陈成江
(江苏新世纪江南环保股份有限公司 江苏南京 211100)
摘要：本文着重阐述了金东纸业氨法脱硫工程中工业电视系统的选型设计及实际应用，设计方案对于脱硫区域监视、脱硫设备运行状态监控和提高自动化管理水平具有重要意义。
关键词：工业电视、光纤通讯、摄像机
1概述
金东纸业（江苏）股份有限公司位于江苏省镇江市大港镇，一期工程已1999年建成3台（1*250T/H+2*400T/H） CFB燃煤发电机组，三期工程安装1台400T/H CFB，于2005年建成投产。为适应新的大气排放环保要求，四台锅炉烟气脱硫工程采用氨法脱硫工艺，设四个脱硫塔，按四炉四个塔区、一个氨区和一个共用区设计。
为确保脱硫系统安全、稳定运行，提高脱硫系统自动化管理水平，简化管理人员操作，节省人力和能源，设计脱硫工业电视监控系统。
2系统总体网络结构设计
2.1分布式监控设计
由于金东脱硫区域分为1#脱硫区、2#脱硫区、3#脱硫区、4#脱硫区、氨罐区、脱硫公用区等是呈区域分布的。为了实现脱硫区域的分布式监控，工业电视的监控摄像机也必然是按区域分布的。为了充分满足分布式监控需求，脱硫工业电视系统结构必须满足各区域间距离的要求，并确保系统信息传输的带宽和可靠性满足监控要求。
2.2监控点设置
1#～4#脱硫塔区各配置1台室外带云台枪机，共4台摄像机，分别监视脱硫塔上的重要管线、阀门的运行情况，一旦发现泄露，自动报警；
1#～4#脱硫泵房、氧化风机房、硫铵厂房、脱硫配电室摄像机为室内安装，配置室内带云台一体化球机，共12台摄像机，分别监视泵、氧化风机、硫铵厂房内的设备运行情况以及配电室内配电回路开关的分闸、合闸情况；
脱硫氨罐区属于有毒防爆区，配置2台防爆型室外带云台枪机，监视氨罐区的各管线、阀门的运行情况及进入该区域的人员活动情况，一旦发现异常，及时报警。
整个脱硫监控系统共设置18台摄像机。摄像机站点设置如下表所示。
2．3监控系网络架构
由于各监控区域之间的距离以及各监控区域至锅炉总监控室的距离都比较远，特别是氨罐区距离其他各监控区域之间的距离以及氨罐区至锅炉总监控室的距离都在350米以上，如按传统的各监控区独立设计方案，则各监控区域与锅炉总监控室之间的信号传播系统均需要设置独立的主干传输线和远程传输设备，从而带来系统造价高、投资大、可靠性低，系统施工和维护成本高等问题。
随着视频数字化技术的日趋成熟，使各监控区的视频信号和报警信息在一个系统主干传输网进行传输成为可能。
本项目采用集中传输方案进行设计，即在脱硫硫铵厂房内设置脱硫监控子站，配置24路硬盘录像机，把各区域的监视信号全部接入脱硫监控子站，再从监控子站通过光纤把监控信息传输至锅炉总监控室的监控站，在锅炉总监控室设置监控总站，并配置52吋大屏显示器进行画面显示。
其中在氨罐区单独设置1台视频交换机，把2台防爆摄像机的监视信号先接到视频交换机，再用光缆把信号从视频交换机接到脱硫硫铵厂房内设置脱硫监控子站，这样，即解决了信号远距离输送的问题，又节约了线缆成本。
3系统网络性能分析
3.1图像质量
本项目摄像机数字视频分辩率为720×576，视频传输带宽在30Kbps至4Mbps可调，图像质量完全可以满足脱硫各区域监控要求。
3.2光纤传输特点
3.2.1传输损耗低
损耗是传输介质的重要特性，它只决定了传输信号所需中继的距离。光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点。
3.2.2传输频带宽
光纤的频宽可达1GHz以上，所以用一芯光纤不仅仅可以同时传输多通道图像，还可以传输语音、控制信号或接点信号。
3.2.3抗干扰性强
光纤传输中的载波是光波，它是频率极高的电磁波，远远高于一般电波通讯所使用的频率，所以不受干扰，尤其是强电干扰。同时由于光波受束于光纤之内，因此无辐射、对环境无污染，传送信号无泄露，保密性强。
3.2.4安全性能高
光纤采用的玻璃材质，不导电，防雷击；光纤传输不像传统电路因短路或接触不良而产生火花，因此在易燃易爆场合下特别适用。光纤无法像电缆一样进行窃听，一旦光缆遭到破坏马上就会发现，因此安全性更强。
3.2.5光纤及交换机选择
本项目使用62.5/125μm的多模光纤，850nm波长的衰减约为3.0dB/km。本监控系统主干线采用光纤以太网，传输速率为100Mbps。采用远距离传输的光纤交换机。
3.3带宽计算
为了确保光纤主干传输网信息传输可靠并满足系统实时性要求，正常工作时系统所需实际总带宽需要小于主干光纤总带宽的25%，也就是说，光纤主干传输网的实际带宽利用率应小于等于25Mbps。
监视摄像机的动态图像带宽大约为500Kbps，则全系统所需带宽为：
18台动态图像摄像机×500 Kbps/台=9000Kbps=9 Mbps
从上述计算可见，监控系统实际所需带宽为9Mbps，小于100 Mbps×25%=25 Mbps，从而可以保证监控子系统的实时性和可靠传输。
运行效果
工业电视系统经安装调试后于2015年3月正式投运，所有监视点信号运行效果良好，达到预期的监控效果。
结束语
从提高自动化管理水平，实现脱硫更高稳定性、高可靠性、低投资成本、低运行成本等目标，努力学习新知识，总结实际运行经验，合理选择工业电视的配置方案对于保证脱硫系统的安全和稳定运行将发挥巨大作用。
参考文献：
《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007；
《江苏新世纪江南环保股份有限公司设计手册 》 江苏新世纪江南环保股份有限公司。
论文作者:陈成江
论文发表刊物:《电力设备》2015年7期供稿
论文发表时间:2016/2/2
标签：光纤论文; 工业电视论文; 摄像机论文; 系统论文; 信号论文; 区域论文; 带宽论文; 《电力设备》2015年7期供稿论文;