固定污染源揮發性有機物

連續監測系統

技

術

方

案

************有限公司

2018年8月

目  錄

1.項目概述 3

2、標準和規范 3

3、連續檢測系統簡介 4

4.分析系統技術方案 6

4.1 分析系統組成 6

4.2 在線氣相色譜儀 7

4.3 煙氣采樣探頭 10

4.4預處理子系統 12

4.5供氣子系統 12

4.6數據采集與處理子系統 14

4.7 溫壓流一體化檢測儀 14

4.8 分析小屋（用戶提供） 15

5供貨范圍 16

5 公用工程 18

6 買賣雙方分工及施工要求 19

6.1買賣雙方工作分工 19

6.2 現場施工要求 20

6.2.1 系統電源、電纜鋪設要求 20

6.2.2 系統氣源要求 20

6.2.3 平臺設備開孔尺寸要求 20

6.2.4 采樣點位選點要求 20

6.2.5 平臺、扶梯要求 20

7 客戶服務 20

8 質量保證 21

1.項目概述

VOCs（VolatileOrganicCompounds）學名揮發性有機物，按照衛生組織的定義，沸點在50—250℃的化合物，室溫下飽和蒸氣壓超過133.32Pa，在常溫下以蒸氣形式存在于空氣中的一類有機物為揮發性有機物（VOCs）。VOCs 成分復雜，目前已經監測出的VOCs 有300 多種，按其化學結構的不同，可以進一步分為烷類、芳烴類、烯類、鹵烴類、酯類、醛類、酮類、醇類和其他化合物等，是大氣、水質、土壤和其他沉積物中普遍存在且組成復雜的一類有機污染物。其毒性、刺激性、致癌作用對人類健康造成較大影響，可對人造成損害神經、肺中毒、血液中毒、腎臟中毒、肝臟及新陳代謝中毒等損害。

因此，研究環境中揮發性有機物的存在、來源、分布規律、遷移轉化及其對人體健康的影響逐漸受到人們的重視，對它的排放監控迫在眉睫，而其工業源為VOCs 排放的主要來源；

根據目前環保標準，需要把現場測量數據進行連續分析，截取數據需要及時的分析和傳輸到環保局相關單位；根據現場VOC煙氣檢測因子含量低、水份大、腐蝕性大的特殊工況；南京康測自動化設備有限公司集多年環境監測系統的研發與應用經驗，根據技術，成功推出CEMS-8000 VOCs 煙氣揮發性有機物連續監測系統，能夠讓分析系統更可靠，更真實的應用于對各種工業固定污染源排放有機物的實時監測。本分析系統和儀表采用技術，性能穩定可靠，自動化程度高，檢測范圍寬；高品質的硬件和高集成的智能化工控機處理軟件使系統滿足實時監測的苛刻要求。     

目前分析系統已經成功應用在石油化工、電子工業、醫療、橡膠制品、有機溶劑制造、噴涂、汽車制造、印刷等行業。

組格化的應用方案已經應用于城市環境空氣在線監測，化工園區排放口或廠界揮發性有機物在線監測等領域；

2、標準和規范

n GB3095－2012 《環境空氣質量標準》

n HJ/T76-2007 《固定污染源排放煙氣連續監測系統技術要求及檢測方法》

n GB16297-1996 《大氣污染物綜合排放標準》

n GB12519-1990 《分析儀器通用技術條件》

n GB 3836-2000 《爆炸性氣體環境用電氣設備》

n GB 50058-92 《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》

n GB 50093-2002 《自動化儀表工程施工及驗收規范》

n HG-20505—2000 《過程測量與控制儀表的功能標志及圖形符號》

n GB50493-2009 《石油化工可燃氣體和有體監測報警設計規范》

n EEMUA  《在線分析儀系統的設計和安裝》

n IEC 60079 《爆炸性氣體環境用電氣設備》

n IEC 60529 《外殼防護等級(IP 代碼)》

n IEC/CENELEC 《危險區域電纜外殼和安裝規程》

n ISA S 12.4 《用以降低危險區域等級的儀表吹掃》

n ISA S75.04 《爆炸和危險環境下的法蘭控制閥的連接尺寸》

n ASME Ⅷ 《安全閥校準程序》

n BS 5308 《儀表電纜》

n SH/T3082-2003 《石油化工儀表供電設計規范》

n SH/T3081-2003 《石油化工儀表接地設計規范》

n NFPA NO.70 《美國電氣規程（NEC）》

n IEC79 《用于爆炸性氣體環境中的電氣設備》

n IEC61779 《可燃氣體檢測儀》

n IEC60364 《設備安全間隔》

n IEC61000 《電磁兼容性》

n ISA PR 12.1 《危險環境中的電動儀表》

n API RP 555 《工藝分析儀表》

3、連續檢測系統簡介

CEMS-8000 VOCs 固定污染源揮發性有機物連續監測系統由由在線氣相色譜儀、煙氣采樣探頭子系統、預處理子系統、供氣子系統、數據采集及處理子系統、溫壓流子系統組成。

。在線樣品前處理裝置可實現管道樣品中粉塵的有效去除，防止煙氣中的粉塵進入到分析系統中，對系統器件造成損壞，影響儀器的使用壽命；樣品傳輸管路加熱至恒定溫度，保證樣品的穩定傳輸，有效防止樣品在傳輸過程中的損失，提高樣品檢測的準確度；在線氣相色譜儀采用的色譜分離檢測技術，檢測量程寬、檢測靈敏度高，可有效監測煙氣排放前非甲烷總烴的濃度變化；測量信號送入數據采集與處理子系統，通過模擬信號傳輸至DCS 系統，實現工作現場的無人值守連續監測運行。該系統具有現場數據實時傳輸功能，可通過DCS 系統監控測試結果變化趨勢。

整套系統結構簡單，動態范圍廣，實時性強，組網靈活，運行成本低，同時系統采用模塊化結構，組合方便。并且能夠與企業內部的環保平臺和環保部門的數據系統通訊。圖1圖2為系統布局圖和系統機柜圖；圖3為分析系統的技術指標。

                               （圖1示上）

                                （圖2示上）

         分析系統技術參數：

（圖3示上）

4.分析系統技術方案

4.1 分析系統組成

CEMS-8000 VOCs固定污染源揮發性有機物連續監測系統由在線氣相色譜儀、煙氣采樣探頭子系統、預處理子系統、供氣子系統、數據采集及處理子系統、溫壓流子系統組成。

在線氣相色譜儀采用色譜技術進行非甲烷總烴組分和苯、甲苯及二甲苯的分析檢測，檢測靈敏度高、線性范圍寬、交叉污染小，可以有效的監測管路中非甲烷總烴組分和苯、甲苯及二甲苯組分濃度的變化。  

煙氣采樣探頭采用防腐蝕采樣管，高溫伴熱技術，具備自動伴熱控溫、采樣截止、自動反吹、帶全流程標定等功能；

預處理子系統采用直接高溫泵正壓抽取、全程高溫伴熱技術，有效的減少了樣品在傳輸過程中的損失，保證檢測結果的準確性。

零氣發生器和氫氣發生器子系統采用的技術，供氣可靠性高，質量好，能夠滿足需求；

數據采集與處理子系統由中央單元、上位機（工控機）、VOC 在線連續監測系統監測軟件等構成；工作站上位機軟件匯總所有的氣體濃度信息和工作狀態信息，具有生成報表、存儲數據、查詢歷史記錄、與環保部門聯網通信等功能。通過配置不同容量的采樣定量環，實現不同體積樣品的獲取，從而實現對治理出口不同濃度樣品的在線分析檢測。

溫壓流一體化檢測儀采用內置集成溫度、壓力和差壓3種變送器，其中溫度參數由溫度變送器測量和輸出，壓力參數由壓力變送器測量和輸出，流速參數通過差壓變送器測量的差壓大小再由上位機程序轉換后得到（在第二部分里具體介紹）。

分析系統主要技術如下：

l 分析儀表可靠性高，檢測靈敏度高，響應速度快；

l 模塊化設計，結構緊湊，可靠性高；

l 全程高溫伴熱，儀表至加熱盒流路沒有冷點，預處理針對樣氣損失小，儀表測量值誤差小；

l 高溫泵正壓取樣，取樣和標定對儀表測量值干擾?。?

l 取樣單元和預處理進行防腐蝕處理，流路沒有堵塞現象，能夠應用于含水量大，腐蝕性大，防爆性要求高的場合；

4.2 在線氣相色譜儀

 在線氣相色譜儀    

 在線氣相色譜儀被設計成19英寸機柜式安裝結構，其產品外觀如圖所示。內部設計采用集成化、模塊化，模塊間分布緊湊，主要包括氣路及氣路控制模塊、柱箱及柱箱控制模塊、閥箱及閥箱控制模塊、檢測器及檢測器控制模塊、電路模塊和工控機模塊等。

色譜儀采用氣相色譜法原理，采用兩個定量環、一個六通閥、一個十通閥、切換閥、一根分離甲烷的色譜柱、一根總烴色譜柱，一個FID檢測器的解決方案。在確保各項性能指標均達到標準的前提下，實現較高的測試。具體的工作原理主要是通過泵將樣品抽到定量環中定量，六通閥和十通閥同時切換，總烴定量環中的樣品快速通過總烴柱到達FID檢測器，測定總烴濃度，甲烷定量環中的樣品通過填充柱，樣品在填充柱中分離，甲烷經過填充柱到達FID，測定甲烷濃度，然后六通閥和十通閥同時切換至原始位置，利用反吹的方式將仍滯留在填充柱中的非甲烷總烴通吹掃至出口，完成檢測。通過總烴和甲烷含量的差值計算得到非甲烷總烴的含量，大縮短分析周期。總烴檢出限為0.03 mg/m3，甲烷檢出限為0.03 mg/m3，可以滿足標準HJ/T38的要求。除外，還具有以下幾個特點：

· 對FID檢測器進行重新設計加工，提高檢測器的靈敏度水平；

· 獨特的電子壓力控制單元，優化流路控制和溫度控制，提高分析精度；

· 實時環境溫度和壓力補償，適應多種環境條件；

· 特殊的閥箱設計，既支持固定污染源廢氣，也支持環境空氣；

· 自動校準功能，可設定周期性自動校準和質量控制點；

· 響應時間短，分析時間短；

· 支持一臺儀器對多個工況點實施循環監測；

· 實現模塊化設計和功能化區塊，可根據客戶需求定制功能模塊；

· 內置工控機，觸摸屏設計，支持web遠程操作；

· 支持與前段各種前處理設備信號對接；

· 數據輸出支持與工控機連接。

作為一臺在線氣相色譜儀，可以重復收集和分析隔膜泵抽進來的氣體樣品，實時監測氣體樣品中甲烷、總烴和非甲烷總烴的含量。氣路圖如圖所示。

空閑狀態

進樣分析狀態

FID 檢測器全稱為氫火焰離子化檢測器，是氣相色譜檢測器中應用較為廣泛的一種檢測器，該檢測器以氫氣和空氣燃燒生成的火焰為能源，當有機化合物進入火焰時，在高溫下產生化學電離，電離產生出比基流高幾個數量級的離子。組分濃度不同，電離產生的離子流強度不同，因此可以根據電離產生的離子流信號的大小進行有機物組分的定量分析。

FID 檢測器具有靈敏度高、線性范圍寬、穩定性好等特點。儀器中采用的為微型FID 檢測器，該檢測器中集成了火焰溫度傳感器，當火焰熄滅時，可以自動點火，若點火失敗，可切斷氫氣供氣，保證安全。

技術規格參數：

4.3 煙氣采樣探頭

煙氣采樣探頭     FP-100

產品描述: FP-100采樣探頭根據燃燒工藝多種工況條件（高溫、高濕、高粉塵、高腐蝕）專業設計的采樣探頭和采樣器，采樣探頭自帶有溫度控制及顯示、自動反吹單元、自動標定等功能。采樣探頭采用可調節溫度控制器，溫度控制在180℃±10%，可以調節；采樣管和濾芯等部件采用耐高溫的材料制造，樣氣采樣探頭腔體制的過濾器是根據不同工況設計的，具備過濾好，氣阻小功能，具備不同工況和系統設計需求，反吹控制裝置定期對采樣探管和樣氣采樣探頭的過濾器進行反吹，防止煙塵堵塞樣氣采樣探頭探管及過濾器導致煙氣采樣氣路堵塞。

特點：

1．煙氣采樣專用探頭，箱體保溫厚度達到30mm，整體流路伴熱180℃以上，沒有溫度冷凝點

2．樣氣流路不銹鋼材質，過濾芯和腔體特殊設計，更具備快速拆卸功能

3．高溫球閥截止功能，反吹氣體伴熱，粉塵反吹效果更好，具備取樣、反吹、探頭標氣標定功能

4．密封墊為石墨材料,整體不銹鋼材料，特制高溫截止球閥（閥體耐220℃高溫），高溫和反吹

應用：

該裝置適用于燃燒過程后廢氣樣氣的連續采集CEMS分析系統的煙氣采樣，廣泛應用于電力行業，冶金行業，水泥爐窯行業的含水分、含粉塵、含焦油較高的分析系統樣氣采集。

技術參數

4.4 預處理子系統

預處理子系統采用整體加熱盒加熱，預處理部件全部置于加熱盒內，由二級過濾器、高溫抽氣泵、氣控截止閥、調節針閥及流量計等器件組成，再由伴熱盒通入分析儀。這樣能夠完成樣氣的多級處理，使分析儀表可以得到潔凈、無冷凝，符合要求的樣氣，確保其能夠長期可靠的運行。

預處理由機柜、加熱盒、電控單元等部分組成，流程圖如下：

4.5 供氣子系統

供氣子系統包括：氫氣發生器和零氣發生器，主要用于提供CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs排放連續監測系統載氣、FID 檢測器燃燒氣和FID 檢測器助燃氣，供氣系統持續提供穩定的供氣壓力和流量，可保證分析儀器連續在線運行。

氫氣發生器   OHG-400

產品特點：

1計算機智能控制，全中文液晶顯示，自動補水，自動顯示流量，流量可根據用量自動調節。

2儀器內部采用全封閉設計，大限度避免堿液的傷害，同時降低溫度，延長電解池壽命。

3內置完善的智能保護措施，超壓，超流量等都能完善的保護，有RS232接口可與主機通訊。

零氣發生器   ZA-400

產品特點：

1 催化：采用高溫催化氧技術，以多種貴金屬材料做催化劑。

2潔凈，內置進口脫水膜和顆粒過濾裝置，使產品露點降至-20℃以下。

3可選裝二氧化碳，氮氧化物及無機硫脫除等項目。

4.6 數據采集與處理子系統

CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs 排放連續監測系統工控機自動進行監測數據的采集、分析及處理，檢測結果數據通過網絡連接可以自動上傳至企業DCS 控制系統，向企業內部的DCS輸送檢測結果數據和報警信息。

儀表操作人員在辦公室內可以通過安裝在工控機上的VOC 有機廢氣自動監測軟件監控查詢所有測量信息和儀表工作狀態信息。可設置監控數據的報警上限和下限濃度值，超出限值自動報警；能夠檢索任意時間點的監測數據和任意時間段的報表。

4.7 溫壓流一體化檢測儀

溫壓流一體化監測儀

型號：TPF-200

產品特點：

1. 低量程溫壓流使用超差壓傳感器實現0～5m/s低流速測量；

2. 帶液晶顯示操作單元，提供良好的人際交互界面，一體化，結構精巧，方便安裝；

3.取樣管在高溫、高濕、高溫粉塵環境下具有很高的耐腐蝕性；

4.根據現場安裝條件，可以選擇整體或分體式安裝；

機箱單元由溫度變送器、壓力變送器、差壓變送器和流速反吹電磁閥等組成，內部原理如下圖所示：

技術參數：

4.8 分析小屋（用戶自備）

分析小屋主要進行CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs 排放連續監測系統及相關附屬設備的安裝及調試，分析小屋安裝有空調，可以為在線分析儀器提供穩定的運行環境，保證儀器長期連續穩定運行。

分析小屋的建設應符合環保部下發的國控重點污染源自動監控能力建設項目污染源監控現場端建設規范。

1) 站房位置：小屋具體位置根據現場情況而定,離測點越近越好，與排放口采樣點距離小于20M。

2) 監測站房尺寸：站房高度應滿足設備操作和維護的需求，站房外形尺寸為3m(L)×3m(W)×2.7m(H ) 。（實地建設站房內部高度不小于2.7 米）

3) 站房基礎條件：站房具備防漏、防塵、通風、消防、接地、避雷等基礎條件。

4) 溫濕度控制：站房內安裝安裝1.5P 冷暖,暖氣空調，并保證環境溫度：5~40℃，相對濕度≤85%。

5) 站房電源:常規電源-站房內供電電壓符合AC 220V±10%，頻率50Hz；功率不小于6Kw。實地用電功率為2kw+40Lw（L 為采樣管線長度）。電源引入線應適用照明電源，嚴禁使用動力電源來電源進線應有浪涌保護器來電源應有明顯標志，防止用戶意外斷電；接地線應牢固，并有明顯標志；站房電源開關的設置應設系統總開關，對每臺儀器均應設置控制開關；

6) 站房結構：站房結構可為磚混/彩鋼房，彩鋼房外墻彩板厚度≥0.6mm，內墻彩板厚度≥0.5mm；保證強度；保溫層不低于100mm，阻燃型；

7) 站房透光窗：站房設有透光窗，其尺寸不小于600mm×600mm；

8) 站房門禁系統：站房設置二級門禁系統并設有開啟記錄器，可查詢開啟時間、次數；

9) 站房的設置：監測用房的設置應考慮到不對企業正常生產條件和環境造成影響；

10) 站房整合利用：站房對原有在線監控設備進行整合，并確保原系統設備正常運行。

11) 分析小屋內需固定的設備包括：

? 分析機柜及標準氣鋼瓶；

? 機柜可用膨脹螺栓直接固定在地面上或預埋槽鋼或鋼板固定，

? 標準氣鋼瓶固定采用鋼瓶架固定，鋼瓶架根據鋼瓶實際數量現場制作。

12) 小屋開孔：

采樣管進線孔。采樣管線的進線孔開在機柜頂部的上方，即進線孔離地面高度大于2200mm。電纜進線孔?？刹捎脡Ρ谏祥_孔或電纜溝的方式。橋架的開孔。安裝在墻壁上方，挨近屋頂位置，距離側面墻壁1 米處。

技術參數如下：

5供貨范圍

CEMS-8000 VOCs型固定污染源VOCs在線監測系統供貨清單：

5 公用工程

CEMS-8000 VOCs 型固定污染源VOCs 排放連續監測系統可以在惡劣的環境下長期安全運行，所需公用工程如下：

6 買賣雙方分工及施工要求

6.1 現場施工要求

買方需提供現場配套工程實施資源，保證監測系統能夠準確安裝和安全運行。

6.2.1 系統電源、電纜鋪設要求

電源：市電電源，220VAC±10%，頻率50±1Hz；

平臺與分析小屋間的伴熱管線、電纜線鋪設要求：鋪設要求采用橋架，橋架規格不小于

150mm*100mm。平臺上線纜鋪設要求走橋架，橋架規格不小于100mm*50mm。

6.2.2 系統氣源要求

系統氣源主要包括：采樣探頭反吹氣體和分析儀器運行氣體，氣體壓力和流量要求穩定。

其中采樣探頭反吹氣體由買方提供，分析儀器運行氣體由賣方提供，具體要求如下：

采樣探頭反吹氣體要求純凈，壓力低0.4MPa。

6.2.3 平臺設備開孔尺寸要求

采樣探頭開孔數量： 1 個尺寸：? 50 mm；其他開孔根據圖紙和技術要求；

6.2.4 采樣點位選點要求

需要買方明確煙囪的直徑尺寸。參考環保標準HJ/T 76-2007，測量點的要求如下：

優先選擇垂直管段和煙道負壓區域，垂直煙囪優先選擇在煙囪的1/3 處；

采樣點位置應設置在距彎頭、閥門、變徑管下游方向不小于2 倍直徑，和距上述部件上游不小于0.5 倍直徑處； 

環保驗收對比孔應在煙氣采樣孔斷面下游約0.5 米處預留。

6.2.5 平臺、扶梯要求

采樣平臺為檢測人員采樣設置，應有足夠的工作面積使工作人員安全、方便地操作，平臺面積應不小于1.5m，并設有1.1m 高的護欄，采樣孔距平臺面約為（1.2~1.3）m。當采樣平臺設置在離地面高度≥5 米的位置時，應有通往平臺的Z 字梯/旋梯/升降梯。

7 客戶服務

我公司以提高顧客滿意度為根本目標，從服務力量、服務流程、服務內容等各個方面為客戶提供的優質服務。

我公司經過多年的經驗總結，形成了一套完整合理的客戶服務流程體系，服務流程包括、系統設計、采購、生產、檢驗、工程實施、投運、維護等各個環節。公司對相關的服務流程持續的完善和優化，使系統服務的質量管理更加標準化、程序化、規范化，為系統服務工作奠定了扎實的基礎。

我公司為客戶提供技術咨詢、方案設計、技術交流、、系統集成、現場勘察、工程實施、技術培訓、故障處理、回訪、巡檢等全過程、、全系列的服務。這些服務讓客戶體驗到高質量的服務，為客戶創造了更高的服務價值。

8 質量保證

正常質量保證期為項目驗收之日起1年或者貨到之日起18個月，以時間先到者為準。

質保期內如發現提供的設備本身有質量或功能問題，供貨方調整、維修或更換；對于非設備本身原因造成的產品故障或質保期外的問題，我方提供優惠的服務或備件。

產品質量和客戶服務完全納入我公司的質量管理體系，公司按照ISO9001-2000要求，以提高顧客滿意度為根本目標，保證所提供的貨物完全滿足買方的技術要求，并保證系統的功能完整。賣方所提供的產品嚴格按照GB/T19001質量體系文件要求，從產品設計、采購、生產制造、檢驗測試、安裝調試到售后服務的各個階段，推行嚴格的過程控制，確保為買方提供優質的產品和優質的服務。

服務質量控制：公司質量管理部負責對服務部門的服務質量監督與管理，接受買方投訴，跟蹤投訴處理過程，進行買方服務滿意度調查和分析。當因產品或服務質量問題引起投訴事件發生時，該部門將通過詳細了解事情的前后，給予買方一個滿意的答復，并且協助工程服務部門進行整改，并跟蹤結果，推進買方服務質量的提高。以防止類似事件的再次發生，從而保證服務質量的快速穩步提高。