năm sau sẽ là thấp nhất. Sự hài lòng của khách hàng dành cho chúng tôi được phán ảnh qua sự tin tưởng của khách hàng ở những năm kế tiếp.